KR20060126307A - Compact-sized plasma torch with a convenience of mutual conversion between welding and cutting process - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접을 위한 경우(A)와 절단을 위한 경우(B)의 플라즈마 토치의 단면도.1 is a cross-sectional view of the plasma torch of the case for welding (A) and the case for cutting (B) according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 용접 작업을 위한 음극의 단면도.2 is a cross-sectional view of a cathode for a welding operation according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 용접 작업을 위한 노즐의 단면도.3 is a sectional view of a nozzle for welding operation according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 용접 작업을 위한 보호기체 캡의 단면도.4 is a cross-sectional view of a protective gas cap for a welding operation according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 절단 작업을 위한 음극의 단면도.5 is a cross-sectional view of a cathode for cutting operation according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 절단 작업을 위한 노즐의 단면도.6 is a cross-sectional view of a nozzle for cutting operations in accordance with the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 절단 작업을 위한 보호기체 캡의 단면도.7 is a cross-sectional view of a protective gas cap for cutting operation according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 방전기체의 와류운동을 형성하는 기체주입링 평면도.8 is a plan view of the gas injection ring forming the vortex movement of the discharge gas according to the present invention.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1-1a: 용접용 음극팁 1-1b: 절단용 음극팁1-1a: Cathode Tip for Welding 1-1b: Cathode Tip for Cutting
1-2a: 용접용 음극몸체 1-2b: 절단용 음극몸체1-2a: cathode body for welding 1-2b: cathode body for cutting
2a: 용접용 노즐 2b: 절단용 노즐2a: nozzle for welding 2b: nozzle for cutting
3a: 용접용 보호기체 캡 3b: 절단용 보호기체 캡3a:
4: 음극 냉각기체 가이드4: Cathode Cooling Gas Guide
5-1: 음극 가이드 5-2: 음극 가이드 절연체5-1: Cathode Guide 5-2: Cathode Guide Insulator
6: 파일럿전원 가이드6: pilot power guide
7: 토치외장7: Torch exterior
8: 파일럿전원 도입체8: Pilot power supply
9: 기체주입링9: Gas injection ring
10-1: 가이드부 절연체 10-2: 도입부 절연체10-1: guide part insulator 10-2: inlet part insulator
본 발명은 금속 모재를 정밀하게 용접하거나 절단하는 소형 플라즈마 토치에 관한 것으로, 이송식 아크방전으로부터 비롯된 열플라즈마를 열원으로 하여 모재 혹은 모재와 용접봉을 동시에 용융시킨 후 자연냉각 시키면 용접이 이루어지고, 고속의 열플라즈마 제트를 이용하여 모재를 용융시키면서 용융물을 제거하면 절단이 이루어진다. 플라즈마 토치를 이용한 용접은 전원공급기의 전류를 조절하여 출력을 자유롭게 할 수 있기 때문에 용접 입열의 조정이 용이하여 박판 용접이 가능하고, 거의 모든 금속용접에 적용할 수 있으며, 용접부의 기계적, 열적, 화학적 성질이 우 수하여 변형이 적다는 장점이 있다. 또한 플라즈마 토치를 이용한 절단 역시 출력을 자유롭게 조절하여 절단부 이외의 모재 손상을 최소화 할 수 있으며, 비철금속을 포함한 거의 모든 금속에 적용할 수 있고, 다양한 종류의 방전기체를 사용할 수 있으며, 절단 속도가 빠르고, 기기 제작 및 운용비용이 낮으며, 조작이 간편하다는 장점이 있다.The present invention relates to a compact plasma torch for precisely welding or cutting a metal base metal. The heat plasma generated from a transfer arc discharge is used as a heat source to simultaneously weld the base metal or the base material and a welding rod, and then naturally cool the welding. Cutting is carried out by removing the melt while melting the base material using a thermal plasma jet of. Welding using plasma torch can freely output power by controlling current of power supply, so it is easy to adjust welding input heat, so that thin plate welding is possible, and it can be applied to almost all metal welding. It has the advantage of excellent deformation and low deformation. In addition, the cutting using the plasma torch can also freely adjust the output to minimize damage to the base metal other than the cutting part, can be applied to almost all metals including non-ferrous metals, various kinds of discharge gas can be used, and the cutting speed is high, The cost of manufacturing and operating the equipment is low, and the operation is easy.
플라즈마 토치를 이용한 용접과 절단은 공통적으로 이송식 아크방전에 의한 열플라즈마를 모재 용융을 위한 열원으로 사용하지만, 용접은 상대적으로 저속이며 공간적으로 광범위한 열플라즈마를 발생시켜서 넓은 용융지를 형성하고 용융된 모재를 용융지 내에 구속시키는 조건이 필요하다. 반면 절단은 상대적으로 고속이며 공간적으로 집중된 열플라즈마를 발생시켜서 좁은 용융지를 형성함과 동시에 용융물을 제거해야 한다. 이렇듯 용접과 절단은 작업 목적에 따라 상이한 열플라즈마의 특성이 요구되기 때문에 현재까지 용접 또는 절단을 위한 플라즈마 토치는 서로 개별적으로 주로 개발되어 왔으며, 이에 따라 기기의 제작과 운용에 있어서 기술과 비용의 비효율을 가져왔고 특히, 산업현장에서 용접과 절단 작업을 번갈아 해야 할 경우 작업의 전환이 있을 때마다 토치를 바꾸어야 하는 불편함을 초래하였다. 따라서 기술의 집중과 비용의 절감 및 작업의 편의성을 위하여, 용접과 절단이 동시에 가능하며, 두 작업의 상호 전환이 간편한 플라즈마 토치가 요구된다.Welding and cutting using a plasma torch commonly use thermal plasma by transfer arc discharge as a heat source for melting the base material, but welding generates a relatively wide range of molten base by forming a relatively slow and spatially wide range of thermal plasma. Condition is required to constrain the metal in the melt. Cutting, on the other hand, requires relatively high speed and spatially concentrated thermal plasma to form a narrow melt and remove the melt. As welding and cutting require different thermal plasma characteristics depending on the purpose of operation, plasma torches for welding or cutting have been mainly developed separately from each other. Thus, inefficiency in technology and cost in the manufacture and operation of the device is required. In particular, when the welding and cutting operations have to be alternated in the industrial field, it is inconvenient to change the torch whenever there is a change of work. Therefore, in order to concentrate technology, reduce cost, and ease of operation, a plasma torch that requires welding and cutting at the same time and can easily switch between the two operations is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 1과 같이 연결부가 나사산으 로 되어있어서 토치 몸체로부터 분리와 체결이 간편한 음극, 노즐, 보호기체 캡의 세 종류의 부품만 교체하면 용접과 절단 작업의 상호변환이 가능하며, 각각의 작업 목적에 맞는 특성을 지닌 열플라즈마를 발생시킬 수 있도록 하였다. In order to solve the above problems, as shown in Figure 1, the connection is made of threaded thread, so that only the three parts of the cathode, nozzle, protective gas cap is easy to remove and tighten from the torch body, welding and cutting operations It is possible to convert each other and to generate thermal plasma with characteristics suitable for each work purpose.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the object as described above, the present invention
분리 가능한 용접용 음극(1-1a, 1-2a), 노즐(2a), 보호기체 캡(3a)과;Removable welding cathodes 1-1a, 1-2a,
분리 가능한 절단용 음극(1-1b, 1-2b), 노즐(2b), 보호기체 캡(3b)과;Detachable cutting cathodes 1-1b, 1-2b, nozzles 2b, and
상기 음극과 결합되어 아크전류의 통로 구실을 하는 음극 가이드(5-1)와;A cathode guide 5-1 coupled to the cathode to serve as a path for arc current;
상기 노즐과 결합되며, 절단시 초기방전을 위한 고주파 고전압 전원의 통로 구실을 하는 파일럿전원 가이드(6)와;A pilot power guide (6) coupled to the nozzle and serving as a path for a high frequency high voltage power supply for initial discharge during cutting;
상기 보호기체 캡과 결합되는 토치외장(7)과;A torch enclosure 7 coupled with the protective gas cap;
보호기체가 음극 몸체(1-2a, 1-2b) 및 음극 가이드(5-1)를 냉각시킬 수 있도록 하는 음극 냉각기체 가이드(4), 전원공급기로부터 파일럿전원을 받아들여 파일럿전원 가이드에 전달하며, 방전기체가 주입되는 파일럿전원 도입체(8), 방전기체의 와류운동을 형성하는 기체주입링(9), 파일럿전원 가이드(6)와 음극 가이드(5-1) 사이의 이상 방전을 막아주는 음극 가이드 절연체(5-2), 가이드부 절연체(10-1) 및 도입부 절연체(10-2)로 구성되는 토치를 제공한다.Cathode cooling gas guide (4), which allows the protective gas to cool the cathode body (1-2a, 1-2b) and the cathode guide (5-1), receives the pilot power from the power supply and delivers to the pilot power guide The pilot power introduction body 8 into which the discharge gas is injected, the
특히, 상기 플라즈마 토치는In particular, the plasma torch
방전을 위하여 봉형태로 형성된 음극본체와 상기 음극본체의 말단에 결합되는 음극 첨두로 이루어지는 음극과A negative electrode having a negative electrode body formed in a rod shape for discharging and a negative electrode peak coupled to an end of the negative electrode body;
상기 음극의 외주에 소정간격을 두고 상기 음극을 감싸듯이 형성되어 방전기체통로를 형성하는 노즐과,A nozzle formed to surround the cathode at a predetermined interval on the outer circumference of the cathode to form a discharge gas passage;
상기 노즐의 외주에 소정간격을 두고 형성되어 보호기체통로를 형성하는 보호기체 캡은 상기 플라즈마 토치와 결합/분리 되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. The protective gas cap formed at a predetermined interval on the outer circumference of the nozzle to form a protective gas passage may be coupled / separated from the plasma torch.
상기 플라즈마 토치로 용접 작업을 위한 경우에는 For welding work with the plasma torch
상기 음극첨두는 원뿔형의 텅스텐 재질로 형성되며 The cathode peak is formed of a conical tungsten material
상기 노즐의 말단은 상기 음극보다 위쪽에 세라믹 재질로 형성되며The end of the nozzle is formed of a ceramic material above the cathode
상기 보호기체 캡은 상기 노즐보다 위쪽에 형성되어 저속의 공간적으로 넓은 열플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 할 수도 있다.The protective gas cap may be formed above the nozzle to generate a slow spatially wide thermal plasma.
상기 플라즈마 토치로 절단 작업을 위한 경우에는For cutting with the plasma torch
상기 음극 첨두는 평평한 모양의 하프늄 재질로 형성되며 The cathode peak is formed of a hafnium material of a flat shape
상기 노즐은 상기 음극을 완전히 감싸되 그 출구는 상기 음극보다 아래쪽에 금속재질로 형성되며 The nozzle completely surrounds the cathode, and the outlet is formed of a metal material below the cathode.
상기 보호기체캡의 말단은 상기 노즐의 출구보다 좀더 아래쪽에 형성되어 고속의 공간적으로 집중된 열플라즈마를 발생시키는 것일 수 있다. The end of the protective gas cap may be formed below the outlet of the nozzle to generate a high speed spatially concentrated thermal plasma.
상기 노즐의 출구쪽 내경은 1.5mm이상이며 바람직하게는 2mm 내외 일 수 있다. The inside diameter of the outlet side of the nozzle is 1.5 mm or more, preferably about 2 mm.
상기 플라즈마 토치는, 공간적인 열플라즈마의 분포를 더욱 확장하게 하고, 절단 시에는 아크의 움직임을 안정화시키기 위하여, 원주 방향으로 등 간격으로 소정의 각도로 경사지게 뚫린 복수개의 구멍을 구비한 기체주입링(6)을 상기 노즐의 상단 에 배치하여 상기 기체 주입링으로 주입된 기체의 와류운동을 증가시키도록 하는 것일 수 있다. The plasma torch has a gas injection ring having a plurality of holes inclined at predetermined angles at equal intervals in the circumferential direction so as to further expand the spatial distribution of thermal plasma and to stabilize the arc movement during cutting. 6) may be arranged on the top of the nozzle to increase the vortex movement of the gas injected into the gas injection ring.
이하 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접을 위한 경우(A)와 절단을 위한 경우(B)의 플라즈마 토치 단면도로서, 각각의 플라즈마 토치는 용접과 절단의 작업 목적에 따라 교체되는 부품인 음극, 노즐, 보호기체 캡이 위치하고 있는 토치 헤드부분과, 방전기체를 받아들이고 절단 시에는 파일럿전원도 함께 받아들이는 파일럿전원 도입체(8), 방전기체와 보호기체가 섞이지 않고 서로 분리되어 토치 내부를 흐를 수 있도록 유로가 나있으며 파일럿전원 도입체(8)와 음극 가이드(5-1) 사이의 이상방전을 억제하는 도입부 절연체(10-2), 파일럿전원 가이드(6)과 함께 방전기체의 통로구실을 하면서 파일럿전원 가이드(6)와 음극 가이드(5-1) 사이의 이상방전을 억제하는 가이드부 절연체(10-1), 통로를 따라 흘러온 방전기체의 와류운동을 형성시키면서 노즐 내부로 주입하는 기체주입링(9), 주입된 보호기체가 음극몸체(1-2a, 1-2b)를 냉각 한 후 음극 가이드(5-1)의 벽면을 타고 흐르면서 냉각시킬 수 있도록 하는 음극 냉각기체 가이드(4), 음극과 결합되어 아크전류의 통로 구실을 하면서 가이드부 절연체(10-1)와 함께 보호기체의 통로 구실을 하는 음극 가이드(5-1), 보호기체의 흐름을 위해 도입부 절연체(10-2)에 나 있는 구멍을 통해 발생할 수 있는 음극 가이드(5-1)와 파일럿전원 도입체(8)의 이상방전을 억제하기 위한 음극 가이드 절연체(5-2) 및 보호기체의 최종통로 구실을 하며 보호기체 캡과 결합되는 토치외장(7)의 토치 몸통부분으로 이루어져 있다. 용접용 음극몸체(1-2a) 또는 절단용 음극몸체(1-2b)와 결합되는 음극 가이드(5-1), 용접용 노즐(2a) 또는 절단용 노즐(2b)과 결합되는 파일럿전원 가이드(6), 용접용 보호기체 캡(3a) 또는 절단용 보호기체 캡(3b)과 결합되는 토치외장(7)은 연결부위에 나사 홈을 내어 작업 목적에 따른 교체부품의 체결과 분리가 간편하도록 하였다.1 is a cross-sectional view of a plasma torch of the case for welding (A) and the case for cutting (B) according to an embodiment of the present invention, wherein each plasma torch is a cathode which is a component to be replaced according to the working purpose of welding and cutting , The torch head portion where the nozzle and the protective gas cap are located, the pilot power inlet (8) that receives the discharge gas and the pilot power when cutting, and the discharge gas and the protection gas are separated from each other without being mixed with each other to flow inside the torch. A flow path is formed so that the passage compartment of the discharge gas is provided with an insulator 10-2 and an pilot insulator 10-2 for suppressing abnormal discharge between the pilot power introducer 8 and the cathode guide 5-1. While injecting into the nozzle while forming a vortex movement of the guide insulator 10-1 for suppressing abnormal discharge between the pilot power guide 6 and the negative electrode guide 5-1 and the discharge gas flowing along the passage The gas injection ring (9) to be injected, the protective gas injected to the cathode body (1-2a, 1-2b) after cooling the cathode gas flow guide to cool the flow through the wall of the cathode guide (5-1) ( 4), the negative electrode guide 5-1 combined with the negative electrode to serve as a path for the arc current and serve as a passage of the protective gas together with the guide insulator 10-1, and an insulator 10- 10 for the flow of the protective gas. 2) serves as the final path of the negative electrode guide insulator (5-2) and the protective gas to suppress abnormal discharge of the negative electrode guide (5-1) and the pilot power inlet (8) that can be generated through the hole in the It consists of the torch body of the torch sheath (7) coupled with the protective gas cap. Pilot power guide coupled with the negative electrode guide (5-1), the welding nozzle (2a) or the cutting nozzle (2b) coupled to the welding cathode body (1-2a) or the cutting cathode body (1-2b) ( 6), the torch sheath 7 which is combined with the welding
용접과 절단의 작업 목적에 따라 요구되는 특성을 지닌 열플라즈마를 발생시키기 위하여 도 1의 (A)에서와 같이, 용접 작업을 위한 경우 용접용 노즐(2a)의 직경을 절단용 노즐(2b)보다 넓히고, 그 위치를 음극몸체(1-2a)의 상단에 두어 노즐로 공급되는 방전기체가 음극팁과 모재 사이에 형성된 아크의 외곽을 따라 확장되도록 하여, 모재 표면에서 저속이며 공간적으로 넓게 분포하는 열플라즈마를 발생시킬 수 있도록 하였다. 또한 도 1의 (B)에서와 같이, 절단의 경우 절단용 노즐(2b)의 직경을 용접용 노즐(2a)보다 좁히고 그 길이를 길게 하며, 노즐 출구의 위치를 음극팁(1-1b)로부터 일정정도 떨어진 하단에 두어서, 방전기체가 아크를 수축시키면서 노즐을 빠져나오도록 하여, 모재 표면에서 고속이며 공간적으로 집중된 열플라즈마를 발생시킬 수 있도록 하였다. 특히 이 경우, 도 8에 나타낸 것처럼 기체주입링(6)에 있는 6개의 유로 구멍을 소정의 각도로 경사지게 내어 방전기체의 와류운동을 증가시켜서, 용접 시에는 방전기체가 노즐을 빠져나가면서 아크 바깥쪽으로 확장되게 하여 공간적인 열플라즈마의 분포를 더욱 확장하게 하고, 절단 시에는 방전기체가 아크기둥 감싸면서 빠져나가게 하여 방전 중심축 부근의 압력을 떨어뜨림으로서 이곳에서의 아크형성을 원활히 하여 아크의 움직임을 안정화 시킬 수 있도록 하였다.In order to generate thermal plasma having characteristics required for the purpose of welding and cutting, as shown in Fig. 1A, the diameter of the
도 2는 용접용 음극팁(1-1a)과 음극몸체(1-2a)가 결합된 용접용 음극의 단면도이다. 용접 작업의 경우 넓은 열플라즈마 영역을 형성하기 위하여 아크기둥을 감싸는 방전기체의 흐름이 방전 중심축을 중심으로 바깥쪽으로 형성되어 있기 때문에 아크의 움직임이 불안정하다. 따라서 방전간격인 음극팁의 첨두부분과 양전극에 연결되어 있는 모재 사이의 거리가 2 mm 내외로 상대적으로 가까운 편이며, 초기 방전을 위한 별도의 파일럿 회로가 없는 경우가 많기 때문에, 원활한 초기 방전이 이루어질 수 있도록 용접용 음극팁(1-1a)을 원뿔형으로 하였다. 또한 용접용 음극팁(1-1a)은 고온의 열플라즈마 영역과 접하고 있기 때문에 녹는점이 높은 텅스텐을 재료로 하였으며, 열플라즈마로부터 전달받은 열이 쉽게 빠져나가서 음극의 수명을 늘일 수 있도록 용접용 음극몸체(1-2a)는 열전달이 좋은 무산소동을 재료로 하였다. 또한, 도 5는 절단용 음극팁(1-1b)과 음극몸체(1-2b)가 결합된 절단용 음극의 단면도를 나타내는데, 용접용 음극과 마찬가지로 냉각 효율을 높여서 전극의 수명을 늘일 수 있도록 무산소동 재질의 절단용 음극몸체(1-2b)를 사용하였고, 절단용 음극팁(1-1b)의 경우, 절단 작업 시 다양한 종류의 방전기체가 사용되는데, 공기를 사용할 때도 있기 때문에 산소 분위기 속에서도 음극팁의 역할을 할 수 있도록 하프늄 재질을 사용하였다.2 is a cross-sectional view of a welding cathode in which a welding cathode tip 1-1 a and a cathode body 1-2 are combined; In the welding operation, the arc movement is unstable because the flow of the discharge gas surrounding the arc pillar is formed outwardly about the discharge center axis to form a wide thermal plasma region. Therefore, the distance between the tip of the negative electrode tip, which is the discharge interval, and the base material connected to the positive electrode is relatively close to about 2 mm, and since there is often no separate pilot circuit for initial discharge, a smooth initial discharge can be achieved. The negative electrode tip 1-1a for welding was made conical so that it might be possible. In addition, the welding cathode tip (1-1a) is made of tungsten, which has a high melting point because it is in contact with a high temperature thermal plasma region. (1-2a) was made of oxygen-free copper with good heat transfer. In addition, Figure 5 shows a cross-sectional view of the cutting negative electrode combined with the cutting negative electrode tip (1-1b) and the negative electrode body (1-2b), similar to the welding negative electrode to increase the cooling efficiency to increase the lifetime of the electrode oxygen-free The cutting cathode body (1-2b) made of the same material is used. In the case of the cutting cathode tip (1-1b), various kinds of discharge gases are used during cutting operation. Since the air may be used, the negative electrode tip may be used even in an oxygen atmosphere. Hafnium material was used to play a role.
도 3은 도 6에 나타낸 출구 내경이 2 mm인 절단용 노즐(2b) 보다 넓은 내경(8 mm)을 가지는 용접용 노즐(2a)의 단면도를 나타낸다. 용접용 노즐(2a)과 파일럿전원 가이드(6)가 결합되는 부분의 직경은 15 mm인 반면, 그 길이는 5 mm로 짧기 때문에 나사산에 의한 결합력이 강하도록 나사산의 간격을 1 mm로 좁게 하였다. 절단용 노 즐(2b) 역시 용접용 노즐(2a)과 동일하게 파일럿전원 가이드(6)에 결합되며, 나사산에 의한 결합력이 강하도록 그 간격을 동일하게 1 mm로 하였다. 용접용 노즐(2a)의 경우 토치 외곽으로 그 모습이 드러나며, 용접 작업은 초기방전을 위한 별도의 파일럿 회로가 필요 없기 때문에, 작업자의 안전을 고려하여 세라믹 재료를 사용하였다. 반면 절단용 노즐(2b)은 절단용 보호기체 캡(3b)에 의해 토치 내부로 숨겨져 있어서 작업자의 감전사고 위험이 없고, 절단 작업 시 음극 첨두와 양전원에 연결되어 있는 모재 사이의 거리가 10 mm 이상으로 멀기 때문에 초기방전을 위한 파일럿회로를 사용해야 하므로, 금속재질을 사용하였다. 절단용 노즐(2b)의 내경이 작을수록 고속의 열플라즈마를 발생시키기 유리하나, 내경이 1.5 mm 이하로 너무 작을 경우 방전기체가 아크기둥을 과도하게 수축시켜 방전이 중단될 수 있으므로, 그 내경을 2 mm로 하였다.FIG. 3 shows a sectional view of the
도 4는 용접용 보호기체 캡(3a)의 단면도를 나타내는데, 용접용 노즐(2a)과 마찬가지로 토치 외곽으로 그 모습이 드러나기 때문에 작업자의 안전을 고려하여 세라믹 재질을 사용하였고, 토치외장(7)과 결합되는 부분의 직경은 19 mm인 반면, 그 길이는 5 mm로 짧기 때문에 체결 시 충분한 결합력을 확보하기 위하여 나사산의 간격을 1 mm로 하였다. 열플라즈마에 의해 용융된 용융지는 고온의 특성으로 인하여 공기와 접촉하게 되면 쉽게 산화가 되는데, 용접 작업 시 산화가 일어나면 용접부의 결합력이 떨어지기 때문에, 용접용 보호기체 캡(3a)과 용접용 노즐(2a) 사이로 빠져나오는 보호기체는, 방전기체와 더불어 용융지의 산화를 막는 역할을 한다.Figure 4 shows a cross-sectional view of the welding protective gas cap (3a), the same as the welding nozzle (2a) because the appearance is to the outside of the torch, using a ceramic material in consideration of the safety of the operator, the torch sheath (7) and The diameter of the part to be joined is 19 mm, while the length thereof is short as 5 mm, so that the thread spacing is 1 mm in order to secure a sufficient coupling force when tightening. The molten melted by the thermal plasma is easily oxidized when it comes into contact with air due to the characteristics of high temperature, but when the oxidation occurs during welding, the bonding force of the weld is reduced, so that the welding
도 7은 절단용 보호기체 캡(3b)의 단면도를 나타내는데, 용접용 보호기체 캡(3a)와 마찬가지로 토치 외곽으로 그 모습이 드러나기 때문에 작업자의 안전을 고려하여 세라믹 재질을 사용하였고, 토치외장(7)과 결합되는 부분의 직경은 19 mm인 반면, 그 길이는 5 mm로 짧기 때문에 체결 시 충분한 결합력을 확보하기 위하여 나사산의 간격을 1 mm로 하였다. 도 1의 (B)에 나타내었듯이, 절단용 보호기체 캡(3b)의 출구면은 절단용 노즐(2b)의 출구면보다 약간 아래(0.5 mm)에 위치하고 있는데, 이는 절단용 보호기체 캡(3b)과 출구면은 절단용 노즐(2b) 사이로 빠져나오는 보호기체가 열플라즈마 제트를 감싸면서 더욱도 수축시켜서 공간적으로 더욱 수축된 열플라즈마 제트를 발생시켜서 절단폭을 좁게 하고, 모재에서 열플라즈마가 직접 닿아서 절단이 일어나는 절단부분과 그 외곽 영역 사이에 보호기체가 도달하여 절단 작업 시 국부적인 영역에서 발생할 수 있는 급격한 온도차에 의한 모재의 변형을 막는 역할을 하기 위함이다.7 shows a cross-sectional view of the cutting
본 발명에 따른 플라즈마 토치는 이송식 아크방전에 의해 열플라즈마를 발생시켜서 금속 모재의 용접 또는 절단 작업을 수행하는데 있어서, 토치 헤드부에 나사산으로 체결되어 있는 음극, 노즐, 보호기체 캡의 세 가지 부품만 교체하면 두 가지 작업의 상호 전환이 가능하며, 각각의 응용목적에 맞는 특성을 지닌 열플라즈마를 발생시킬 수 있도록 하여서, 용접과 절단 작업을 모두 해야 하는 경우에 있어서의 편의성과 토치의 제작과 유지에 있어서의 경제성을 향상시키는데 효과가 있다. Plasma torch according to the present invention generates a thermal plasma by a transfer arc discharge to weld or cut the metal base material, the three parts of the cathode, the nozzle, the protective gas cap is screwed to the head of the torch It is possible to switch between the two operations by replacing them, and to generate thermal plasma with characteristics suitable for each application purpose, making it easy to manufacture and maintain the torch when both welding and cutting operations are required. It is effective in improving the economics in the world.
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