KR20110013284A - Insert-chip, plasma torch and plasma processing device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An insert chip, a plasma torch, and a plasma processing apparatus are provided to form one fusion pool with a plurality of arcs by using a plasma torch installed with the insert chip. CONSTITUTION: A chip(1) comprises an opening accepting the electrode on the top. A plurality of electrode arrangement spaces(1a, 1b) is expanded from the opening to the lower end surface of the chip. A plurality of openings(4a, 4b) is distributed along the line perpendicular to the central axis. The openings are formed downward.

Description

인서트 칩, 플라즈마 토치 및 플라즈마 가공장치{INSERT-CHIP, PLASMA TORCH AND PLASMA PROCESSING DEVICE}Insert Chip, Plasma Torch and Plasma Processing Equipment {INSERT-CHIP, PLASMA TORCH AND PLASMA PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 플라즈마 토치의 인서트 칩, 상기 인서트 칩을 이용하는 플라즈마 토치, 및, 상기 플라즈마 토치를 이용하는 플라즈마 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to an insert chip of a plasma torch, a plasma torch using the insert chip, and a plasma processing apparatus using the plasma torch.

플라즈마 토치에는, 용접, 육성(肉盛), 절단 등의 고열가공의 종류에 따라 각종 형태가 있다. 특허문헌 1에는, 전극봉(10)의 선단 바로 밑에 측방으로부터 와이어(16)를 보내고, 전극봉 선단의 하방에 있는 모재(가공 대상재)를, 플라즈마 용접, 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접, 플라즈마 MIG 용접 혹은 플라즈마 와이어 육성을 하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 인서트 칩(111)의 중앙의 와이어 송통구멍으로부터 하방의 모재에 수직으로 와이어(153)를 내보내고, 상기 와이어의 측방에 와이어와 평행하게 배치된 전극봉(126)에 의해서, 칩(111)의 하부의, 상기 와이어 송통구멍이 열린 플라즈마 구멍(113)에 플라즈마를 분사하여 와이어 선단을 녹이는 플라즈마 MIG 용접 토치가 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 중심 위치에 전극봉을 배치한 인서트 칩(1)의 플라즈마 노즐의 하방에, 측방으로부터 와이어(3)를 보내는 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접 방법 및 플라즈마 와이어 육성 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 4에는, 인서트 칩(33)의 중심위치에 전극봉을 배치한 플라즈마 토치의 플라즈마가 형성한 풀을 향하여, 상기 플라즈마 토치의 측방으로부터 소모 전극인 와이어(39)를 송급하는 플라즈마 MIG 용접이 기재되어 있다. 특허문헌 5에는, 인서트 칩(9)의 플라즈마 분사 노즐의 상방 또한 중심에 배치한 바닥을 갖는 통형상의 플라즈마 전극(8)의, 중심구멍인 저혈(底穴)과, 그 하방의 노즐 플라즈마 분사 노즐을 통해 하방의 모재에 수직으로 와이어를 송급하고, 상기 와이어를 플라즈마 전극(8)이 생성하는 플라즈마로 녹이는 플라즈마 MIG 용접 방법이 기재되어 있다.Plasma torch has various forms according to the kind of high-temperature processing, such as welding, growth, and cutting | disconnection. In Patent Literature 1, the wire 16 is sent from the side just below the tip of the electrode 10, and the base material (working material) below the electrode tip is subjected to plasma welding, hot wire plasma welding, plasma MIG welding or the like. A method of growing a plasma wire is described. In patent document 2, the wire 153 is sent out perpendicularly to the base material below from the wire transmission hole of the center of the insert chip 111, and the chip | tip (with the electrode rod 126 arrange | positioned in parallel with a wire to the side of the said wire) The plasma MIG welding torch at the bottom of 111 that melts the wire tip by injecting plasma into the plasma hole 113 in which the wire through hole is opened is described. Patent Literature 3 describes a plasma welding method and a plasma wire growth method in the form of a hot wire that sends the wire 3 from the side below the plasma nozzle of the insert chip 1 in which the electrode bar is disposed at the center position. Patent document 4 describes a plasma MIG welding for feeding a wire 39, which is a consumed electrode, from a side of the plasma torch toward a pool formed by a plasma of a plasma torch having an electrode rod disposed at a center position of the insert chip 33. It is. Patent Literature 5 discloses a low blood blood as a center hole of a cylindrical plasma electrode 8 having a bottom disposed above and at the center of the plasma jet nozzle of the insert chip 9, and a nozzle plasma jet below it. A plasma MIG welding method is described in which a wire is vertically fed through a nozzle to a lower base metal and the wire is melted by plasma generated by the plasma electrode 8.

특허문헌 6에는, 플라즈마 키홀 용접에 의한 키홀 단면 형상을 개량하는 노즐 형상이 기재되어 있다. 특허문헌 7에는, 2개의 아크 용접 토치를, 1개의 용융 풀을 형성하는 바와 같이, 용접선방향에 대해서 전극 선단의 배열이 직교하도록 배치하는, 각 토치에 의한 동시 용융 용접이 기재되어 있다. 특허문헌 8에는, 아크 용접의 목적 위치의 전방 0∼2mm의 용융 풀에 레이저를 조사(照射)하여 키홀 용접하는 복합 용접 방법이 기재되어 있다(도 15, 0024, 0025). 특허문헌 9에는, 선행의 제 1 레이저 빔으로 비관통 용접하여 그것에 의해 형성되는 홀 개구에 초점을 맞추어 제 2 레이저 빔으로 관통(키홀) 용접하는 레이저 용접 방법이 기재되어 있다.In patent document 6, the nozzle shape which improves the keyhole cross-sectional shape by plasma keyhole welding is described. Patent Document 7 describes simultaneous melting welding by each torch, in which two arc welding torches are arranged such that the arrangement of the electrode tips is orthogonal to the welding line direction, as one melt pool is formed. Patent Document 8 describes a composite welding method in which a laser is irradiated to a molten pool of 0 to 2 mm in front of a target position of arc welding to perform keyhole welding (FIGS. 15, 0024, 0025). Patent Literature 9 describes a laser welding method in which a through-hole welding is performed with a second laser beam while focusing on a hole opening formed by non-penetrating welding with a first laser beam.

일본공고특허공보 소화 39-15267호Japanese Patent Publication No. 39-15267 일본공개특허공보 소화 52-138038호Japanese Patent Laid-Open No. 52-138038 일본공개특허공보 소화 53- 31544호Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-31544 일본공표특허공보 2006-519103호Japanese Patent Publication No. 2006-519103 일본공개특허공보 2008-229641호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-229641 일본공개특허공보 평성8-10957호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-10957 일본공개특허공보 평성6-155018호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-155018 일본공개특허공보 2004-298896호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-298896 일본공개특허공보 2008-126315호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-126315

특허문헌 1∼4의 어느 용접 방법 및 플라즈마 토치도, 1개의 전극봉과 한 개의 와이어를 이용하여, 상기 전극봉이 모재와의 사이에 형성한 플라즈마류에, 전극봉/모재간의 측방으로부터 와이어를 송급하여, 통전하므로, 와이어 전류에서 발생한 자속(磁束)과 플라즈마 전류에서 발생하는 자속과의 상호작용으로 자기적 언밸런스가 발생한다. 즉, 와이어보다 위쪽(인서트 칩측)과 와이어보다 아래쪽(모재측)에서 플라즈마 아크 상태가 다르고, 와이어의 위쪽의 플라즈마는 와이어로부터 멀어지는 방향으로 아크력을 받고, 와이어의 아래쪽의 플라즈마는 와이어에 가까워지는 방향으로 아크력을 받는다. 와이어 선단의 용융의 동요에 수반하여, 모재에 대한 플라즈마의 작용 위치가 동요하므로, 플라즈마 아크가 불안정하다. 특허문헌 5에서는, 바닥을 갖는 통형상의 플라즈마 전극(8)의 저혈의 원둘레 엣지에 아크가 집중하여, 집중점이 둘레방향으로 이동하므로, 역시 플라즈마가 동요하고, 플라즈마 전극(8)의 저혈의 원둘레 엣지 및 인서트 칩(9)의 노즐 가장자리의 손모(損耗) 및 용융 와이어의 플라즈마 전극(8)이나 플라즈마 노즐(9)에의 부착이 격렬하여, 장시간 안정된 용접 작업을 유지할 수 없다.In any of the welding methods and the plasma torch of Patent Literatures 1 to 4, the wire is fed from the side of the electrode rod / base metal to the plasma flow formed between the electrode rod and the base material using one electrode rod and one wire, Since energization, magnetic unbalance occurs due to the interaction between the magnetic flux generated from the wire current and the magnetic flux generated from the plasma current. That is, the plasma arc state is different above the wire (insert chip side) and below the wire (base material side), the plasma above the wire receives the arc force away from the wire, and the plasma below the wire approaches the wire. Receive an arc force in the direction. With the fluctuation of the melting of the wire tip, the position of the action of the plasma on the base material fluctuates, and therefore the plasma arc is unstable. In Patent Document 5, since the arc concentrates on the low blood circumferential edge of the cylindrical plasma electrode 8 having a bottom, and the concentration point moves in the circumferential direction, the plasma is also shaken, and the low blood circumference of the plasma electrode 8 is caused. The wear and tear of the edge of the edge and the insert chip 9 and the adhesion of the molten wire to the plasma electrode 8 and the plasma nozzle 9 are intense, and thus a stable welding operation cannot be maintained for a long time.

종래의 1토치에 의한 플라즈마 아크 용접의 플라즈마 아크의 횡단면은, 도 18(a)에 도시하는 바와 같이 대략 원형이다. 판두께 3mm 미만에서는 플라즈마 아크에 의한 키홀 용접은 불가능하기 때문에, 용융 용접(열전도형 용접)을 채용하지만, 용융 용접에서도, 고속화하면, The cross section of the plasma arc of the conventional plasma arc welding by one torch is substantially circular, as shown to Fig.18 (a). If the plate thickness is less than 3 mm, keyhole welding by plasma arc is not possible, so fusion welding (heat conduction welding) is employed.

가) 언더 컷{도 1 8(b), (e)}이 발생하여,A) an undercut {Fig. 1 (b), (e)} occurs,

나) 광폭 비드에 의한 고온 균열{도 18(b)}이 발생하기 쉽다. 고속 용접에서는 전류가 고전류로 광폭 아크가 되기 때문에, 광폭 얕은 용입깊이의 비드 형상이 되어, 응고시에 고온 균열이 발생하기 쉽다.B) High temperature cracks due to wide beads (Fig. 18 (b)) are likely to occur. In high-speed welding, since the current becomes a wide arc at a high current, it becomes a bead shape having a wide shallow penetration depth, and hot cracking is likely to occur during solidification.

종래의 1토치에 의한 플라즈마 아크 용접에서는, 3∼10mm의 판두께로 키홀 용접을 고속화하면, 비드 형상이 도 18(c)에 도시하는 바와 같이, 중앙부가 부풀어 오른 볼록형상으로 가장자리부가 내려간 언더 컷이 생기기 때문에, 고속화가 어렵다. 2개 토치에 의한 원풀 고속화도 있지만, 원풀로 하기 위해서는 토치끼리를 크게 기울이게 하지 않으면 안되어, 서로 당기는 아크력과 기울인 것에 의한 아크 블로우(arc blow), 아크가 흔들리기 쉽고, 불안정하였다. In the conventional plasma arc welding using a single torch, when the keyhole welding is accelerated to a plate thickness of 3 to 10 mm, as shown in Fig. 18 (c), the bead shape has an undercut in which the edge portion is lowered to a convex shape in which the center portion is swollen. This makes it difficult to speed up. Although the speed of rounding by two torches was also increased, the torch had to be inclined greatly to make the rounding, and the arcing force and the arc blow due to the tilting were mutually inclined and unstable.

본 발명은, 고품질의 플라즈마 가공을 고속으로 행할 수 있는 인서트 칩, 플라즈마 토치 및 플라즈마 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an insert chip, a plasma torch and a plasma processing apparatus capable of performing high quality plasma processing at high speed.

(1) 칩의 상단면에 전극을 수용하는 개구가 있고 상기 개구로부터 칩의 하단면을 향하여 연장된 복수개의 전극 배치공간(1a,1b,1c)과, 각각이 각 전극 배치공간(1a,1b,1c)에 연이어 통하여 칩 중심축에 직교하는 직경선을 따라서 분포하여 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구(4a,4b,4c)를 구비하는 인서트 칩(1 : 도 3,14,17,22,27,28).(1) A plurality of electrode arrangement spaces 1a, 1b, 1c having openings for accommodating electrodes on the upper surface of the chip and extending from the opening toward the lower surface of the chip, each of which has electrode placement spaces 1a, 1b. Insert chip 1 having a plurality of openings 4a, 4b, 4c, which are distributed along a diameter line orthogonal to the chip central axis through a plurality of openings 4c, 4c, and 4c, which are connected to the chip central axis. , 22,27,28).

한편, 이해를 용이하게 하기 위해서 괄호내에는, 도면에 도시한 후술하는 실시예의 대응 요소 또는 상당 요소의 기호를, 예시로서 참고로 부기하였다. 이하도 마찬가지이다.In addition, in order to make an understanding easy, in parentheses, the code | symbol of the corresponding element of the Example mentioned later shown in drawing, or an equivalent element is attached as the reference for the reference. The same applies to the following.

이 인서트 칩(1)을 장비한 플라즈마 토치에 의하면, 복수의 아크로 1개의 용융 풀을 형성하는, 원풀 복수 아크의 고속 가공을 할 수 있다.According to the plasma torch equipped with the insert chip 1, it is possible to perform a high speed machining of one round plural arcs by forming one molten pool with a plurality of arcs.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 2는 (a)는 도 1의 플라즈마 토치만을 도시하는 종단면도, (b)는 플라즈마 분사 단부측에서 본 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 인서트 칩(1)을 확대하여 도시하고, (a)는 정면도, (b)는 (c)상의 2b-2b선에서의 종단면도, (c)는 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 플라즈마 토치의, 냉각수로(9w), 파일럿 가스로(9p) 및 실드가스로(9s)를 도시하고, (a)는 냉각수로(9w)를 도시하는 종단면도, (b)는 파일럿 가스로(9p)를 도시하는 종단면도로서 (c)상의 4b-4b선의 종단면도, (c)는 (b)상의 4c-4c선의 횡단면도, (d)는 실드가스로(9s)를 도시하는 종단면도로서 (e)상의 4d-4d선의 종단면도, (e)는 (d)상의 4e-4e선의 횡단면도이다.
도 5는 도 3의(b) 상당의, 인서트 칩(1)의 확대 종단면도이고, 제 1 전극 (2a)과 제 2 전극(2b)이 발생하는 각 아크에 의해서 야기되는 각 자속(Ma와 Mb), 및, 합성자속(Mc)을 도시한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예의 플라즈마 토치의, 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 8 실시예의 플라즈마 토치를 이용하는 용접장치의, 종단면도 및 블록도이다.
도 13은 (a)는 도 12의 플라즈마 토치의 종단면도, (b)는 플라즈마 분사 단부측으로부터 본 저면도이다.
도 14는 도 12에 도시하는 제 8 실시예의 플라즈마 토치의 인서트 칩(1)을 확대하여 도시하고, (a)는 정면도, (b)는 (c)상의 14b-14b선에서의 종단면도, (c)는 저면도이다.
도 15는 도 12에 도시하는 용접장치에 의한 원풀 2아크 용접시의, 플라즈마 아크의 거동을 모식적으로 도시하는 확대 단면도이다.
도 16은 제 9 실시예의 인서트 칩을 이용한 제 9 실시예의 플라즈마 토치의, 인서트 칩 회전을 도시하는 종단면도이다.
도 17은 도 16에 도시하는 제 9 실시예의 인서트 칩(1)을 확대하여 도시하고, (a)는 정면도, (b)는 (c)상의 17b-17b선에서의 종단면도, (c)는 저면도이다.
도 18은 종래 및 본 발명의 플라즈마 토치를 이용하는 용접에서의 플라즈마 아크 단면 및 용접 비드 단면을 모식적으로 도시하는 단면도이고, (a)는 종래의 플라즈마 토치가 발생하는 플라즈마 아크의 횡단면을 도시하고, (b)는 3mm 판두께 미만이고 종래의 고속 용융 용접으로 발생하기 쉬운 고온 균열을 도시하는 비드 횡단면도, (c)는 3∼10mm 정도로 종래의 고속 키홀 용접으로 대표적인 비드 횡단면을 도시하고, (d)는, 본 발명의 플라즈마 토치가 발생하는 플라즈마 아크의 횡단면을 도시한다. (e)는, 본 발명의 플라즈마 토치를 이용하는 3mm 판두께 미만의 고속 용접으로, 선행 아크의 예열 또는 파고들기 효과에 의해서 형성되는 비드 형상을 도시하는 횡단면도, (f)는 상기 비드를 후행 아크로 용융 용접한 비드 형상을 도시하는 횡단면도이다. (g)는, 본 발명의 플라즈마 토치를 이용하는 3∼10mm 판두께의 고속 용접으로, 선행 아크의 키홀 용접에 의해서 (c) 도시하는 비드를 형성하고, 그것을 후행 아크로 용융 용접한 비드 형상을 도시하는 횡단면도이다.
도 19는 본 발명의 제 10 실시예의 플라즈마 토치를 이용하는 용접장치의, 종단면도 및 블록도이다.
도 20은 (a)는 도 19의 플라즈마 토치의 종단면도, (b)는 플라즈마 분사 단부측에서 본 저면도이다.
도 21은 도 19에 도시하는 제 10 실시예의 플라즈마 토치의 인서트 칩(1)을 확대하여 도시하고, (a)는 정면도, (b)는 (c)상의 22B-22B선에서의 종단면도, (c)는 저면도이다.
도 22는 도 19에 도시하는 플라즈마 토치의 종단면도이고, (a)는, 각 전극 수용 공간에 플라즈마 가스를 공급하는 관로의 개요를 도시하고, (b)는 인서트 칩 (1)을 냉각하는 냉각수의 유로의 개요를 도시한다.
도 23은 본 발명의 플라즈마 토치를 이용하는 용접에서의 용접 비드 단면을 모식적으로 도시하는 횡단면도이고, (a)는 선두 아크의 예열에 의해 형성되는 비드 형상을, (b)는 중간 아크에 의한 고속 키홀 용접의 비드 형상을, (c)는 후미 아크에 의한 용융 용접의 비드 형상을 도시한다.
도 24는 도 19에 도시하는 용접장치에 의한 원풀 3아크 용접시의, 플라즈마 아크의 거동을 모식적으로 도시하는 확대 단면도이다.
도 25는 본 발명의 제 11 실시예의 플라즈마 토치를 이용하는 용접장치의, 종단면도 및 블록도이다.
도 26은 본 발명의 제 12 실시예의 플라즈마 토치를 이용하는 용접장치의, 종단면도 및 블록도이다.
도 27은 본 발명의 제 13 실시예의 플라즈마 토치를 이용하는 용접장치의, 종단면도 및 블록도이다.
1 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the first embodiment of the present invention.
FIG. 2: (a) is a longitudinal cross-sectional view which shows only the plasma torch of FIG. 1, (b) is a bottom view seen from the plasma injection end side.
FIG. 3 is an enlarged view of the insert chip 1 shown in FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a longitudinal sectional view at line 2b-2b on (c), and (c) is a bottom view. .
4 shows a cooling water path 9w, a pilot gas path 9p, and a shield gas path 9s of the plasma torch shown in FIG. 1, (a) is a longitudinal cross-sectional view showing the cooling water path 9w; (b) is a longitudinal cross-sectional view showing the pilot gas passage 9p, a longitudinal cross-sectional view of the 4b-4b line on (c), (c) a cross-sectional view of the 4c-4c line on (b), and (d) a shield gas furnace (9s). ) Is a longitudinal cross-sectional view of the 4d-4d line on (e), and (e) is a cross-sectional view of the 4e-4e line on (d).
FIG. 5 is an enlarged longitudinal cross-sectional view of the insert chip 1 corresponding to FIG. 3 (b), and shows each magnetic flux Ma caused by each arc generated by the first electrode 2a and the second electrode 2b. Mb) and the synthesized magnetic flux Mc are shown.
6 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the second embodiment of the present invention.
7 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the third embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the fourth embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the fifth embodiment of the present invention.
Fig. 10 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the sixth embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a longitudinal sectional view of the plasma torch of the seventh embodiment of the present invention.
12 is a longitudinal sectional view and a block diagram of a welding apparatus using the plasma torch of the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13: (a) is a longitudinal cross-sectional view of the plasma torch of FIG. 12, (b) is a bottom view seen from the plasma injection end side.
FIG. 14 is an enlarged view of the insert chip 1 of the plasma torch of the eighth embodiment shown in FIG. 12, (a) is a front view, (b) is a longitudinal sectional view at line 14b-14b on (c), (c) is a bottom view.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the behavior of a plasma arc during round 2 arc welding by the welding apparatus shown in FIG. 12.
16 is a longitudinal sectional view showing the insert chip rotation of the plasma torch of the ninth embodiment using the insert chip of the ninth embodiment.
FIG. 17 is an enlarged view of the insert chip 1 of the ninth embodiment shown in FIG. 16, (a) is a front view, (b) is a longitudinal sectional view at line 17b-17b on (c), and (c) Is a bottom view.
18 is a cross-sectional view schematically showing a plasma arc cross section and a weld bead cross section in the welding using the conventional and the plasma torch of the present invention, (a) shows a cross section of a plasma arc in which a conventional plasma torch is generated, (b) is a bead cross-sectional view showing high temperature cracks less than 3 mm plate thickness and prone to conventional high-speed melt welding, (c) shows a bead cross-section typical of conventional high-speed keyhole welding on the order of 3 to 10 mm, and (d) Shows a cross section of the plasma arc in which the plasma torch of the present invention occurs. (e) is a cross-sectional view showing a bead shape formed by the effect of preheating or digging of a preceding arc by high speed welding of less than 3 mm plate thickness using the plasma torch of the present invention, and (f) melting the beads into a trailing arc. It is a cross-sectional view which shows the shape of the bead welded. (g) is a high-speed welding of 3 to 10 mm plate thickness using the plasma torch of the present invention. The bead shown in (c) is formed by keyhole welding of a preceding arc, and shows a bead shape in which it is melt-welded with a trailing arc. Cross section view.
19 is a longitudinal sectional view and a block diagram of a welding apparatus using the plasma torch of the tenth embodiment of the present invention.
20A is a longitudinal cross-sectional view of the plasma torch of FIG. 19, and FIG. 20B is a bottom view seen from the plasma jet end side.
FIG. 21 is an enlarged view of the insert chip 1 of the plasma torch of the tenth embodiment shown in FIG. 19, (a) is a front view, (b) is a longitudinal sectional view at line 22B-22B on (c), (c) is a bottom view.
FIG. 22 is a longitudinal sectional view of the plasma torch shown in FIG. 19, (a) shows an outline of a conduit for supplying plasma gas to each electrode accommodating space, and (b) shows cooling water for cooling the insert chip 1. The outline of the flow path is shown.
Fig. 23 is a cross sectional view schematically showing a weld bead cross section in the welding using the plasma torch of the present invention, (a) is a bead shape formed by preheating of a leading arc, and (b) is a high speed by an intermediate arc. The bead shape of keyhole welding, (c) shows the bead shape of melt welding by a trailing arc.
24 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the behavior of a plasma arc during round 3 arc welding by the welding apparatus shown in FIG. 19.
25 is a longitudinal sectional view and a block diagram of a welding apparatus using the plasma torch of the eleventh embodiment of the present invention.
Fig. 26 is a longitudinal sectional view and a block diagram of a welding apparatus using the plasma torch of the twelfth embodiment of the present invention.
27 is a longitudinal sectional view and a block diagram of a welding apparatus using the plasma torch of the thirteenth embodiment of the present invention.

(2) 게다가, 상기 상단면에서 하단면에 관통하여 칩 중심축과 동심(同芯)의 중앙 구멍(5)이 있고, 상기 복수의 전극 배치공간(1a,1b)은 상기 중앙 구멍의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등(等)각도 피치로 분포하고, 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구(4a,4b)는 상기 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치로 분포하는 복수의 노즐(4a,4b)인, 상기 (1)에 기재된 인서트 칩(1: 도 3,5).(2) Furthermore, there is a central hole 5 concentric with the chip central axis penetrating from the upper end surface to the lower end surface, and the plurality of electrode arrangement spaces 1a and 1b define the central axis of the central hole. A plurality of openings 4a, 4b distributed at equiangular pitch on the circumference centered at the center and opening downward toward the lower end surface are arranged in a plurality of equiangular pitches on the circumference centered on the central axis. The insert chip (1: FIGS. 3, 5) as described in said (1) which is nozzle 4a, 4b.

이것에 의하면, 각 노즐(4a,4b: 도 5)을 통과하여, 전극 배치공간(1a,1b)에 삽입된 각 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)와의 사이를 흐르는 각 아크 전류에는, 각각이 야기하는 자속(Ma,Mb)의 윗부분은 서로 없애므로, 아랫부분이 작용하여 프레밍의 왼손의 법칙으로 나타나는 상향의 힘이 작용하여, 아크끼리가 서로 당기고, 상방에 다소 구부러진 형태로 대칭형이 된다. 게다가 노즐(4a,4b)의, 중앙 구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치의 분포에 의해, 각 힘이 똑같이 중앙 구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치로 분포하므로, 플라즈마의 안정성이 높다. 즉, 아크 블로우에 의한 아크의 흔들거림을 발생하지 않는다. 가공 대상재(16)의 근방에서는, 각 아크 전류가 동일 방향의 가산(加算)이 되어, 합성 자속(Mc)을 야기하므로, 아크를 좁히는 자기적 핀치력이 강하고, 가공 대상재(16)에 대한 열수속 효과(에너지 밀도)가 높고, 게다가 작용 위치가 흔들리는 일이 없다.According to this, each arc current which flows between each electrode 2a, 2b inserted in the electrode arrangement spaces 1a, 1b, and the workpiece | work object 16 through each nozzle 4a, 4b: FIG. In the upper part of the magnetic flux (Ma, Mb) caused by each of them is removed from each other, the lower part acts and the upward force represented by the law of the left hand of the framing acts, so that the arcs are drawn to each other and bent slightly upward. It becomes symmetrical. Furthermore, by the distribution of the equiangular pitch on the circumference around the center axis of the center hole 5 of the nozzles 4a and 4b, each force is equally equal on the circumference around the center axis of the center hole 5. Since it is distributed in degrees pitch, the stability of the plasma is high. That is, the shaking of the arc by the arc blow does not occur. In the vicinity of the object to be processed 16, since each arc current becomes an addition in the same direction and causes a synthetic magnetic flux Mc, the magnetic pinch force for narrowing the arc is strong, The heat flux effect (energy density) is high, and the working position does not shake.

(3) 인서트 칩(1)은 또한, 상기 중앙구(5)에 연속하여 가공 대상재(16)에 대향하는 선단면에 열려 상기 중앙구(5)보다 대경의 확대구(1d)를 구비하고, 상기 노즐(4a,4b)은, 상기 선단면보다 내측으로 상기 확대구(1d)에 열린, 상기(2)에 기재된 인서트 칩(1). 이것에 의하면, 전극 배치공간(1a,1b)에 삽입된 각 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)와의 사이를 흐르는 각 아크 전류가, 인서트 칩의 선단면{확대구(1d)의 모재 대향 개구}의 전후에서 합류하므로 플라즈마 아크끼리는 최단에 가까운 거리에서 합류할 수 있기 때문에, 서로의 자기 간섭에 의한 아크 곡선 변화를 작게 할 수 있어, 안정된 아크이고, 가공 정밀도가 향상된다.(3) The insert chip 1 is further opened at a distal end face of the material to be processed 16 in succession to the center hole 5, and has a larger diameter opening 1d than the center hole 5. The insert chip (1) according to the above (2), wherein the nozzles (4a, 4b) are opened in the enlarged opening (1d) inward from the front end surface. According to this, each arc current which flows between each electrode 2a, 2b inserted in the electrode arrangement spaces 1a, 1b and the workpiece | work material 16 is set to the front end surface of the insert chip (magnification opening 1d). Since the plasma arcs can join each other at the shortest distance since the front and back of the base material opposing openings}, the change in the arc curve due to mutual magnetic interference can be reduced, which is a stable arc and the processing accuracy is improved.

(4) 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 상기 중앙 구멍(5)에 와이어(15)를 안내하는 와이어 가이드(13g,6)와, 상기 인서트 칩 (1)의 각 전극 배치공간(1a,1b)에 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b)과, 상기 인서트 칩(1)을 냉각하기 위한 냉각수 유로(9w)와, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로(9p)를 구비하는 플라즈마 토치(도 2). (4) the insert chip 1 as described in said (2) or (3), the wire guides 13g and 6 which guide the wire 15 to the said central hole 5 of the said insert chip 1, A plurality of electrodes (2a, 2b) having a tip end inserted into each electrode arrangement space (1a, 1b) of the insert chip (1), a coolant flow path (9w) for cooling the insert chip (1), and each electrode The plasma torch (FIG. 2) provided with the pilot gas flow path 9p for supplying pilot gas to arrangement space 1a, 1b.

(5) 상기 (4)에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)을 구비하는 플라즈마 용접장치(도 1).(5) a power source that transmits a plasma arc current having a negative electrode side and a positive object side between the plasma torch according to (4) and the plurality of electrodes 2a and 2b and the object to be processed ( 17 and 18, plasma welding apparatus (FIG. 1).

(6) 게다가, 상기 와이어(15)와 가공 대상재(16)와의 사이에, 와이어측이 음이고 가공 대상재측이 양인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원(21)을 구비하는, 상기 (5)에 기재된, 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접장치(도 6).(6) Furthermore, between the said wire 15 and the process target material 16, the wire side is provided with the hot wire power supply 21 which flows the current which is negative and the process target material side is positive, The description of said (5). , Plasma welding apparatus in the form of hot wire (FIG. 6).

(7) 상기 (4)에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 양이고 가공 대상재측이 음인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)과, 상기 와이어(15)와 가공 대상재(16)와의 사이에, 와이어측이 양이고 가공 대상재측이 음인 전류를 흘리는 MIG 용접 전원(22)을 구비하는, 플라즈마 MIG 용접장치(도 7).(7) a power source that transmits a plasma arc current having a positive electrode side and a negative object side between the plasma torch according to the above (4) and the plurality of electrodes 2a and 2b and the object to be processed ( 17,18, and a plasma MIG welding device comprising a MIG welding power supply 22 for transmitting a current having a positive wire side and a negative workpiece side between the wire 15 and the workpiece 16 ( 7).

(8) 상기 (4)에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)과, 상기 와이어(15)와 각 전극(2a,2b)과의 사이에, 와이어측이 양이고 전극측이 음인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원(21a,21b)을 구비하는, 플라즈마 와이어 육성장치(도 8).(8) a power source that transmits a plasma arc current having a negative electrode side and a positive object target side between the plasma torch according to the above (4), and the plurality of electrodes 2a and 2b and the object to be processed ( 17,18 and a plasma wire provided between the wire 15 and each of the electrodes 2a and 2b, having hot wire power sources 21a and 21b for carrying a current in which the wire side is positive and the electrode side is negative. Growth apparatus (FIG. 8).

(9) 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 상기 중앙 구멍(5)에 분체(23)를 안내하는 분체 가이드(26)와, 상기 인서트 칩(1)의 각 전극 배치공간(1a,1b)에 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b)과, 상기 인서트 칩 (1)을 냉각하기 위한 냉각수 유로(9w)와, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로(9p)를 구비하는 플라즈마 분체 육성 토치(도 9).(9) The insert chip 1 as described in said (2) or (3), the powder guide 26 which guides the powder 23 to the said central hole 5 of the said insert chip 1, and the said insert A plurality of electrodes (2a, 2b) having a tip end inserted into each electrode arrangement space (1a, 1b) of the chip (1), a cooling water flow path (9w) for cooling the insert chip (1), and each electrode arrangement space A plasma powder growth torch having a pilot gas flow path 9p for supplying a pilot gas to 1a and 1b (FIG. 9).

(10) 상기 (9)에 기재된 플라즈마 분체 육성 토치와, 상기 복수의 전극(2a, 2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)과, 상기 분체 가이드(26)에 분체를 송급하는 수단 (24,25)을 구비하는 플라즈마 분체 육성장치(도 9).(10) Between the plasma powder growing torch according to (9) above, the plurality of electrodes 2a and 2b and the object to be processed 16, a plasma arc current in which the electrode side is negative and the material to be processed is positive is flowed. A plasma powder growing apparatus (FIG. 9) comprising a power source (17, 18) and means (24, 25) for feeding powder to the powder guide (26).

(11) 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 상기 중앙 구멍(5)에 키홀 가스(27)를 안내하는 가스 가이드(28)와, 상기 인서트 칩 (1)의 각 전극 배치공간(1a,1b)에 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b)과, 상기 인서트 칩(1)을 냉각하기 위한 냉각수 유로(9w)와, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로(9p)를 구비하는 플라즈마 키홀 용접 토치(도 10).(11) the insert chip 1 as described in said (2) or (3), the gas guide 28 which guides the keyhole gas 27 to the said central hole 5 of the said insert chip 1, and the said A plurality of electrodes (2a, 2b) having a tip end inserted into each electrode arrangement space (1a, 1b) of the insert chip (1), a coolant flow path (9w) for cooling the insert chip (1), and each electrode arrangement The plasma keyhole welding torch (FIG. 10) provided with the pilot gas flow path 9p for supplying pilot gas to space 1a, 1b.

(12) 상기(11)에 기재된 플라즈마 키홀 용접 토치와, 상기 복수의 전극(2a, 2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)을 구비하는 플라즈마 키홀 용접장치(도 10).(12) Between the plasma keyhole welding torch according to (11) above and the plurality of electrodes 2a and 2b and the workpiece 16, a plasma arc current of which the electrode side is negative and the workpiece side is positive is passed. Plasma keyhole welding device having power sources 17 and 18 (FIG. 10).

(13) 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 상기 중앙 구멍(5)에 절단가스(29)를 안내하는 가스 가이드(28)와, 상기 인서트 칩 (1)의 각 전극 배치공간(1a,1b)에 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b)과, 상기 인서트 칩(1)을 냉각하기 위한 냉각수 유로(9w)와, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로(9p)를 구비하는 플라즈마 절단 토치(도 11).(13) the insert chip 1 as described in said (2) or (3), the gas guide 28 which guides the cutting gas 29 to the said central hole 5 of the said insert chip 1, and the said A plurality of electrodes (2a, 2b) having a tip end inserted into each electrode arrangement space (1a, 1b) of the insert chip (1), a coolant flow path (9w) for cooling the insert chip (1), and each electrode arrangement The plasma cutting torch (FIG. 11) provided with the pilot gas flow path 9p for supplying pilot gas to space 1a, 1b.

(14) 상기(13)에 기재된 플라즈마 절단 토치와, 상기 복수의 전극(2a,2b)과 가공 대상재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원(17,18)을 구비하는 플라즈마 절단 장치(도 11).(14) A power source for transmitting a plasma arc current having a negative electrode side and a positive object side between the plasma cutting torch according to (13) and the plurality of electrodes 2a and 2b and the object to be processed 16. Plasma cutting device (FIG. 11) provided with (17,18).

상기 (4)∼(14)의 어느 형태에서도, 상기 (2)의 효과를 얻을 수 있다.In any of the above (4) to (14), the effect of the above (2) can be obtained.

(15) 상기 복수의 전극 배치공간(1a,1b)은 2개이며, 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구(4a,4b)는, 동일 직경선상에 분포하고 각 전극 배치공간(1a,1b)에 각각이 연이어 통하여 상기 직경선과 평행한 용접선에 대향하여 열린 2개의 노즐(4a,4b)인, 상기 (1)에 기재된 인서트 칩(1).(15) The plurality of electrode arrangement spaces 1a and 1b are two, and the plurality of openings 4a and 4b opened downward of the lower end surface are distributed on the same diameter line and each electrode arrangement space 1a, The insert chip (1) as described in said (1) which is two nozzles (4a, 4b) opened in opposition to the welding line parallel to the said diameter line through each subsequent to 1b).

이 인서트 칩(1)을 장비한 플라즈마 토치에 의하면, 2개의 아크로 1개의 용융 풀을 형성하는, 원풀 2아크의 용접을 할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 아크의 횡단면은, 도 18의 (d)에 도시하는 바와 같이, 용접의 진행방향(y)에 길고 가는 열원이 되기 때문에, 열량에 대한 비드폭(x방향)은 좁게 억제되어, 고속화해도, 고온 균열이 발생하지 않는다. 또한, 원풀 2아크로 함으로써, 판두께 3∼10mm에서는, 선행 아크로 키홀 용접하고{도 18의 (c) 또는 (e)』, 후행 아크로 광폭 용융 용접하여 겉비드를 평평하게 할 수 있다{도 18의 (g)}. 판두께 3mm 미만에서는, 선행 아크로 파고들기 용접을 하고{도 18의 (e)}, 후행 아크로 겉비드를 평평하게 할 수 있다{도 18의 (f)}.According to the plasma torch equipped with this insert chip 1, welding of 2 arcs of round grass which forms one molten pool with two arcs can be performed. In this case, the cross section of the plasma arc becomes a heat source that is long and thin in the advancing direction y of welding, as shown in Fig. 18D, so that the bead width (x direction) with respect to the heat amount is narrowly suppressed, Even if it speeds up, a high temperature crack does not generate | occur | produce. In addition, by using two circular arcs, at a plate thickness of 3 to 10 mm, the front bead can be flattened by keyhole welding with a leading arc (Fig. 18 (c) or (e)) and by wide melting welding with a trailing arc (Fig. 18). (g)}. If the plate thickness is less than 3 mm, the preceding arc digging welding is performed (FIG. 18 (e)), and the trailing arc furnace bead can be flattened (FIG. 18 (f)).

어느 정도 거리를 떨어뜨린 2개의 플라즈마 토치를 이용하는 병행 용접으로 약간 유사한 효과를 얻을 수 있지만, 용접의 진행방향(y)의 아크 간격이 넓어지기 때문에, 짧은 용접길이의 워크(용접 대상재)에서는, 동일 패스에서의 용접이 불가능하고, 2패스 용접이 필요하여, 고속화는 어렵다. 또한, 아크 간격이 넓기 때문에, 후행 아크는 한번 응고한 비드를 재용융하지 않으면 안되어, 후행 용접에 고입열(高入熱)이 필요하다. 1칩에 2개의 노즐을 구비하는 본 발명의 인서트 칩을 이용하는 원풀 2아크 용접에 의하면, 노즐 간격이 짧기 때문에, 이러한 문제가 해소된다.A slightly similar effect can be obtained by parallel welding using two plasma torches that have been dropped to a certain distance, but since the arc spacing in the advancing direction y of the welding is widened, in a short welding length workpiece (welding target material), Welding in the same pass is impossible, and two-pass welding is required, so that the speed is difficult. In addition, since the arc spacing is wide, the trailing arc must re-melt the once solidified beads, and high heat input is required for the post weld. According to the round two-arc welding using the insert chip of the present invention having two nozzles in one chip, such a problem is eliminated because the nozzle spacing is short.

(16) 상기 노즐(4a,4b)은, 그것들이 열린 단면(x,y)의 수직선(z)에 대해서 평행한(도 14); 상기(15)에 기재된 인서트 칩(1).(16) the nozzles 4a and 4b are parallel (Fig. 14) with respect to the vertical line z of the cross sections (x, y) in which they are opened; Insert chip (1) as described in said (15).

(17) 상기 노즐(4a,4b)은, 그것들이 열린 단면(x,y)의 수직선(z)에 대해서, 상기 직경선상에서 노즐 개구가 칩 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 경사진(도 17); 상기(15)에 기재된 인서트 칩(1).(17) The nozzles 4a and 4b are inclined in a direction away from the chip central axis on the diameter line with respect to the vertical line z of the cross sections (x, y) in which they are opened (Fig. 17); Insert chip (1) as described in said (15).

(18) 각 전극 배치공간(1a,1b)은, 상기 단면(x,y)의 수직선(z)에 대해서 평행한; 상기(16) 또는 (17)에 기재된 인서트 칩(1).(18) each of the electrode arrangement spaces 1a and 1b is parallel to the vertical line z of the cross sections x and y; The insert chip (1) as described in said (16) or (17).

(19) 상기 (15) 내지 (17) 중의 어느 한 항에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 각 전극 배치공간(1a,1b)에 각각의 선단부를 삽입한 2전극(2a,2b)을 구비하는 플라즈마 토치(도13/도 16).(19) Two electrodes in which the tip is inserted into the insert chip 1 according to any one of the above (15) to (17), and the respective electrode arrangement spaces 1a and 1b of the insert chip 1 ( Plasma torch (FIGS. 13/16) with 2a, 2b).

(20) 상기(19)에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 제 1 전극 (2a)에 용접 또는 예열 전력을 급전하는 제 1 전원(18ap,18aw)과, 제 2 전극(2b)에 용융 용접 또는 본 용접 전력을 급전하는 제 2 전원(18bp,18bw)을 구비하는 플라즈마 용접장치(도 12).(20) Melt welding to the plasma torch described in (19) above, first power sources 18ap and 18aw for supplying welding or preheating power to the first electrode 2a of the plasma torch, and second electrode 2b. Or a plasma welding apparatus (FIG. 12) provided with 2nd power supply (18bp, 18bw) which supplies this welding electric power.

(21) 상기 복수개의 전극 배치공간(1a,1b,1c)은, 용접방향(y)의 일직선상에 분포한 선두 전극 배치공간(1a), 1 이상의 중간 전극 배치공간(1b) 및 후미 전극 배치공간(1c)을 포함하는, 상기 (1)에 기재된 인서트 칩(1: 도 19).(21) The plurality of electrode arrangement spaces 1a, 1b, and 1c include a lead electrode arrangement space 1a, one or more intermediate electrode arrangement spaces 1b, and a trailing electrode arrangement distributed in a straight line in the welding direction y. The insert chip 1 (FIG. 19) of the said (1) containing space 1c.

이 인서트 칩(1)을 장비한 플라즈마 토치에 의하면, 3 이상의 아크로 1개의 용융 풀을 형성하는, 원풀 멀티 아크의 용접을 할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 아크의 횡단면은, 용접의 진행방향(y)에 길고 가는 열원이 되기 때문에, 열량에 대한 비드폭(x방향)은 좁게 억제되어, 고속화해도, 고온 균열이 발생하지 않는다. 또한, 원풀 멀티 아크로 함으로써, 판두께 3∼10mm에서는, 선두 아크로 용접선을 예열하여 중간 아크로 키홀에 의한 속비드를 형성하고, 후미 아크로 광폭 용융 용접하여 겉비드를 평평하게 형성할 수 있다. 판두께 3mm 미만에서는, 선두 아크로 용접선을 예열하여 중간 아크에 의한 파고들기 용접으로 속비드를 형성하고, 후미 아크로 겉비드를 평평하게 할 수 있다. 어쨌든, 선두 아크의 예열에 의해, 중간 아크에 의한 속비드 형성이 용이하게 되기 때문에, 양호한 속비드를 형성하면서 고속 용접을 할 수 있다.According to the plasma torch equipped with the insert chip 1, it is possible to perform welding of a round grass multi arc, which forms one molten pool with three or more arcs. In this case, the cross section of the plasma arc becomes a heat source that is long and thin in the advancing direction y of the welding. Therefore, the bead width (x direction) with respect to the heat amount is narrowly suppressed, and high temperature cracking does not occur even at high speed. Further, by the round multi-arc, at the plate thickness of 3 to 10 mm, the lead arc furnace welding line can be preheated to form a fast bead by the middle arc keyhole, and the wide arc melt can be flattened to form a flat bead by the trailing arc furnace. If the plate thickness is less than 3 mm, the lead arc furnace preheats the preheated weld line to form a fast bead by digging welding by an intermediate arc, and the trailing arc furnace bead can be flattened. In any case, the pre-heating of the leading arc facilitates the formation of the fast bead by the intermediate arc, so that high speed welding can be performed while forming a good fast bead.

(22) 상기 선두 전극 배치공간(1a) 및 상기 중간 전극 배치공간(1b)에 연이어 통하는 상기 개구(4a,4b) 사이의 거리보다, 상기 중간 전극 배치공간(1b) 및 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 상기 개구(4b,4c) 사이의 거리가 긴, 상기 (21)에 기재된 인서트 칩(1: 도 25). (22) The intermediate electrode arrangement space 1b and the trailing electrode arrangement space 1c than the distance between the openings 4a and 4b connected to the lead electrode arrangement space 1a and the intermediate electrode arrangement space 1b in series. The insert chip (1: FIG. 25) as described in said (21) with a long distance between the said openings 4b and 4c which connect to ().

(23) 상기 개구는, 플라즈마 아크 노즐인 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 인서트 칩(1: 형태 1). (23) The insert chip (1: form 1) according to (21) or (22), wherein the opening is a plasma arc nozzle.

(24) 상기 선두 전극 배치공간(1a) 또는 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 다른 개구는 플라즈마 아크 노즐인, 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 인서트 칩(1: 형태 2/4).(24) The above (21) or (22) wherein the opening communicating with the first electrode placing space 1a or the rear electrode placing space 1c is a hole through which a TIG welding electrode passes, and the other opening is a plasma arc nozzle. ) Insert chip (1: form 2/4).

(25) 상기 선두 전극 배치공간(1a) 및 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 상기 중간 전극 배치공간 (1b)에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐인, 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 인서트 칩(1: 형태 3).(25) The openings communicating with the leading electrode placement space 1a and the trailing electrode placement space 1c are holes through which TIG welding electrodes pass, and the openings passing through the intermediate electrode placement space 1b are plasma arcs. The insert chip (1: form 3) as described in said (21) or (22) which is a nozzle.

(26) 상기 선두 전극 배치공간(1a)에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이고, 상기 중간 전극 배치공간(1b) 및 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍인, 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 인서트 칩(1: 형태 5).(26) An opening communicating with the leading electrode placing space 1a in succession is a plasma arc nozzle, and an opening communicating with the intermediate electrode placing space 1b and the trailing electrode placing space 1c passes through a TIG welding electrode. The insert chip (1: form 5) as described in said (21) or (22) which is a hole.

(27) 상기(21)에 기재된 인서트 칩(1)과, 상기 인서트 칩(1)의 각 전극 배치공간(1a,1b,1c)에 각 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b,2c)을 구비하는 플라즈마 토치.(27) The plurality of electrodes 2a, 2b and 2c having the tip end inserted into the insert chip 1 described in the above (21) and the electrode placement spaces 1a, 1b and 1c of the insert chip 1 as well. Plasma torch having.

(28) 상기(27)에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 선두 전극 (2a)에 예열 전력을 급전하는 제 1 전원(18ap,18aw)과, 중간 전극(2b)에 속비드 형성 전력을 급전하는 제 2 전원(18bp,18bw)과, 후미 전극(2c)에 용융 전력을 급전하는 제 3 전원(18cp,18cw)을 구비하는 플라즈마 용접장치.(28) The rapid power to supply the bead forming power to the plasma torch according to (27), the first power sources 18ap and 18aw for feeding preheating power to the head electrode 2a of the plasma torch, and the intermediate electrode 2b. And a second power source (18bp, 18bw) and a third power source (18cp, 18cw) for feeding the melting power to the trailing electrode (2c).

(29) 상기 (22)에 기재된 인서트 칩(1)의 각 전극 배치공간(1a,1b,1c)에 각 선단부를 삽입한 복수의 전극(2a,2b,2c)을 구비하는 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 선두 전극(2a)에 예열 전력을 급전하는 제 1 전원(18ap,18aw)과, 중간 전극(2b)에 키홀 용접 전력을 급전하는 제 2 전원(18bp,18bw)과, 후미 전극(2c)에 용융 전력을 급전하는 제 3 전원(18cp,18cw)을 구비하는 플라즈마 용접장치.(29) a plasma torch having a plurality of electrodes (2a, 2b, 2c) in which respective tip portions are inserted into the electrode arrangement spaces (1a, 1b, 1c) of the insert chip (1) described in (22) above; First power sources 18ap and 18aw for feeding preheating power to the head electrode 2a of the plasma torch, second power sources 18bp and 18bw for feeding keyhole welding power to the middle electrode 2b, and tail electrode 2c Plasma welding apparatus comprising a third power source (18cp, 18cw) for supplying the melt power.

(30) 상기 인서트 칩의 개구는, 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1, 제 2 및 제 3 전원은, 플라즈마 용접 전원인, 상기 (28) 또는 (29)에 기재된 플라즈마 용접장치(형태 1).(30) The plasma welding apparatus (form 1) according to (28) or (29), wherein the opening of the insert chip is a plasma arc nozzle, and the first, second, and third power sources are plasma welding power sources.

(31) 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간(1a) 또는 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 다른 개구는 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1 전원 또는 제 3 전원은 TIG 용접 전원이고 다른 전원은 플라즈마 용접 전원인, 상기 (28) 또는 (29)에 기재된 플라즈마 용접장치(형태 2/4).(31) An opening in which the insert chip is connected to the first electrode placement space 1a or the rear electrode placement space 1c is a hole through which a TIG welding electrode passes, and the other opening is a plasma arc nozzle. The plasma welding apparatus (type 2/4) according to (28) or (29), wherein the power source or the third power source is a TIG welding power source and the other power source is a plasma welding power source.

(32) 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간(1a) 및 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 상기 중간 전극 배치공간(1b)에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1 전원 및 제 3 전원은 TIG 용접 전원이고 제 2 전원은 플라즈마 용접 전원인, 상기 (28) 또는 (29)에 기재된 플라즈마 용접장치(형태 3).(32) An opening in which the insert chip communicates with the first electrode placement space 1a and the rear electrode placement space 1c is a hole through which a TIG welding electrode passes, and is successively connected to the intermediate electrode placement space 1b. The opening through which is a plasma arc nozzle, a 1st power supply and a 3rd power supply are a TIG welding power supply, and a 2nd power supply is a plasma welding power supply, The plasma welding apparatus (form 3) as described in said (28) or (29).

(33) 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간(1a)에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이고, 상기 중간 전극 배치공간(1b) 및 상기 후미 전극 배치공간(1c)에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 제 1 전원은 플라즈마 용접 전원이고 제 2 및 제 3 전원은 TIG 용접 전원인, 상기 (28) 또는 (29)에 기재된 플라즈마 용접장치(형태 5).(33) The opening of the insert chip, which communicates with the leading electrode placement space 1a in succession, is a plasma arc nozzle, and the opening that is in communication with the intermediate electrode placement space 1b and the trailing electrode placement space 1c is TIG. The plasma welding apparatus (form 5) as described in said (28) or (29) whose hole which a welding electrode penetrates, a 1st power supply is a plasma welding power supply, and a 2nd and 3rd power supply are TIG welding power supply.

본 발명의 다른 목적 및 특징은, 도면을 참조한 이하의 실시예의 설명으로부터 분명해질 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments with reference to the drawings.

실시예Example

- 제 1 실시예 1 -First Embodiment 1

도 1에, 제 1 실시예인 플라즈마 용접장치를 도시하고, 도 2의 (a)에는 도 1에 도시하는 플라즈마 토치 즉 제 1 실시예의 플라즈마 용접 토치만을 도시하고, 도 2의 (b)에는 토치의 선단면을 도시한다. 제 1 실시예의 플라즈마 용접 토치는, 플라즈마 용접을 행하는 형태의 것이다. 인서트 칩(1)은, 인서트 캡(7)을 절연대 (9)에 나사 조이는 것에 의해, 절연대(9)에 고정되어 있다. 실드 캡(8)은 나사 조임에 의해 절연대(9)에 고정되어 있다. 2분할로 x방향으로 분리한 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12){도 4의(c), (e)}은, 절연체의 외부케이스(30)의 내부에 있다. 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)과의 사이의 공간을, 절연 본체(14)의 중공 원통형상의 스템이 통과하여, 상기 스템의 선단부의, 도시를 생략한 숫나사가, 절연대(9)의 중심의, 도시를 생략한 암나사구멍에 나사 넣어지고, 이것에 의해, 전극대(11,12)가 세로방향으로 압축되도록 단단히 조여져, 절연대(9), 전극대(11,12) 및 절연 본체 (14)가 일체로 결합하고 있다.Fig. 1 shows a plasma welding apparatus as a first embodiment, Fig. 2A shows only the plasma torch shown in Fig. 1, that is, the plasma welding torch of the first embodiment, and Fig. 2B shows the The tip section is shown. The plasma welding torch of the first embodiment is in the form of plasma welding. The insert chip 1 is fixed to the insulator 9 by screwing the insert cap 7 to the insulator 9. The shield cap 8 is fixed to the insulator 9 by screwing. The 1st electrode 11 and the 2nd electrode 12 (FIG. 4 (c), (e)) separated in the x direction by two divisions are in the inside of the outer case 30 of an insulator. The hollow cylindrical stem of the insulation main body 14 passes through the space between the 1st electrode 11 and the 2nd electrode 12, and the male screw which abbreviate | omits illustration of the front-end | tip part of the said stem is insulated ( 9 is screwed into a female threaded hole (not shown), thereby tightening the electrodes 11 and 12 so as to be compressed in the longitudinal direction, thereby providing the insulation stand 9 and the electrode stands 11 and 12. And the insulating body 14 are integrally coupled to each other.

인서트 칩(1)의 축심에 중앙구멍(5)이 있고, 절연대(9) 및 절연 본체(14)의 축심에는, 중앙구멍(5)과 동축의 가이드구멍(본 실시예에서는 와이어 가이드구멍)이 있다. 인서트 칩(1)의 중앙구멍(5)에는 와이어 가이드(6)가 삽입되어 있고, 절연 본체(14)의 축심의 가이드구멍에도 와이어 가이드(13g)가 삽입되어 있다. 절연 본체(14)의 머리부에 삽입된 용접 와이어(15)는, 와이어 가이드(13g 및 6)를 통해 인서트 칩(1)에 보내진다.The center hole 5 is provided at the center of the insert chip 1, and the center hole 5 and the guide hole coaxial with the center hole 5 are formed at the center of the insulator 9 and the main body 14 (in this embodiment, a wire guide hole). There is this. The wire guide 6 is inserted in the center hole 5 of the insert chip 1, and the wire guide 13g is inserted in the guide hole of the shaft center of the insulation main body 14. The welding wire 15 inserted into the head of the insulating main body 14 is sent to the insert chip 1 through the wire guides 13g and 6.

인서트 칩(1)에는, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치인 180도로 분포하고 중앙구멍(5)과 평행하게 위치하는 2개의 전극 배치공간 (1a,1b)이 있고, 각 전극 배치공간에, 절연대(9)를 관통하여 각 전극대(11,12)에 나사(10a,10b)로 고정된 제 1 전극(2a), 제 2 전극(2b)의 선단부가 삽입되고, 각 전극 배치공간의 축심 위치에, 센터링 스톤(3)으로 위치 결정되어 있다. 인서트 칩 (1)의, 모재(16)에 대향하는 선단면에는, 중앙구멍(5)과 동심이지만, 중앙구멍(5)보다 대경의 확대구(1d)가 있고, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 연결된 노즐{4(4a, 4b)}이, 대경구(1d)에 열려 있다. In the insert chip 1, two electrode arrangement spaces 1a and 1b are disposed on the circumference around the center axis of the center hole 5 and are disposed at 180 degrees of equiangular pitch and located parallel to the center hole 5. The front end portions of the first electrode 2a and the second electrode 2b, which are fixed to the electrode stands 11 and 12 by the screws 10a and 10b through the insulating stand 9 in the electrode arrangement space, are provided. It is inserted and positioned by the centering stone 3 at the axial center position of each electrode arrangement space. On the tip end face of the insert chip 1 opposite to the base material 16, there is an enlarged opening 1d larger in diameter than the center hole 5 but concentric with the center hole 5, and each electrode arrangement space 1a, The nozzles 4 (4a, 4b) connected to 1b) are opened to the large-diameter 1d.

도 3에, 인서트 칩(1)을 확대하여 도시한다. 본 실시예의 인서트 칩(1)에는, 안내구멍인 중앙구멍(5)과 상기 중앙구멍(5)에 연속하여 모재(16)에 대향하는 선단면에 열린 중앙구멍(5)보다 대경의 확대구(1d)와, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 180도 피치로 분포하는, 중앙구멍(5)과 평행하게 위치하는 2개의 전극 배치공간(1a,1b)과, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 연이어 통하여 확대구(1d)에 열린, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 180도 피치로 분포하는 2개의 노즐(4a,4b)을 구비하고, 게다가, 노즐(4a,4b)은, 인서트 칩(1)의, 모재(16)에 대향하는 선단면보다 내측이고, 확대구(1d)에 열려 있다.3 shows the insert chip 1 in an enlarged manner. The insert chip 1 of the present embodiment has a larger diameter opening than a central hole 5 that is a guide hole and a central hole 5 that is opened on a distal end face that faces the base material 16 in succession to the center hole 5 ( 1d), two electrode arrangement spaces 1a and 1b positioned in parallel with the center hole 5, which are distributed at a 180-degree pitch on the circumference around the central axis of the center hole 5, and each electrode arrangement Two nozzles 4a and 4b distributed at a 180-degree pitch on the circumference around the central axis of the central hole 5, which are opened in the enlarged opening 1d through the spaces 1a and 1b, and furthermore The nozzles 4a and 4b are inside the tip end surface of the insert chip 1 facing the base material 16 and are open to the enlarged opening 1d.

한편, 본 실시예에서는, 1쌍(2개)의 전극(2a,2b)을 장비하는 플라즈마 토치의 인서트 칩이지만, 3개 또는 4개 등, 복수의 전극을 이용하는 플라즈마 토치의 인서트 칩에서는, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도도 피치로 분포하는, 중앙구멍(5)과 평행하게 위치하는 복수의 전극 배치공간과, 각 전극 배치공간에 연이어 통하여 확대구(1d)에 열린, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치로 분포하는 복수의 노즐을 구비한다. 예를 들면 3개의 전극을 구비하는 플라즈마 토치의 인서트 칩은, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 120도 피치로 분포하는, 중앙구멍(5)과 평행하게 위치하는 3개의 전극 배치공간과, 각 전극 배치공간에 연이어 통하여 확대구(1d)에 열린, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 120도 피치로 분포하는 3개의 노즐을 구비한다. 또한, 4개의 전극을 구비하는 플라즈마 토치의 인서트 칩은, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 90도 피치로 분포하는, 중앙구멍(5)과 평행하게 위치하는 4개의 전극 배치공간과 각 전극 배치공간에 연이어 통하여 확대구(1d)에 열린, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 90도 피치로 분포하는 4개의 노즐을 구비한다.On the other hand, in the present embodiment, the insert chip of the plasma torch equipped with one pair (two) electrodes 2a and 2b, but in the insert chip of the plasma torch using a plurality of electrodes such as three or four, A plurality of electrode arranging spaces arranged in parallel with the central hole 5, which are evenly distributed at a pitch on a circumference around the central axis of the hole 5, and an enlarged opening 1d through each electrode arranging space in series. And a plurality of nozzles distributed at equiangular pitch on a circumference around the central axis of the central hole 5, which is opened at the center. For example, an insert chip of a plasma torch having three electrodes is arranged in parallel with the central hole 5, which is distributed at a 120 degree pitch on the circumference of the central axis of the central hole 5. Three nozzles distributed at a 120 degree pitch on the circumference centering on the central axis of the center hole 5 opened in the expansion space 1d through the arrangement space and each electrode arrangement space are provided. In addition, the insert chip of the plasma torch having four electrodes has four electrodes arranged in parallel with the center hole 5, which is distributed at a 90 degree pitch on the circumference around the center axis of the center hole 5. Four nozzles distributed at a 90 degree pitch on the circumference centering on the central axis of the center hole 5 opened in the enlarged opening 1d through the space and each electrode arrangement space are provided.

또한, 확대구(1d)는 생략하고, 중앙구멍(5) 및 노즐 노즐(4a,4b)의 하단 개구를 칩(1)의 플랫한 하단면으로 할 수 있다. 또한, 전극 배치공간(1a,1b){및 그것에 장비하는 전극(2a,2b)}은, 중앙구멍(5)과 평행할 뿐만 아니라, 중앙구멍(5)에 대해서 있는 경사각을 갖는 기울기 자세로 할 수도 있다.In addition, the enlargement opening 1d is abbreviate | omitted and the lower end opening of the center hole 5 and the nozzle nozzles 4a and 4b can be made into the flat lower end surface of the chip 1. In addition, the electrode arrangement spaces 1a and 1b (and the electrodes 2a and 2b provided therewith) are not only parallel to the center hole 5 but also in an inclined posture having an inclination angle with respect to the center hole 5. It may be.

도 4에, 도 2에 도시하는 플라즈마 토치의, 냉각수 유로(9w), 파일럿 가스 유로(9p) 및 실드가스 유로(9s)를 도시한다. 냉각수는, 도 4의 (a)에 도시하는 냉각수 급수 유로(9wi)를 통과하여, 인서트 칩(1)의 바깥둘레면과 인서트 캡(7)의 안둘레면과의 사이의 공간에 들어가, 그곳으로부터 냉각수 배수 유로(9wo)를 통과하여 토치 밖으로 나온다. 한쪽의 파일럿 가스는, 도 4의 (b) 및 (c)에 도시하는 가스 유로(9pa) 및 전극 삽입공간을 통과하여 전극 배치공간(1a)에 들어가, 전극 선단부에서 플라즈마가 되어 노즐(4a)을 통과하고 그리고 확대구(1d)를 통과하여 토치의 선단면으로부터 분출한다. 다른쪽의 파일럿 가스는, 가스유로(9pb) 및 전극 삽입공간을 통과하여 전극 배치공간(1b)에 들어가, 전극 선단부에서 플라즈마가 되어 노즐(4b)을 통과하고 그리고 확대구(1d)를 통과하여 토치의 선단면으로부터 분출한다. 실드가스는, 도 4의 (d) 및 (e)에 도시하는 실드가스 유로(9s)를 통과하여, 인서트 캡(7)과 실드 캡(8)과의 사이의 원통형상의 공간에 들어가, 그리고 토치의 선단으로부터 분출한다.4, the cooling water flow path 9w, the pilot gas flow path 9p, and the shield gas flow path 9s of the plasma torch shown in FIG. The coolant passes through the coolant feed water passage 9wi shown in FIG. 4A and enters the space between the outer circumferential surface of the insert chip 1 and the inner circumferential surface of the insert cap 7, where From the passage through the coolant drain passage 9wo and out of the torch. One pilot gas passes through the gas flow path 9pa and the electrode insertion space shown in Figs. 4B and 4C and enters the electrode arrangement space 1a, and becomes a plasma at the electrode tip and becomes a nozzle 4a. After passing through the through hole 1d, it is ejected from the tip surface of the torch. The other pilot gas enters the electrode placement space 1b through the gas flow path 9pb and the electrode insertion space, becomes a plasma at the electrode tip portion, passes through the nozzle 4b, and passes through the expansion port 1d. Ejects from the tip of the torch. The shield gas passes through the shield gas flow path 9s shown in FIGS. 4D and 4E, enters a cylindrical space between the insert cap 7 and the shield cap 8, and the torch Eject from the tip of.

도 1에 도시하는 바와 같이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원(17,18)에 의해, 전극(2a,2b)에 아크를 발생하면, 플라즈마 아크 전류가 각 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에 흐르고, 1풀 2아크 용접이 실현된다. 플라즈마 아크(19)에 와이어(15)가 송급되어, 와이어(15)에 대해서 각 전극(2a,2b) 및 노즐{4(4a,4b)}이 대칭으로 위치하므로, 와이어(15)에 대해서 플라즈마가 안정된다. 즉, 도 5를 참조하면, 전극 배치공간(1a,1b)에 삽입된 각 전극(2a,2b)과 모재(16)와의 사이를, 각 노즐(4a,4b)을 통과하여 흐르는 각 아크 전류에는, 각각이 야기하는 자속(Ma,Mb)과의 사이에, 프레밍의 왼손의 법칙으로 표시되는 상향(또는 하향: z)의 힘이 작용하고, 동일 방향이며, 게다가 노즐(4a,4b)의, 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치의 분포에 의해, 각 힘이 똑같이 중앙구멍(5)의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치로 분포하므로, 자기적으로 밸런스가 취해져, 플라즈마의 안정성이 높다. 즉, 아크 블로우에 의한 아크의 흔들거림이 발생하지 않는다. 모재 (16)의 근방에서는, 각 아크 전류가 동일 방향의 가산이 되어 합성 자속(Mc)을 야기하므로, 아크를 좁히는 자기적 핀치력이 강하고, 모재(16)에 대한 열수속 효과(에너지 밀도)가 높고, 게다가 작용 위치가 흔들거리는 일이 없다. 한편 또한, 와이어(15)는, 플라즈마 아크(19)의 상단부로부터 들어가, 용융 풀(20)에 이르기까지의 동안에 아크보다 열을 받게 되어, 유효한 예열 효과로서 작용하여, 와이어의 용착 효율이 상승하여, 고속 용접이나 고능률 용접을 할 수 있다. 종래의, 측방으로부터의 와이어 송급의 경우는, 와이어는 플라즈마 아크에 대해서 거의 직각으로 들어가기 때문에, 플라즈마 아크에 들어간 근소한 거리에서 용융 풀에 녹아 떨어지도록 하지 않으면 안되어, 거의 와이어의 예열 효과는 없다. 이 때문에 용착 효율은 낮고, 용접 속도도 늦다.As shown in FIG. 1, between the electrodes 2a and 2b and the base material 16, the electrode 2a is provided by the plasma power supply 17 and 18 which flows the plasma arc current of which the electrode side is negative and the base material side is positive. When arc is generated at 2b, a plasma arc current flows between each electrode 2a, 2b and the base material 16, and one full two arc welding is realized. The wire 15 is fed to the plasma arc 19 so that the electrodes 2a, 2b and the nozzles 4 (4a, 4b) are symmetrically positioned with respect to the wire 15, so that the plasma 15 is plasma with respect to the wire 15. Is stabilized. That is, referring to FIG. 5, each arc current flowing between the electrodes 2a and 2b and the base material 16 inserted into the electrode arrangement spaces 1a and 1b passes through the nozzles 4a and 4b. , Between each of the magnetic fluxes Ma and Mb caused, a force of upward (or downward) z, represented by the law of the left hand of framing, acts, is in the same direction, and in addition to the nozzles 4a and 4b, By the distribution of the equiangular pitch on the circumference centered on the central axis of the center hole 5, each force is equally distributed on the circumference around the central axis of the center hole 5 at equal angle pitch. Balance is taken and the stability of plasma is high. That is, the shaking of the arc by the arc blow does not occur. In the vicinity of the base material 16, since each arc current is added in the same direction and causes a composite magnetic flux Mc, the magnetic pinch force for narrowing the arc is strong, and the heat flux effect (energy density) on the base material 16 is strong. Is high, and action position does not shake more. On the other hand, the wire 15 enters from the upper end of the plasma arc 19 and receives heat from the arc until it reaches the molten pool 20, and acts as an effective preheating effect, thereby increasing the welding efficiency of the wire. High speed welding and high efficiency welding can be performed. In the conventional wire feeding from the side, since the wire enters almost perpendicular to the plasma arc, it must be melted in the molten pool at a small distance into the plasma arc, and there is almost no preheating effect of the wire. For this reason, welding efficiency is low and welding speed is slow.

또한 제 1 실시예에 의하면, 와이어가 중앙으로부터 삽입되기 때문에, 와이어의 삽입 방향성이 없고, 곡선 용접에서도 토치를 회전시키는 제어가 불필요하다. 종래는, 와이어는 토치 진행방향으로부터 삽입하기 때문에, 곡선 용접시에는, 토치 또는 와이어를 곡선에 상대하여 회전 제어하는 장치가 필요하였다.Further, according to the first embodiment, since the wire is inserted from the center, there is no direction of insertion of the wire, and control to rotate the torch even in curve welding is unnecessary. Conventionally, since the wire is inserted from the torch traveling direction, an apparatus for controlling rotation of the torch or wire relative to the curve is required during the curve welding.

- 제 2 실시예 -Second Embodiment

도 6에, 제 2 실시예인, 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 제 1 실시예의 것과 같은 구조의, 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접 토치이며, 인서트 칩(1)은, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 동일 구성이다. 본 실시예에서는 도 6에 도시하는 바와 같이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원 (17,18)을 구비한다. 이 점은 제 1 실시예와 같지만, 나아가서는, 와이어(15)와 모재(16)와의 사이에, 와이어측이 음이고 모재측이 양인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원(21)을 구비한다. 핫 와이어 전원(21)으로부터의 전류는, 토치내 가이드(13g)를 통과하여, 가이드(13g) 선단부 근방으로부터 와이어에 통전시키고, 절연 가이드(6)내에서는 와이어를 줄열로 가열하고, 플라즈마(19)에서, 전극(2a,2b)에서의 플라즈마 아크와 합류하여, 모재(16)에 유입한다. 이 때, 핫 와이어 전류의 줄열이 플라즈마 영역내에서 최대가 되므로(집중하므로), 용접 입열량이 많고, 고용착량, 고능률 용접이 되어, 고속 용접이 가능하다. 게다가, 핫 와이어 전류와 전극(2a,2b)에서의 플라즈마 아크 전류는 대칭 및 동축이기 때문에, 자기적 밸런스가 취해져, 아크 블로우에 의한 아크의 흔들거림이 발생하지 않는다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.Fig. 6 shows a plasma welding apparatus in the form of a hot wire, which is a second embodiment. The plasma torch is a hot-wired plasma welding torch having the same structure as that of the first embodiment, and the insert chip 1 has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 6, between the electrodes 2a and 2b and the base material 16, a plasma power source 17 and 18 for flowing a plasma arc current having a negative electrode side and a positive base material side is provided. do. This point is the same as that of the first embodiment, but furthermore, between the wire 15 and the base material 16, a hot wire power source 21 for passing a current in which the wire side is negative and the base material side is positive is provided. The current from the hot wire power source 21 passes through the guide 13g in the torch, conducts the wire from the vicinity of the tip end of the guide 13g, heats the wire in Joule heat in the insulation guide 6, and plasma 19 ) Joins the plasma arc at the electrodes 2a and 2b and flows into the base material 16. At this time, since the Joule heat of the hot wire current is maximized (concentrated) in the plasma region, the welding heat input amount is large, the solid-solution deposition, the high efficiency welding, and the high speed welding is possible. In addition, since the hot wire current and the plasma arc current at the electrodes 2a and 2b are symmetrical and coaxial, a magnetic balance is taken and no arc shake due to arc blow occurs. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 3 실시예 -Third embodiment

도 7에, 제 3 실시예인, 플라즈마 MIG 용접장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 제 1 실시예의 것과 같은 구조의 플라즈마 MIG 용접 토치이며, 인서트 칩(1)도, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 동일 구성이다. 본 실시예에서는 도 7에 도시하는 바와 같이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 제 1 실시예의 경우와는 반대로, 전극측이 양이고 모재측이 음인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원(17,18)을 구비한다. 나아가서는, 와이어(15)와 모재(16)와의 사이에, 와이어측이 양이고 모재측이 음인 용접 전류를 흘리는 MIG 용접 전원(정전압 용접 전원) (22)을 구비한다. 실드가스는, Ar 또는 Ar+CO2 또는 CO2 또는 Ar+H2이다. 이 플라즈마 MIG 용접장치는, MIG의 특징인 고능률, 깊은 용입의 특성을 갖고, 또한, 스패터 없는 용접이 가능하다. 또한 Ar분위기에서 용접이 가능하고, 용접 금속중의 산화물의 생성도 극히 적고, 고중량 고장력재에 적합하다. 또한, 알루미늄 용접에서의 스타트부의 용착 불량 방지 또는 용착 불량의 수복이 가능하다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.Fig. 7 shows a plasma MIG welding apparatus as a third embodiment. The plasma torch is a plasma MIG welding torch having the same structure as that of the first embodiment, and the insert chip 1 also has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a plasma arc current flowing between the electrodes 2a and 2b and the base material 16 opposite to the case of the first embodiment is positive on the electrode side and negative on the base material side. Plasma power supplies 17 and 18 are provided. Furthermore, between the wire 15 and the base material 16, the MIG welding power supply (constant voltage welding power supply) 22 which flows the welding current in which the wire side is positive and the base material side is negative is provided. The shield gas is Ar or Ar + CO 2 or CO 2 or Ar + H 2 . This plasma MIG welding apparatus has the characteristics of high efficiency and deep penetration which are the characteristics of MIG, and can also weld sputterlessly. It is also possible to weld in an Ar atmosphere, to generate very little oxide in the weld metal, and to be suitable for high-strength high tensile materials. In addition, the welding failure prevention or the welding failure repair of the start part in aluminum welding is possible. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 4 실시예 -Fourth Embodiment

도 8에, 제 4 실시예인, 플라즈마 와이어 육성장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 제 1 실시예의 것과 같은 구조의 플라즈마 와이어 육성 토치이며, 인서트 칩 (1)도, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 동일 구성이다. 본 실시예에서는 도 8 에 도시하는 바와 같이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원(17,18)과, 와이어(15)와 각 전극(2a,2b)과의 사이에, 와이어측이 양이고 전극측이 음인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원(21a,21b)을 구비한다. 와이어(15)는 핫 와이어 전원(21a,21b)으로부터의 전류의 줄열로 가열되지만, 모재(16)에는 와이어 전류가 흐르지 않기 때문에, 모재(16)가 녹는 양이 적어, 저희석의 육성 용접을 할 수 있다. 모재(16)에 수직으로 와이어(15)가 보내 넣어지므로, 오실레이트 운동하면서의 육성 용접에서도 방향성 없어 육성량이 안정된다. 또한, 수직면 혹은 경사면에 대한 육성 용접도 가능하다. 태경(太徑) 와이어를 이용하는 고용착을 안정된 육성량으로 행할 수도 있다. 핫 와이어 전류는, 전극(2a,2b)으로부터 노즐(4a,4b)을 통과하여, 와이어(15)에 유입되므로, 플라즈마 전류와 같이, 토치 축심에 대해서 대칭이 되어, 자기적으로 밸런스하기 때문에, 아크의 흔들거림이나 아크 블로우 현상이 발생하지 않는 안정된 육성 용접을 할 수 있다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.8 shows a plasma wire growing apparatus as a fourth embodiment. The plasma torch is a plasma wire growth torch having the same structure as that of the first embodiment, and the insert chip 1 also has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, as shown in Fig. 8, between the electrodes 2a and 2b and the base material 16, the plasma power sources 17 and 18 for transmitting a plasma arc current having a negative electrode side and a positive base material side; Between the wire 15 and each electrode 2a, 2b, the hot wire power supply 21a, 21b which flows the electric current in which the wire side is positive and the electrode side is provided is provided. The wire 15 is heated by Joule heat of the electric current from the hot wire power sources 21a and 21b. However, since the wire current does not flow through the base metal 16, the amount of the base material 16 that melts is small, and the welding of our stone can be performed. Can be. Since the wire 15 is fed perpendicularly to the base material 16, the growth amount is stable without the directivity even in the growth welding during the oscillating motion. It is also possible to wet weld the vertical or inclined surfaces. A solid solution using a Tae-Kyung wire can also be performed in a stable growth amount. Since the hot wire current flows through the nozzles 4a and 4b from the electrodes 2a and 2b and flows into the wire 15, like the plasma current, the hot wire current is symmetrical with respect to the torch axis center and is magnetically balanced. It is possible to make stable overhaul welding without any arc shaking or arc blow phenomenon. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 5 실시예 -Fifth Embodiment

도 9에, 제 5 실시예인, 플라즈마 분체 육성장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 와이어 가이드를 대신하여 분체 가이드(28)를 장비한 플라즈마 분체 육성 토치이다. 그 외의 구조는, 제 1 실시예의 것과 같고, 인서트 칩(1)도, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 같은 구성이다. 분체 가이드(28)에는, 분체송급기(25)가, 분체조(24)에 있는 분체를 정속도로 보낸다. 플라즈마 전원(17,18)이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘린다. 모재에 대해서 분체류를 수직으로 송급하므로, 측방으로부터 플라즈마 아크에 분체를 송급하는 종래예보다, 분체의 생산수율이 좋고, 분체가 노즐에 부착되기 어렵고, 또한, 토치내의 분체 통로를 굵게 할 수 있어, 직선이기 때문에, 송급성이 나쁜 절재분(切裁粉)을 사용할 수도 있다. 모재(16)의 바로 위에서 대칭인 플라즈마 아크가 합류하여 서로 충돌하기 때문에, 모재(16)에의 하향 플라즈마류가 약해지므로, 저희석의 분체 육성이 가능하다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.9 shows a plasma powder growing apparatus as a fifth embodiment. The plasma torch is a plasma powder growing torch equipped with the powder guide 28 in place of the wire guide. The other structure is the same as that of the first embodiment, and the insert chip 1 also has the same structure as that of the first embodiment shown in FIG. The powder feeder 25 sends the powder in the powder tank 24 to the powder guide 28 at a constant speed. The plasma power supplies 17 and 18 flow a plasma arc current between the electrodes 2a and 2b and the base material 16 with a negative electrode side and a positive base material side. Since the powder is fed vertically to the base metal, the production yield of the powder is better than the conventional example of supplying the powder to the plasma arc from the side, and the powder is hard to adhere to the nozzle, and the powder passage in the torch can be thickened. Since it is a straight line, it is also possible to use a cutting powder with poor supplyability. Since plasma arcs that are symmetrical immediately above the base material 16 join and collide with each other, downward plasma flow to the base material 16 is weakened, so that powder growth of our stone is possible. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 6 실시예 -Sixth Embodiment

도 10에, 제 6 실시예인, 플라즈마 키홀 용접장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 와이어 가이드를 대신하여 키홀 가스 가이드(28)를 장비한 플라즈마 키홀 용접 토치이다. 그 외의 구조는, 제 1 실시예의 것과 같고, 인서트 칩(1)도, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 같은 구성이다. 제 1 실시예의 경우와 같이, 플라즈마 전원(17,18)이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘린다. 키홀 가스(27)는, Ar 또는 He 또는 Ar+H2 또는 Ar+O2 또는 Ar+He이다. 키홀 가스 가이드(28)에 의해, 키홀용 소경 고속 가스류를 분사하는 것에 의해, 후판(厚板)의 키홀 용접이나 저입열 깊은 용입 용접을 할 수 있다. 키홀용 가스는, 전극(2a,2b)을 통과하는 파일럿 가스(플라즈마 가스)와는 다른 루트이기 때문에, 전극을 산화 소모시키는 일이 없기 때문에, 키홀용 가스에 산화성 가스를 이용할 수 있다. 또한, 키홀용 가스 분사구멍은, 플라즈마 전류의 대소에 관계없이 소경으로 할 수 있기 때문에, 키홀 구멍도 작게 할 수 있고, 후판 용접을 할 수 있다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.Fig. 10 shows a plasma keyhole welding apparatus as a sixth embodiment. The plasma torch is a plasma keyhole welding torch equipped with a keyhole gas guide 28 in place of the wire guide. The other structure is the same as that of the first embodiment, and the insert chip 1 also has the same structure as that of the first embodiment shown in FIG. As in the case of the first embodiment, the plasma power sources 17 and 18 flow a plasma arc current between the electrodes 2a and 2b and the base material 16 with the electrode side negative and the base material side positive. The keyhole gas 27 is Ar or He or Ar + H 2 or Ar + O 2 or Ar + He. The keyhole gas guide 28 injects the small-diameter high-speed gas stream for the keyhole to perform keyhole welding and low heat input deep penetration welding of the thick plate. Since the keyhole gas is a route different from the pilot gas (plasma gas) passing through the electrodes 2a and 2b, the oxidizing gas can be used for the keyhole gas because the electrode is not oxidized and consumed. Further, since the key injection gas injection hole can be made small in diameter regardless of the magnitude of the plasma current, the key hole hole can also be made small, and thick plate welding can be performed. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 7 실시예 -Seventh Embodiment

도 11에, 제 7 실시예인 플라즈마 절단 장치를 도시한다. 플라즈마 토치는, 와이어 가이드를 대신하여 절단가스 가이드(28)를 장비한 플라즈마 절단 토치이다. 그 외의 구조는, 제 1 실시예의 것과 같고, 인서트 칩(1)도, 도 3에 도시하는 제 1 실시예의 것과 같은 구성이다. 제 1 실시예의 경우와 같이, 플라즈마 전원(17,18)이, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘린다. 절단가스(29)는, Ar 또는 O2 또는 N2 또는 Ar+H2이다. 절단가스 가이드(28)에 의해, 절단 소경 고속 가스류를 분사하는 것에 의해, 세폭(細幅)절단을 할 수 있다. 전극(2a,2b)을 텅스텐 전극이라고 하면, 고가의 하프늄 전극을 이용하지 않고도, O2를 절단가스로 하는 강력한 플라즈마 절단을 할 수 있다. 그 외의 기능 및 작용 효과는, 제 1 실시예와 같다.Fig. 11 shows a plasma cutting device as a seventh embodiment. The plasma torch is a plasma cutting torch equipped with a cutting gas guide 28 in place of the wire guide. The other structure is the same as that of the first embodiment, and the insert chip 1 also has the same structure as that of the first embodiment shown in FIG. As in the case of the first embodiment, the plasma power sources 17 and 18 flow a plasma arc current between the electrodes 2a and 2b and the base material 16 with the electrode side negative and the base material side positive. The cutting gas 29 is Ar or O 2 or N 2 or Ar + H 2 . The cutting gas guide 28 allows narrow cutting by injecting a cutting small diameter high speed gas stream. If the electrodes 2a and 2b are tungsten electrodes, powerful plasma cutting using O 2 as a cutting gas can be performed without using an expensive hafnium electrode. Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.

- 제 8 실시예 -Eighth Embodiment

도 12에, 제 8 실시예인 플라즈마 용접장치를 도시하고, 도 13의 (a)에는 도 12에 도시하는 플라즈마 토치 즉 제 8 실시예의 플라즈마 아크토치만을 도시하고, 도 13의 (b)에는 토치의 선단면을 도시한다. 제 8 실시예의 플라즈마 아크토치는, 플라즈마 용접을 행하는 형태의 것이다. 인서트 칩(1)은, 인서트 캡(7)을 절연대 (9)에 나사 조이는 것에 의해, 절연대(9)에 고정되어 있다. 실드 캡(8)은 나사 조임에 의해 절연대(9)에 고정되어 있다. 2분할로 x방향으로 분리한 제 1 전극대(11)와 제 2 전극대(12)는, 절연체의 외부케이스(30)의 내부에 있다. 제 1 전극대(11)와 제 2 전극대(12)와의 사이의 공간을, 절연 본체(14)의 스템이 통과하고 있다.FIG. 12 shows a plasma welding apparatus as an eighth embodiment, FIG. 13A shows only the plasma torch shown in FIG. 12, that is, the plasma arc torch of the eighth embodiment, and FIG. 13B shows the The tip section is shown. The plasma arc torch of the eighth embodiment is a form of plasma welding. The insert chip 1 is fixed to the insulator 9 by screwing the insert cap 7 to the insulator 9. The shield cap 8 is fixed to the insulator 9 by screwing. The first electrode stand 11 and the second electrode stand 12 separated in two directions in the x-direction are inside the outer case 30 of the insulator. The stem of the insulating main body 14 passes through the space between the first electrode stand 11 and the second electrode stand 12.

인서트 칩(1)에는, 칩의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선상에 분포하고, 상기 중심축으로부터 등거리에 있는 2개의 전극 배치공간(1a,1b)이 있고, 각 전극 배치공간에, 절연대(9)를 관통하여 각 전극대(11,12)에 나사(10a,10b)로 고정된 제 1 전극(2a),제 2 전극(2b)의 선단부가 삽입되고, 각 전극 배치공간(1a,1b)의 축심 위치에, 센터링 스톤(3)으로 위치 결정되어 있다. 인서트 칩(1)의, 모재(16)에 대향하는 선단면에는, 각 전극 배치공간(1a,1b)에 연결된 노즐{4(4a,4b)}이 개구하고 있다.The insert chip 1 has two electrode arrangement spaces 1a and 1b distributed on the same diameter line orthogonal to the center axis z of the chip and equidistant from the center axis. In each electrode arrangement space, The front end portions of the first electrode 2a and the second electrode 2b, which are fixed by screws 10a and 10b to the electrode stands 11 and 12 through the insulator 9, are inserted into each electrode arrangement space ( The centering stones 3 are positioned at the axial center positions 1a and 1b. The nozzle 4 (4a, 4b) connected to each electrode arrangement space 1a, 1b is opened in the front end surface of the insert chip 1 which opposes the base material 16. As shown in FIG.

도 14에, 인서트 칩(1)을 확대하여 도시한다. 본 실시예의 인서트 칩(1)에는, 칩(1)의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선에 분포하고, 상기 중심축으로부터 등거리에 있고 중심축(z)에 평행하게 늘어나는 2개의 전극 배치공간(1a,1b)과, 각 공간(1a,1b)에 연이어 통하여 모재(16)에 대향하는 선단면에 개구한 2개의 노즐 (4a,4b)을 구비하고 있다. 이들 노즐(4a,4b)도, 본 실시예에서는, 칩의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선상에 분포하고, 상기 중심축에 평행 또한 그리고 등거리에 있다.14 shows an enlarged view of the insert chip 1. In the insert chip 1 of this embodiment, two electrode arrangement | positioning distributed in the same diameter line orthogonal to the center axis z of the chip 1, equidistant from the said center axis, and extending in parallel with the center axis z It is provided with the space 1a, 1b and the two nozzle 4a, 4b opened in the front end surface which opposes the base material 16 through each space 1a, 1b. These nozzles 4a and 4b are also distributed on the same diameter line orthogonal to the central axis z of the chip in this embodiment, and are parallel and equidistant to the central axis.

토치의 절연대(9)에는, 도시를 생략한 냉각수 유로, 파일럿 가스 유로 및 실드가스 유로가 있다. 냉각수는, 냉각수 급수 유로를 통과하여, 인서트 칩(1)의 바깥둘레면과 인서트 캡(7)의 안둘레면과의 사이의 공간에 들어가, 그곳으로부터 냉각수 배수 유로를 통과하여 토치 밖으로 나온다. 파일럿 가스는, 가스 유로 및 전극 삽입공간을 통과하여 전극 배치공간(1a)에 들어가, 전극 선단부에서 플라즈마가 되어 노즐(4a)을 통과하여 토치의 선단면으로부터 분출한다. 다른쪽의 파일럿 가스는, 다른 가스 유로 및 전극 삽입공간을 통과하여 전극 배치공간(1b)에 들어가, 전극 선단부에서 플라즈마가 되어 노즐(4b)을 통과하여 토치의 선단면으로부터 분출한다. 실드가스는, 실드가스 유로를 통과하여, 인서트 캡(7)과 실드 캡(8)과의 사이의 원통형상의 공간에 들어가, 그리고 토치의 선단으로부터 분출한다.In the insulator 9 of the torch, there is a cooling water flow path, a pilot gas flow path, and a shield gas flow path, which are not shown. The coolant passes through the coolant feed water passage, enters the space between the outer circumferential surface of the insert chip 1 and the inner circumferential surface of the insert cap 7, and passes from the torch through the coolant drain channel. The pilot gas enters the electrode arrangement space 1a through the gas flow path and the electrode insertion space, becomes a plasma at the electrode tip portion, passes through the nozzle 4a, and is ejected from the tip surface of the torch. The other pilot gas enters the electrode arrangement space 1b through the other gas flow path and the electrode insertion space, becomes plasma at the electrode tip portion, and passes through the nozzle 4b to be ejected from the tip surface of the torch. The shield gas passes through the shield gas flow path, enters a cylindrical space between the insert cap 7 and the shield cap 8, and is ejected from the tip of the torch.

도 12에 도시하는 바와 같이, 파일럿 전원(18ap,18bp)에 의해 전극(2a,2b)과 칩(1)과의 사이에 파일럿 아크를 발생시키고, 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원{18aw (용접 또는 예열용), 18bw(용융 용접 또는 본 용접용)에 의해, 용접 아크(플라즈마 아크)를 발생시키면, 플라즈마 아크 전류가 각 전극(2a,2b)과 모재(16)의 사이에 흐르고, 1풀 2아크 용접이 실현된다. 도 12에 도시하는 용접장치에서는, 전극(2a)의 플라즈마 아크에 의한 용접 또는 예열과, 전극(2b)에 의한 용융 용접 또는 본 용접이 행하여진다. 한편, 용접의 진행방향은 화살표 y방향이다. 즉, 선행하는 용접 또는 예열로 생성한 용융 풀에 후행하는 용융 용접 또는 본 용접의 플라즈마 아크가 닿고, 예를 들면 키홀 용접으로 형성되는 용융 풀을 후방에 보내, 키홀 용접으로 형성되는 용융 비드{도 18의(c)}를 후행의 용융 용접이 고르게 한다. 이것에 의해 도 18의 (g)에 도시하는, 모재 표면과 매끄럽게 연결된 용융 용접 비드가 된다. 3mm 미만의 박판의 경우는, 키홀 용접이 불가능하기 때문에, 선행의 용접 또는 예열에 의해 도 18의 (e)에 도시하는 비드가 형성되어, 이것이 후행의 용융 용접에 의해, 도 18의 (f)에 도시하는 비드로 바뀐다. 종래와 같이, 대전류 원풀 광폭 용접을 하는 것과는 달리, 선행, 후행과 각각의 기능으로 나누어, 필요 최소한의 낮은 전류로, 비드폭이 좁은 고속 용접을 할 수 있다. 또한, 선행 아크를 예열로서 사용하고, 후행 아크로 본 용접을 행하는 방법에서도 고속화는 할 수 있다.As shown in FIG. 12, a pilot arc is generated between the electrodes 2a and 2b and the chip 1 by the pilot power supplies 18ap and 18bp, so that the electrodes 2a and 2b and the base material 16 are separated from each other. If a welding arc (plasma arc) is generated by a plasma power supply (18aw (for welding or preheating), 18 bw (for melting welding or main welding), which carries a plasma arc current in which the electrode side is negative and the base metal side is positive, A plasma arc current flows between each electrode 2a, 2b and the base material 16, and one full two arc welding is realized. In the welding apparatus shown in FIG. 12, welding or preheating by the plasma arc of the electrode 2a, and fusion welding or main welding by the electrode 2b are performed. In addition, the advancing direction of welding is an arrow y direction. That is, the molten bead formed by the keyhole welding is sent to the molten pool formed by keyhole welding by sending the molten pool formed by keyhole welding to the rear by contacting the plasma arc of the subsequent welding or main welding to the molten pool produced | generated by the preceding welding or preheating. 18 (c)} makes subsequent melt welding even. Thereby, it becomes a molten welding bead smoothly connected with the surface of a base material shown to FIG. 18G. In the case of a thin plate of less than 3 mm, since keyhole welding is impossible, the beads shown in Fig. 18E are formed by prior welding or preheating, and this is followed by melt welding in Fig. 18F. It turns into a bead shown in. Unlike the conventional high current round pool wide welding, it is possible to divide into the preceding, following and respective functions, and to perform high-speed welding with a narrow bead width with a minimum required low current. In addition, the speed can be increased even by the method of performing the welding by the preceding arc using the preceding arc as preheating.

그런데, 평행하게 흐르는 2경로의 전류(플라즈마 아크)가 각각 경로를 중심으로 선회하는 자속을 발생시켜, 이것들은 2경로의 사이에서는 자속이 흐르는 방향이 반대이므로 서로 자속을 상쇄하고, 합성 자속은, 2경로의 외측을 주회하는 것이 된다. 이 합성 자속의 자계와 2경로의 전류의 각각과의 상호작용(프레밍의 왼손의 법칙)에 의해, 2전류(플라즈마 아크)에는 도 15에 도시하는 힘 F가 작용하고, 2전류(플라즈마 아크)가, 서로 가까워지는 방향으로 구부러진다. 만일, 아크가 불안정하게 되어 이 곡선이 커져 2전류가 교차하면, 즉 합류하면, 키홀 용접과 용융 용접 모두, 본래 의도한 특성을 나타내지 않게 된다. 즉 용접 불량 혹은 비드 형상 불량을 일으킨다. 이 경향은 고전류가 될수록 크다.By the way, the two paths of current (plasma arcs) flowing in parallel generate magnetic fluxes turning around the paths, and these cancel each other's magnetic fluxes because the directions of magnetic flux flow between the two paths are opposite, It goes around the outside of two paths. By the interaction between the magnetic field of the synthesized magnetic flux and each of the two path currents (the law of the left hand of framing), the force F shown in FIG. 15 acts on the two currents (plasma arcs) and the two currents (plasma arcs). Is bent in a direction closer to each other. If the arc becomes unstable and this curve becomes large so that two currents intersect, that is, merge, both the keyhole welding and the fusion welding do not exhibit the originally intended characteristics. That is, welding defects or bead shape defects are caused. This tendency is greater with higher currents.

- 제 9 실시예 -9th Embodiment

제 9 실시예의 노즐 칩(1)은, 2전류가 교차할 가능성을 없애기 위해서, 노즐 (4a,4b)을, 2전류의 곡선의 방향(F)과는 반대의 방향으로 경사진 것으로 하였다. 즉, 노즐(4a,4b)을, 칩 단면의 수직선(z)에 대해서, 칩의 직경선상에서 노즐 개구가 칩 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 경사진 것으로 하였다.In the nozzle chip 1 of the ninth embodiment, the nozzles 4a and 4b are inclined in the direction opposite to the direction F of the curve of the two currents in order to eliminate the possibility of the two currents crossing each other. In other words, the nozzles 4a and 4b were inclined in the direction away from the chip central axis on the diameter line of the chip with respect to the vertical line z of the chip cross section.

도 16에, 제 9 실시예의 플라즈마 아크토치에 의한 1풀 2아크 용접형태를 도시한다. 노즐{4(4a,4b)}는, 아크간이 서로 당기는 힘 F에 의해 아크가 구부러졌을 때, 모재(16)에 대한 아크의 충돌 위치가, 예정의 키홀 용접 및 용융 용접의 위치{전극(2a,2b)의 중심축선이 모재 표면과 교차하는 위치}에 정확하게, 또는 거의 합치하도록, 전극(2a,2b)의 중심축선에 대해서 θ가 되는 각도만큼, 용접 진행방향(y)의 아크 간격을 넓히는 방향으로 경사져 있다.Fig. 16 shows one full two arc welding mode by the plasma arc torch of the ninth embodiment. The nozzles 4 (4a, 4b) have an arc collision position with respect to the base material 16 when the arcs are bent by the force F that the arcs pull each other. The arc spacing in the welding advancing direction y is widened by an angle θ with respect to the center axis of the electrodes 2a and 2b so that the center axis of the 2b) intersects with the base material surface precisely or nearly. Inclined in direction.

도 17에, 도 16에 도시하는 제 9 실시예의 플라즈마 아크토치에 구비된 제 9 실시예의 노즐 칩(1)을 도시한다. 제 9 실시예에 의하면, 노즐(4a,4b)이 경사져서 용접 진행방향(y)의 아크 간격을 넓힐 수 있으므로, 아크 전류의 자기 작용(F)에 의해서 2아크가 교차한다고 할 가능성은 없다.FIG. 17 shows the nozzle chip 1 of the ninth embodiment provided in the plasma arc torch of the ninth embodiment shown in FIG. According to the ninth embodiment, since the nozzles 4a and 4b are inclined to widen the arc gap in the welding advancing direction y, there is no possibility that two arcs intersect due to the magnetic action F of the arc current.

- 제 10 실시예 -Tenth Embodiment

도 19에, 제 10 실시예인 플라즈마 용접장치를 도시하고, 도 20의 (a)에는 도 19에 도시하는 플라즈마 토치 즉 제 10 실시예의 플라즈마 아크토치만을 도시하고, 도 20의 (b)에는 토치의 선단면을 도시한다. 제 10 실시예의 플라즈마 아크토치는, 플라즈마 용접을 행하는 형태의 것이다. 인서트 칩(1)은, 인서트 캡(7)을 절연대(9)에 나사 조임하는 것에 의해, 절연대(9)에 고정되어 있다. 실드 캡(8)은 나사조임에 의해 절연대(9)에 고정되어 있다. 3분할로 x방향으로 분리한 선두 전극대 (11),중간 전극대(13eb) 및 후미 전극대(12)는, 절연체의 외부케이스(30)의 내부에 있다. 중간 전극대(13eb)와 선두, 후미 전극대(11,12)와의 사이의 공간을, 절연 본체(14)의 스템이 통과하고 있다.FIG. 19 shows a plasma welding apparatus as a tenth embodiment, FIG. 20A shows only the plasma torch shown in FIG. 19, that is, the plasma arc torch of the tenth embodiment, and FIG. 20B shows the The tip section is shown. The plasma arc torch of the tenth embodiment is in the form of plasma welding. The insert chip 1 is fixed to the insulator 9 by screwing the insert cap 7 to the insulator 9. The shield cap 8 is fixed to the insulator 9 by screwing. The leading electrode stand 11, the middle electrode stand 13eb, and the trailing electrode stand 12 separated in three directions in the x-direction are inside the outer case 30 of the insulator. The stem of the insulated body 14 passes through the space between the intermediate electrode stand 13eb and the leading and trailing electrode stand 11, 12.

인서트 칩(1)에는, 칩의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선상에 분포하고, 상기 중심축으로부터 등거리에 있는 선두, 후미 전극 배치공간(1a,1c)과, 상기 중심축 위치의 중간 전극 배치공간(1b)이 있고, 각 전극 배치공간에, 절연대(9)를 관통하여 각 전극대(11,12,13eb)에 나사(10a,10b,10c)로 고정된, 선두 전극(2a), 중간 전극(2b), 후미 전극(2c)의 선단부가 삽입되고, 각 전극 배치공간(1a∼1c)의 축심 위치에, 센터링 스톤(3)으로 위치 결정되어 있다. 인서트 칩(1)의, 모재(16)(용접 대상재)에 대향하는 선단면에는, 각 전극 배치공간(1a∼1c)에 연결된 노즐{4 (4a,4b,4c)}이 개구하고 있다.The insert chip 1 is distributed on the same diameter line orthogonal to the center axis z of the chip and is equidistant from the center axis, with the leading and trailing electrode arrangement spaces 1a and 1c interposed between the center axis positions. There is an electrode arrangement space 1b, and the lead electrode 2a which is fixed to each electrode arrangement space 11, 12, 13eb with screws 10a, 10b, 10c in each electrode arrangement space through the insulation stand 9. ), The front end portions of the intermediate electrode 2b and the rear electrode 2c are inserted, and are positioned with the centering stone 3 at the axial position of each electrode arrangement space 1a to 1c. The nozzles 4 (4a, 4b, 4c) connected to the electrode placement spaces 1a to 1c are opened in the tip end surface of the insert chip 1 opposite to the base material 16 (welding target material).

도 21에, 인서트 칩(1)을 확대하여 도시한다. 본 실시예의 인서트 칩(1)에는, 칩(1)의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선에 분포하고, 상기 중심축의 위치에 있는 중간 전극 배치공간(1b)과 상기 중심축으로부터 등거리에 있어 중심축(z)에 평행하게 늘어나는 선두, 후미 전극 배치공간(1a,1c)과, 각 공간(1a,1b,1c)에 연이어 통하여 모재(16)에 대향하는 선단면에 개구한 선두, 중간, 후미의 노즐(4a,4b, 4c)을 구비하고 있다. 이들 노즐(4a,4b,4c)도, 본 실시예에서는, 칩의 중심축(z)과 직교하는 동일 직경선상에 분포하고, 상기 중심축에 평행하여 등피치로 분포하고 있다.21 shows an enlarged view of the insert chip 1. In the insert chip 1 of this embodiment, it is distributed in the same diameter line orthogonal to the center axis z of the chip 1, and is equidistant from the center electrode arrangement space 1b and the center axis which are located at the position of the center axis. And the leading and middle electrode opening spaces 1a and 1c extending in parallel to the central axis z and the leading and middle openings in the front end surface facing the base material 16 through the spaces 1a, 1b and 1c. And rear nozzles 4a, 4b and 4c. These nozzles 4a, 4b and 4c are also distributed on the same diameter line orthogonal to the central axis z of the chip, and distributed at equal pitches in parallel with the central axis.

토치의 절연대(9)에는, 도 19상에서는 도시를 생략했지만, 도 22상에 도시하는 파일럿 가스 유로 및 냉각수 유로가 있다. 또한, 실드 캡(8)내에 실드가스를 이끄는 실드가스 유로(도시 생략)가 있다. 파일럿 가스는, 도 22의 (a)에 도시하는 바와 같이, 가스 유로 및 전극 삽입공간을 통과하여 전극 배치공간(1a∼1c)에 들어가, 전극 선단부에서 플라즈마가 되어 노즐(4a∼4c)을 통과하여 토치의 선단면으로부터 분출한다. 냉각수는, 도 22의 (b)에 도시하는 바와 같이, 냉각수 급수 유로를 통과하여, 인서트 칩(1)의 바깥둘레면과 인서트 캡(7)의 안둘레면과의 사이의 공간에 들어가, 그곳으로부터 냉각수 배수 유로를 통과하여 토치 외로 나온다. 실드가스는, 실드가스 유로를 통과하여, 인서트 캡(7)과 실드 캡(8)과의 사이의 원통형상의 공간에 들어가, 그리고 토치의 선단으로부터 분출한다.Although not shown in FIG. 19, the torch insulator 9 has a pilot gas flow path and a coolant flow path shown in FIG. 22. In addition, there is a shield gas flow path (not shown) that leads the shield gas into the shield cap 8. As shown in FIG. 22A, the pilot gas passes through the gas flow path and the electrode insertion space, enters the electrode arrangement spaces 1a to 1c, becomes plasma at the electrode tip, and passes through the nozzles 4a to 4c. To eject from the distal end of the torch. As shown in FIG.22 (b), cooling water passes through the cooling water supply flow path, enters the space between the outer peripheral surface of the insert chip 1, and the inner peripheral surface of the insert cap 7, and there. It passes through the coolant drain flow path from the outside and exits the torch. The shield gas passes through the shield gas flow path, enters a cylindrical space between the insert cap 7 and the shield cap 8, and is ejected from the tip of the torch.

도 19에 도시하는 바와 같이, 파일럿 전원(18ap,18bp,18cp)에 의해, 전극 (2a,2b,2c)과 칩(1)과의 사이에 파일럿 아크를 발생시키고, 전극(2a,2b,2c)과 모재 (16)의 사이에, 전극측이 음이고 모재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 플라즈마 전원{18aw(예열용), 18bw(속비드 형성용), 18cw(용융 용접용)에 의해, 용접 아크(플라즈마 아크)를 발생시키면, 플라즈마 아크 전류가 각 전극(2a,2b,2c)과 모재(16)의 사이에 흐르고, 1풀 3아크 용접이 실현된다. 도 19에 도시하는 용접장치에서는, 전극(2a)의 플라즈마 아크에 의한 예열과, 전극(2b)에 의한 속비드 형성과 전극(2c)에 의한 용융이 행하여진다. 한편, 용접의 진행방향은 화살표 y방향이다. 즉, 선두의 예열로 생성한 표면부 용융 풀{도 23의 것(a)}을 중간의 비드 형성이, 모재 이면(저면)까지 용융 또는 관통하는 것{도 23의 것(b)}으로 하고, 3mm 이상의 후판의 경우는, 예를 들면 키홀 용접으로 형성되는 용융 풀을 후방에 보내, 키홀 용접으로 형성되는 용융 비드를, 후행의 용융 용접이 고르게 한다. 이것에 의해 도 23의 (c)에 도시하는, 모재 표면과 매끄럽게 연결된 용융 용접 비드가 된다. 3mm 미만의 박판(薄板)의 경우는, 키홀 용접이 불가능하기 때문에, 선두의 예열과 중간의 용접에 의해 도 23의 (b)에 도시하는 비드가 형성되어, 이것이 후미의 용융 용접에 의해, 도 23의 (c)에 도시하는 비드로 바뀐다. 종래와 같이, 대전류 원풀 광폭 용접을 하는 것과는 달리, 중간, 후미와 각각의 기능으로 나누어 필요 최소한의 낮은 전류로, 비드폭이 좁은 고속 용접을 할 수 있다. 선두의 예열에 의해 중간의 용접은 용이하게 모재 이면에 이르므로, 용접을 보다 고속으로 행할 수가 있다.As shown in Fig. 19, the pilot power source 18ap, 18bp, 18cp generates a pilot arc between the electrodes 2a, 2b, 2c and the chip 1, and the electrodes 2a, 2b, 2c. ) And the base material 16, a plasma power source (18aw (for preheating), 18 bw (for fast bead formation), 18 cw (for melting welding) that flows a plasma arc current having a negative electrode side and a positive base material side) When a welding arc (plasma arc) is generated, a plasma arc current flows between each electrode 2a, 2b, 2c and the base material 16, and one full three arc welding is realized. In the welding apparatus shown in FIG. 19, preheating by the plasma arc of the electrode 2a, rapid bead formation by the electrode 2b, and melting by the electrode 2c are performed. In addition, the advancing direction of welding is an arrow y direction. That is, let the surface portion melt pool (FIG. 23 (a)} produced | generated by the preheating of the head be what melt | dissolves or penetrates to the back surface (bottom surface) of a base material (FIG. 23 (b)). In the case of a thick plate of 3 mm or more, for example, a molten pool formed by keyhole welding is sent to the rear, so that the subsequent molten weld evenly forms the molten beads formed by keyhole welding. Thereby, it becomes the molten welding bead smoothly connected with the surface of a base material shown to FIG. 23C. In the case of a thin plate of less than 3 mm, since keyhole welding is impossible, the bead shown in FIG. 23 (b) is formed by the preheating of the head and the welding in the middle, and this is followed by the melting welding of the tail. It changes to the bead shown in 23 (c). Unlike the conventional high current circular full width welding, it is possible to divide the middle, the tail and the respective functions into high speed welding with a narrow bead width with the minimum necessary current. Since the intermediate welding easily reaches the back surface of the base material by the preheating of the head, the welding can be performed at a higher speed.

도 19에 도시하는 실시예에서는, 선두 전극(2a)에 의한 예열에서는, 파일럿 가스 유량을 0.2∼1.0(리터/min)으로 적게 하여 얕은 용입에서의 예열을 한다. 중간 전극(2b)에 의한 속비드 형성에서는 용입을 깊게 하기 위해서 파일럿 가스 유량을 0.5∼5.0(리터/min)으로 많게 하고, 모재 두께가 3mm 이상에서는 키홀 용접에 의해 고유량의 파일럿 가스로 모재를 이면을 관통할 때까지 도려내 속 물결을 형성한다. 모재 두께가 3mm 미만에서는, 비교적으로 저유량의 파일럿 가스로서 모재 이면까지의 열 용융에 의해 속비드{도 23의 (b)}를 형성한다. 후미 전극(2c)에 의한 겉비드 형성에서는, 파일럿 가스 유량을 0.2∼1.0(리터 /min)으로 적게 하고 얕은 용입으로 표면을 얇게 녹여 평활하게 한다{도 23의 (c)}. In the example shown in FIG. 19, in preheating by the lead electrode 2a, pilot gas flow rate is reduced to 0.2-1.0 (liter / min), and preheating by shallow penetration is performed. In the formation of the fast bead by the intermediate electrode 2b, the pilot gas flow rate is increased to 0.5 to 5.0 (liters / min) in order to deepen the penetration, and when the base material thickness is 3 mm or more, the base material is formed by the high flow pilot gas by keyhole welding. It cuts out until it penetrates the back surface to form the inner wave. When the thickness of the base material is less than 3 mm, a rapid bead {FIG. 23B) is formed by thermal melting to the back surface of the base material as a relatively low flow pilot gas. In the surface bead formation by the trailing electrode 2c, the pilot gas flow rate is reduced to 0.2 to 1.0 (liter / min), and the surface is thinly melted and smoothed by shallow penetration (Fig. 23 (c)).

예를 들면 실시예 8∼10의 1풀 2아크 용접으로, 판두께 1.6mm의 모재를, 선행 아크전류 210A, 후행 아크 210/160A : 30Hz전환의 조건으로 2.3m/min의 비교적 고속이고 안정된 고품질의 플라즈마 아크 용접을 할 수 있다. 이에 대해 본 실시예에서는, 판두께 1.6mm의 모재를, 선두 아크전류 200A, 중간 아크전류 210A, 후미 아크전류 210/160A(45Hz 전환)의 조건으로 3.0m/min의, 보다 고속이고 안정된 고품질의 플라즈마 아크 용접을 할 수 있다.For example, in the one full two-arc welding of Examples 8 to 10, a base material having a sheet thickness of 1.6 mm was used for a relatively high speed and stable high quality of 2.3 m / min under the conditions of 210 A of prior arc currents and 210/160 A of trailing arcs. Plasma arc welding can be performed. On the other hand, in the present embodiment, the base material having a plate thickness of 1.6 mm is 3.0 m / min at a higher speed and more stable quality under the conditions of 200 A of leading arc current, 210 A of middle arc current, and 210/160 A of rear arc current (45 Hz switching). Plasma arc welding can be performed.

일반적으로, 평행하게 흐르는 2경로의 전류(플라즈마 아크)가 각각 경로를 중심으로 선회하는 자속을 발생시키고, 이것들은 2경로의 사이에서는 자속이 흐르는 방향이 반대이므로 서로 자속을 상쇄하고, 합성자속은, 2경로의 외측을 주회하는 것이 된다. 이 합성자속의 자계와 2경로의 전류의 각각과의 상호작용에 의해, 2전류(플라즈마 아크)에는 로렌츠력 F가 작용하고, 2전류(플라즈마 아크)가, 서로 가까워지는 방향으로 구부러진다. 만일, 아크가 불안정하게 되어 이 곡선이 커져 2전류가 교차하면, 즉 합류하면, 본래 의도한 용접 특성을 나타내지 않게 된다. 즉 용접 불량 혹은 비드 형상 불량을 일으킨다. 이 경향은 고전류가 될수록 크다.In general, two paths of current (plasma arcs) flowing in parallel generate magnetic fluxes that rotate around the paths, and these two magnetic fluxes cancel each other because the magnetic flux flows in the opposite directions. It will be going around the outside of two paths. By the interaction between the magnetic field of the synthesized magnetic flux and each of the currents in the two paths, the Lorentz force F acts on the two currents (plasma arcs), and the two currents (plasma arcs) are bent in a direction approaching each other. If the arc becomes unstable and this curve becomes large so that two currents intersect, that is, merge, the original intended welding characteristics are not exhibited. That is, welding defects or bead shape defects are caused. This tendency is greater with higher currents.

그러나 도 19에 도시하는 제 10 실시예에서는, 도 24에 도시하는 바와 같이, 선두 전극(2a)과 중간 전극(2b)의 아크 사이에는 Fa가 되는 서로 당기는 로렌츠력이 작용하지만, 중간 전극(2b)과 후미 전극(2c)의 아크 사이에도 Fc가 되는 서로 당기는 로렌츠력이 작용하고, 중간 전극(2b)의 아크에는 Fa, Fc의 합성력이 작용하게 되어, 이 합성력은 Fa, Fc를 상쇄한 나머지의, 근소한 것이 되어, 속비드를 형성하는 중간 전극(2b)의 아크가 안정되어, 속물결(속비드) 형성이 안정된다. 선두 전극(2a)의 예열 아크에 작용하는 로렌츠력 Fa는, 상기 아크를 용접 진행방향(y)에서 하류측으로 돌려 상기 아크가 용접 진행방향(y)에 대해 후진각이 되지만, 비드 형성에는 영향을 주지 않는다. 후미 전극(2c)의 용융 아크에 작용하는 로렌츠력 Fc는, 상기 아크를 용접 진행방향(y)에서 상류측으로 돌려 상기 아크가 용접 진행방향(y)에 대해 전진각이 되어, 평활화에 공헌한다. 즉, 후미 전극(2c)의 용융 아크의 플라즈마가 전방으로 흘러, 상기 아크의 후방에 형성되는 용융 풀을 아크 플라즈마가 어지럽히지 않기 때문에, 겉비드는 평활하고 깨끗한 비드 표면이 된다.However, in the tenth embodiment shown in FIG. 19, as shown in FIG. 24, the Lorentz forces, which become Fa, act between the leading electrode 2a and the arc of the intermediate electrode 2b, but the intermediate electrode 2b works. The Lorentz force, which pulls Fc, also acts between the arc of the) and the trailing electrode 2c, and the synthetic force of Fa and Fc acts on the arc of the intermediate electrode 2b, and this synthetic force cancels out Fa and Fc. The arc of the intermediate electrode 2b forming the bead becomes stable, and the lump (slow bead) formation is stabilized. The Lorentz force Fa acting on the preheating arc of the leading electrode 2a causes the arc to move downstream from the welding advancing direction y to become a backward angle with respect to the welding advancing direction y, but it does not affect bead formation. Do not give. The Lorentz force Fc acting on the molten arc of the trailing electrode 2c turns the arc upward in the welding traveling direction y to become a forward angle with respect to the welding traveling direction y, thereby contributing to smoothing. That is, since the plasma of the molten arc of the trailing electrode 2c flows forward and the arc plasma does not disturb the molten pool formed at the rear of the arc, the outer bead becomes a smooth and clean bead surface.

- 제 11 실시예 -11th Embodiment

도 25에, 후판의 고속 용접에 적합한, 본 발명의 제 11 실시예의 플라즈마 용접장치를 도시한다.Fig. 25 shows a plasma welding apparatus of an eleventh embodiment of the present invention, which is suitable for high speed welding of thick plates.

판두께가 3mm 이상의, 파일럿 가스 유량을 많게 한 키홀 용접에서는, 용접 속도를 빠르게 하면 중간 전극(2b)에 의한 용융 풀이 용접방향(y)으로 커져, 용융 금속이 녹아 떨어질 가능성이 높아진다. 따라서 제 2 실시예에서는, 선두 전극(2a)와 중간 전극(2b)과의 거리보다, 중간 전극(2b)에 대한 후미 전극(2c)의 거리를 길게 하고, 중간 전극(2b)의 키홀 용접이 형성하는 용융 풀이 응고를 시작하는 위치를, 후미 전극의 플라즈마 아크로 용융 용접한다. 이것에 의해 키홀 용접 속도를 고속화해도, 용융 금속의 녹아 떨어짐을 억제할 수 있다. 후미 전극(2c)에 의한 용융 용접은, 응고 금속을 재가열하여 용융시키는 것이 되지만, 응고 금속은 응고 개시 직후의 고열이므로, 용이하게 용융하여, 고속화에 적합하다. In keyhole welding with a plate thickness of 3 mm or more and a large pilot gas flow rate, when the welding speed is increased, the molten pool by the intermediate electrode 2b becomes large in the welding direction y, and the possibility of melting and melting of the molten metal increases. Therefore, in the second embodiment, the distance of the trailing electrode 2c to the intermediate electrode 2b is made longer than the distance between the leading electrode 2a and the intermediate electrode 2b, and the keyhole welding of the intermediate electrode 2b is performed. The position where the molten pool to form starts to solidify is melt-welded by the plasma arc of a trailing electrode. Thereby, melt | dissolution of a molten metal can be suppressed even if it speeds up a keyhole welding speed. Melt welding by the trailing electrode 2c is to reheat and melt the solidified metal. However, since the solidified metal is high heat immediately after solidification start, it is easily melted and suitable for high speed.

플라즈마 아크 용접에 한정하지 않고 TIG 용접에 의해서도, 예열 혹은 용융을 행할 수 있다. TIG 용접에서는 파일럿 전원이 불필요하므로, 전원장치를 저비용으로 구성할 수 있다. 또한, 실드가스가 토치 하단을 채우므로, TIG 용접에서는 전극 배치공간으로부터 모재에 분출하는 파일럿 가스를 생략할 수도 있다. 따라서, 다음의 표 1에 도시하는 용접 형태도 실시한다.Preheating or melting can be performed not only by plasma arc welding but also by TIG welding. Since TIG welding does not require a pilot power supply, the power supply device can be configured at low cost. In addition, since the shield gas fills the lower end of the torch, the pilot gas ejected from the electrode placement space to the base material can be omitted in TIG welding. Therefore, the welding form shown in following Table 1 is also implemented.

용접 형태의 조합Combination of welding forms 실시형태 1
도 20, 도 26
Embodiment 1
Figure 20, Figure 26
실시형태 2
도 27
Embodiment 2
Figure 27
실시형태 3
도 28
Embodiment 3
Figure 28
실시형태 4Embodiment 4 실시형태 5Embodiment 5
선두 전극 2a Lead electrode 2a 플라즈마plasma TIGTIG TIGTIG 플라즈마plasma 플라즈마plasma 중간 전극 2bMiddle electrode 2b 플라즈마plasma 플라즈마plasma 플라즈마plasma 플라즈마plasma TIGTIG 후미 전극 2cAft electrode 2c 플라즈마plasma 플라즈마plasma TIGTIG TIGTIG TIGTIG

표 1상의 실시형태 1은, 제 1, 제 2 실시예와 같이, 선두 전극(2a), 중간 전극(2b) 및 후미 전극(2c)의 모두, 플라즈마 아크 용접을 행하는 것이다.In Embodiment 1 of Table 1, similarly to the 1st, 2nd Example, all of the lead electrode 2a, the intermediate electrode 2b, and the trailing electrode 2c perform plasma arc welding.

- 제 12 실시예 -Twelfth Embodiment

도 26에 도시하는 본 발명의 제 12 실시예의 플라즈마 용접장치는, 표 1상의 실시형태 2의 것이다. 즉, 선두 전극(2a)은, TIG 용접에 의해 모재를 예열하는 것으로서, 인서트 칩(1)의, 그 하단면에 열린 전극 배치공간의 개구로부터 더 하방으로 돌출하고, TIG 아크에 의해 모재의 표면을 예열 용융한다. 중간 전극(2b) 및 후미 전극(2c)은, 제 1, 제 2 실시예와 같이, 플라즈마 아크 용접에 의해 속비드 형성 및 용융을 행한다.The plasma welding apparatus of a twelfth embodiment of the present invention shown in FIG. 26 is from the second embodiment in Table 1. FIG. That is, the lead electrode 2a preheats the base material by TIG welding, protrudes further downward from the opening of the electrode arrangement space opened on the lower end surface of the insert chip 1, and the surface of the base material by the TIG arc. Preheat and melt. The intermediate electrode 2b and the trailing electrode 2c form a rapid bead and melt by plasma arc welding as in the first and second embodiments.

- 제 13 실시예 -Thirteenth Embodiment

도 27에 도시하는 본 발명의 제 13 실시예의 플라즈마 용접장치는, 표 1상의 실시형태 3의 것이다. 즉, 선두 전극(2a) 및 후미 전극(2c)은, TIG 용접에 의해 모재를 예열 및 용융하는 것이고, 인서트 칩(1)의, 그 하단면에 열린 전극 배치공간의 개구로부터 더 하방으로 돌출하고, TIG 아크에 의해 모재의 표면을 예열 용융 및 용융 용접한다. 중간 전극(2b)은, 제 1, 제 2 실시예와 같이, 플라즈마 아크 용접에 의해 속비드 형성을 행한다.The plasma welding apparatus of a thirteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 27 is from the third embodiment in Table 1. FIG. That is, the leading electrode 2a and the trailing electrode 2c preheat and melt the base material by TIG welding, and protrude further downward from the opening of the electrode arrangement space opened on the lower end surface of the insert chip 1. Preheat, melt and melt weld the surface of the base material by TIG arc. The intermediate electrode 2b forms a bead by plasma arc welding as in the first and second embodiments.

표 1상의 실시형태 4에서는, 후미 전극(2c)은, TIG 용접에 의해 모재를 용융하는 것이고, 인서트 칩(1)의, 그 하단면에 열린 전극 배치공간의 개구로부터 더 하방으로 돌출하고, TIG 아크에 의해 모재의 표면을 용융 용접한다. 선두 전극(2a) 및 중간 전극(2b)은, 제 1, 제 2 실시예와 같이, 플라즈마 아크 용접에 의해 예열 및 속비드 형성을 행한다. In Embodiment 4 of Table 1, the tail electrode 2c melts a base material by TIG welding, protrudes further downward from the opening of the electrode arrangement space opened in the lower end surface of the insert chip 1, and TIG The arc is melt welded to the surface of the base material. As for the first electrode 2a and the intermediate electrode 2b, preheating and rapid bead formation are performed by plasma arc welding as in the first and second embodiments.

표 1상의 실시형태 5에서는, 선두 전극(2a)의 플라즈마 아크 용접에 의해서 속비드를 형성한다. 중간 전극(2b) 및 후미 전극(2c)은, TIG 용접에 의해 각각 겉비드를 형성한다. 즉, 2단계로 겉비드를 형성한다. 이것은 모재의 용융 금속의 표면장력이 큰 모재에 적합하다. 한편, 실시형태 4에서도 마찬가지로, 선두 전극(2a)의 플라즈마 아크 용접에 의해서 속비드를 형성하고, 중간 전극(2b)에 의한 플라즈마 아크 용접과 후미 전극(2c)에 의한 TIG용접으로 각각 겉비드를 형성할 수도 있다.In Embodiment 5 of Table 1, a rapid bead is formed by plasma arc welding of the lead electrode 2a. The intermediate electrode 2b and the trailing electrode 2c each form an outer bead by TIG welding. In other words, it forms the bead in two steps. This is suitable for a base material having a large surface tension of the molten metal of the base material. On the other hand, similarly to Embodiment 4, a rapid bead is formed by the plasma arc welding of the lead electrode 2a, and the outer bead is formed by plasma arc welding by the intermediate electrode 2b and TIG welding by the trailing electrode 2c, respectively. It may be formed.

한편, 상술의 제 11∼14 실시예 및 실시형태의 모두, 중간 전극(2b)은 1개이지만, 본 발명에 의하면, 2개 이상의 중간 전극을 이용하는 형태도 있다. 다만 이 경우도, 모든 전극은 용접방향으로 늘어나는 일직선상에 있는 것이다. 예를 들면 2개의 중간 전극(2b1,2b2)을 이용하는 실시형태에서는, 1개의 중간 전극에 의한 키홀 용접에서는 모재 이면에의 관통이 무리인 두꺼운 모재를, 선행의 중간 전극(2b) 1에 의한 플라즈마 아크 용접으로 도려내 그리고 후행의 중간 전극(2b2)에 의한 플라즈마 아크 용접으로 모재 이면까지, 키홀 용접할 수 있다. 환언하면, 후판을 고속으로, 키홀 용접할 수 있다.On the other hand, in all of the above-mentioned eleventh to fourteenth examples and embodiments, there is only one intermediate electrode 2b, but according to the present invention, there are also forms in which two or more intermediate electrodes are used. Even in this case, however, all the electrodes are in a straight line extending in the welding direction. For example, in the embodiment using two intermediate electrodes 2b1 and 2b2, in the keyhole welding by one intermediate electrode, a thick base material whose penetration to the back surface of the base material is unreasonable is the plasma by the preceding intermediate electrode 2b 1. Keyhole welding can be carried out by arc welding and by plasma arc welding with a trailing intermediate electrode 2b2 to the back of the base material. In other words, the thick plate can be keyhole welded at high speed.

1 : 인서트 칩
1a, 1b : 전극 배치공간
1a,1b,1c : 선두, 중간, 후미의 전극 배치공간
1d : 확대구
2a : 제 1 전극
2b : 제 2 전극
(2a : 선두 전극, 2b : 중간 전극, 2c : 후미 전극)
3 : 센터링 스톤
4(4a,4b) : 노즐
(4a,4b,4c : 선두, 중간, 후미의 노즐)
5 : 중앙 구멍
6 : 와이어 가이드
7 : 인서트 캡
8 : 실드 캡
9 : 절연대
9w : 냉각수로
9p : 파일럿 가스로
9s : 실드가스로
10(10a,10b,10c) : 전극 고정 나사
11 : 제 1 전극대
12 : 제 2 전극대
(11 : 선두 전극대, 12 : 후미 전극대, 13eb : 중간 전극대)
13g : 와이어 가이드
14 : 절연 본체
15 : 와이어
16 : 모재
17,18 : 전원
19 : 플라즈마
20 : 풀
Ma : 제1 아크의 야기 자속
Mb : 제 2 아크의 야기자속
Mc : 합성자속
21,21a,21b : 핫 와이어 전원
22 : MIG 용접 전원
24 : 분체조
25 : 분체송급기
26 : 분체 가이드
27 : 키홀 가스
29 : 절단가스
30 : 외부 케이스
1: insert chip
1a, 1b: electrode arrangement space
1a, 1b, 1c: electrode placement spaces at the leading, middle and rear
1d: magnifying glass
2a: first electrode
2b: second electrode
(2a: lead electrode, 2b: intermediate electrode, 2c: tail electrode)
3: centering stone
4 (4a, 4b): nozzle
(4a, 4b, 4c: nozzles at the front, middle and tail)
5: center hole
6: wire guide
7: insert cap
8: shield cap
9: insulator
9w: with cooling water
9p: with pilot gas
9s: shield gas furnace
10 (10a, 10b, 10c): electrode fixing screw
11: first electrode stand
12: second electrode stand
(11: leading electrode stand, 12: trailing electrode stand, 13eb: middle electrode stand)
13g: wire guide
14: insulation body
15: wire
16: base metal
17,18: power
19: plasma
20: pool
Ma: causing magnetic flux of the first arc
Mb: causing magnetic flux of the second arc
Mc: Synthetic flux
21,21a, 21b: Hot Wire Power
22: MIG welding power
24: powder tank
25: powder feeder
26: powder guide
27: keyhole gas
29: cutting gas
30: outer case

Claims (33)

칩의 상단면에 전극을 수용하는 개구가 있고 상기 개구로부터 칩의 하단면을 향하여 연장된 복수개의 전극 배치공간과, 각각이 각 전극 배치공간에 연이어 통하여 칩 중심축에 직교하는 직경선을 따라서 분포하고 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구를 구비하는 인서트 칩.A plurality of electrode placement spaces having an opening on the top surface of the chip and extending from the opening toward the bottom surface of the chip, and distributed along a diameter line orthogonal to the chip central axis through each of the electrode placement spaces And a plurality of openings opened downward of the bottom surface. 제 1 항에 있어서, 또한, 상기 상단면으로부터 하단면에 관통하여 칩 중심축과 동심의 중앙 구멍이 있고, 상기 복수의 전극 배치공간은 상기 중앙 구멍의 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등(等)각도 피치로 분포하고, 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구는 상기 중심축을 중심으로 하는 원주상에 등각도 피치로 분포하는 복수의 노즐인, 인서트 칩.2. The semiconductor device of claim 1, further comprising a central hole concentric with the chip central axis penetrating from the upper end surface to the lower surface, wherein the plurality of electrode arrangement spaces are circumferentially shaped around the central axis of the central hole. A plurality of openings distributed in an angular pitch and opened toward the lower side of the lower end surface are plural nozzles distributed in an equal pitch on a circumference about the central axis. 제 2 항에 있어서, 인서트 칩은 또한, 상기 중앙구에 연속하여 가공 대상재에 대향하는 선단면에 열려 상기 중앙구보다 대경의 확대구를 구비하고, 상기 노즐은, 상기 선단면보다도 내측으로 상기 확대구에 열린, 인서트 칩.3. The insert chip according to claim 2, wherein the insert chip further includes a magnification opening larger in diameter than the center opening, which is open to the front end face of the material to be machined in succession to the center hole, and the nozzle extends inwardly from the front end face. Open in the sphere, insert chips. 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 상기 중앙 구멍에 와이어를 안내하는 와이어 가이드와, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 선단부를 삽입한 복수의 전극과, 상기 인서트 칩을 냉각하기 위한 냉각수 유로와, 각 전극 배치공간에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로를 구비하는 플라즈마 토치.The insert chip of Claim 2 or 3, the wire guide which guides a wire to the said central hole of the said insert chip, the some electrode which inserted the front-end | tip part in each electrode arrangement space of the said insert chip, and the said insert chip And a coolant flow path for cooling the gas and a pilot gas flow path for supplying a pilot gas to each electrode arrangement space. 제 4 항에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원을 구비하는 플라즈마 용접장치.A plasma welding apparatus comprising a plasma torch according to claim 4, and a power source for transmitting a plasma arc current having a negative electrode side and a positive workpiece side between the plurality of electrodes and the workpiece. 제 5 항에 있어서, 또한, 상기 와이어와 가공 대상재와의 사이에, 와이어측이 음이고 가공 대상재측이 양인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원을 구비하는 핫 와이어 형태의 플라즈마 용접장치.6. The plasma welding apparatus according to claim 5, further comprising a hot wire power supply for passing a current between the wire and the workpiece to be negative and the workpiece side to be positive. 제 4 항에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 양이고 가공 대상재측이 음인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원과, 상기 와이어와 가공 대상재와의 사이에, 와이어측이 양이고 가공 대상재측이 음인 전류를 흘리는 MIG 용접 전원을 구비하는, 플라즈마 MIG 용접장치.Between the plasma torch of Claim 4, the power supply which flows the plasma arc current of which the electrode side is positive, and the process target material side is negative between the said some electrode and the process target material, and a wire between the said wire and a process target material, Plasma MIG welding apparatus provided with the MIG welding power supply which supplies the electric current whose side is positive and the processing target material side is negative. 제 4 항에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원과, 상기 와이어와 각 전극과의 사이에, 와이어측이 양이고 전극측이 음인 전류를 흘리는 핫 와이어 전원을 구비하는, 플라즈마 와이어 육성장치.Between the plasma torch of Claim 4, the power supply which flows the plasma arc current of which the electrode side is negative and the process target material side is positive, and between the said wire and each electrode, between the said some electrode and the process target material, and a wire side. A plasma wire growth apparatus comprising a hot wire power supply for supplying a current having a positive and negative electrode side. 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 상기 중앙 구멍에 분체를 안내하는 분체 가이드와, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 선단부를 삽입한 복수의 전극과, 상기 인서트 칩을 냉각하기 위한 냉각수 유로와, 각 전극 배치공간에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로를 구비하는 플라즈마 분체 육성 토치.The insert chip according to claim 2 or 3, a powder guide for guiding powder into the center hole of the insert chip, a plurality of electrodes in which a tip is inserted into each electrode arrangement space of the insert chip, and the insert chip. A plasma powder growth torch comprising a cooling water flow path for cooling the gas and a pilot gas flow path for supplying a pilot gas to each electrode arrangement space. 제 9 항에 기재된 플라즈마 분체 육성 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원과, 상기 분체 가이드에 분체를 송급하는 수단을 구비하는 플라즈마 분체 육성장치.A power supply for flowing a plasma arc current of which the electrode side is negative and the processing target material side is positive between the plasma powder growing torch according to claim 9, the plurality of electrodes and the processing target material, and means for supplying powder to the powder guide. Plasma powder growth apparatus provided. 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 상기 중앙 구멍에 키홀 가스를 안내하는 가스 가이드와, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 선단부를 삽입한 복수의 전극과, 상기 인서트 칩을 냉각하기 위한 냉각수 유로와, 각 전극 배치공간에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로를 구비하는 플라즈마 키홀 용접 토치.The insert chip according to claim 2 or 3, a gas guide for guiding a keyhole gas into the center hole of the insert chip, a plurality of electrodes in which a tip is inserted into each electrode arrangement space of the insert chip, and the insert A plasma keyhole welding torch having a coolant flow path for cooling chips and a pilot gas flow path for supplying a pilot gas to each electrode arrangement space. 제 11 항에 기재된 플라즈마 키홀 용접 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원을 구비하는 플라즈마 키홀 용접장치.A plasma keyhole welding device comprising a plasma keyhole welding torch according to claim 11, and a power source for transmitting a plasma arc current having a negative electrode side and a positive workpiece side between the plurality of electrodes and the workpiece. 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 상기 중앙 구멍에 절단가스를 안내하는 가스 가이드와, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 선단부를 삽입한 복수의 전극과, 상기 인서트 칩을 냉각하기 위한 냉각수 유로와, 각 전극 배치공간에 파일럿 가스를 공급하기 위한 파일럿 가스 유로를 구비하는 플라즈마 절단 토치.The insert chip according to claim 2 or 3, a gas guide for guiding cutting gas into the center hole of the insert chip, a plurality of electrodes in which a tip is inserted into each electrode arrangement space of the insert chip, and the insert A plasma cutting torch comprising a cooling water flow path for cooling a chip and a pilot gas flow path for supplying a pilot gas to each electrode arrangement space. 제 13 항에 기재된 플라즈마 절단 토치와, 상기 복수의 전극과 가공 대상재의 사이에, 전극측이 음이고 가공 대상재측이 양인 플라즈마 아크 전류를 흘리는 전원을 구비하는 플라즈마 절단 장치.A plasma cutting device comprising a plasma cutting torch according to claim 13, and a power supply for transmitting a plasma arc current having a negative electrode side and a positive workpiece side between the plurality of electrodes and the workpiece. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 전극 배치공간은 2개이며, 상기 하단면의 하방을 향하여 열린 복수개의 개구는, 동일 직경선상에 분포하고 각 전극 배치공간에 각각이 연이어 통하여 상기 직경선과 평행한 용접선에 대향하여 열린 2개의 노즐인, 인서트 칩.The electrode arrangement space of claim 1, wherein the plurality of electrode arrangement spaces are two, and the plurality of openings opened downward of the lower end surface are distributed on the same diameter line and parallel to the diameter line through each of the electrode arrangement spaces. The insert chip, which is two nozzles opened opposite the weld line. 제 15 항에 있어서, 상기 노즐은, 그것들이 열린 단면의 수직선에 대해서 평행한, 인서트 칩.The insert chip of claim 15, wherein the nozzles are parallel to a vertical line in the cross section in which they are opened. 제 15 항에 있어서, 상기 노즐은, 그것들이 열린 단면의 수직선에 대해서, 상기 직경선상에서 노즐 개구가 칩 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 경사진, 인서트 칩.The insert chip according to claim 15, wherein the nozzle is inclined in a direction away from the chip central axis on the diameter line with respect to the vertical line of the cross section in which the nozzle is opened. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 각 전극 배치공간은, 상기 단면의 수직선에 대해서 평행한, 인서트 칩.The insert chip according to claim 16 or 17, wherein each electrode arranging space is parallel to a vertical line of the cross section. 제 15 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 각각의 선단부를 삽입한 2전극을 구비하는 플라즈마 토치.A plasma torch comprising the insert chip according to any one of claims 15 to 17, and two electrodes in which respective leading ends are inserted into each electrode arrangement space of the insert chip. 제 19 항에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 제 1 전극에 키홀 용접 또는 예열 전력을 급전하는 제 1 전원과, 제 2 전극에 용융 용접 또는 본 용접 전력을 급전하는 제 2 전원을 구비하는 플라즈마 용접장치.20. The plasma torch according to claim 19, a first power source for supplying keyhole welding or preheating power to the first electrode of the plasma torch, and melt welding to the second electrode. Or a plasma welding apparatus provided with the 2nd power supply which supplies this welding electric power. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 전극 배치공간은, 용접방향의 일직선상에 분포한 선두 전극 배치공간, 1 이상의 중간 전극 배치공간 및 후미 전극 배치공간을 포함한, 인서트 칩.The insert chip according to claim 1, wherein the plurality of electrode arrangement spaces include a lead electrode arrangement space, one or more intermediate electrode arrangement spaces, and a trailing electrode arrangement space distributed in a straight line in the welding direction. 제 21 항에 있어서, 상기 선두 전극 배치공간 및 상기 중간 전극 배치공간에 연이어 통하는 상기 개구 사이의 거리보다, 상기 중간 전극 배치공간 및 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 상기 개구 사이의 거리가 긴, 인서트 칩.The insert chip according to claim 21, wherein a distance between the opening communicating with the intermediate electrode placing space and the trailing electrode placing space is longer than a distance between the opening communicating with the lead electrode placing space and the intermediate electrode placing space. . 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 개구는, 플라즈마 아크 노즐인, 인서트 칩.The insert chip according to claim 21 or 22, wherein the opening is a plasma arc nozzle. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 선두 전극 배치공간 또는 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 다른 개구는 플라즈마 아크 노즐인, 인서트 칩.23. The insert chip according to claim 21 or 22, wherein an opening communicating with the first electrode arranging space or the rear electrode arranging space is a hole through which a TIG welding electrode passes, and the other opening is a plasma arc nozzle. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 선두 전극 배치공간 및 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 상기 중간 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐인, 인서트 칩.23. The method according to claim 21 or 22, wherein the openings communicating with the leading electrode placement space and the trailing electrode placement space are holes through which TIG welding electrodes pass, and the openings communicating with the intermediate electrode placement space are plasma arc nozzles. , Insert chip. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 선두 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이고, 상기 중간 전극 배치공간 및 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍인, 인서트 칩.23. The opening according to claim 21 or 22, wherein the opening communicating with the first electrode arranging space is a plasma arc nozzle, and the opening communicating with the intermediate electrode arranging space and the rear electrode arranging space is a hole through which a TIG welding electrode passes. , Insert chip. 제 21 항에 기재된 인서트 칩과, 상기 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 각 선단부를 삽입한 복수의 전극을 구비하는 플라즈마 토치.A plasma torch comprising the insert chip according to claim 21 and a plurality of electrodes in which respective tip portions are inserted into the electrode arrangement spaces of the insert chip. 제 27 항에 기재된 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 선두 전극에 예열 전력을 급전하는 제 1 전원과, 중간 전극에 속비드 형성 전력을 급전하는 제 2 전원과, 후미 전극에 용융 전력을 급전하는 제 3 전원을 구비하는 플라즈마 용접장치.28. A plasma torch according to claim 27, a first power supply for feeding preheating power to a head electrode of the plasma torch, a second power supply for feeding fast-bead formation power to an intermediate electrode, and a power supply for melting power to a trailing electrode. Plasma welding apparatus having a power supply. 제 22 항에 기재된 인서트 칩의 각 전극 배치공간에 각 선단부를 삽입한 복수의 전극을 구비하는 플라즈마 토치와, 상기 플라즈마 토치의 선두 전극에 예열 전력을 급전하는 제 1 전원과, 중간 전극에 키홀 용접 전력을 급전하는 제 2 전원과, 후미 전극에 용융 전력을 급전하는 제 3 전원을 구비하는 플라즈마 용접장치.23. A plasma torch comprising a plurality of electrodes with respective leading ends inserted into respective electrode arrangement spaces of the insert chip according to claim 22, a first power supply for feeding preheating power to the head electrode of the plasma torch, and a keyhole welding to the intermediate electrode. And a second power supply for supplying electric power, and a third power supply for supplying molten power to the trailing electrode. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 인서트 칩의 개구는, 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1, 제 2 및 제 3 전원은, 플라즈마 용접 전원인, 플라즈마 용접장치.The plasma welding apparatus according to claim 28 or 29, wherein the opening of the insert chip is a plasma arc nozzle, and the first, second, and third power sources are plasma welding power sources. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간 또는 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 다른 개구는 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1 전원 또는 제 3 전원은 TIG 용접 전원이고 다른 전원은 플라즈마 용접 전원인, 플라즈마 용접장치.30. The insert chip according to claim 28 or 29, wherein an opening, which communicates with the leading electrode placement space or the trailing electrode placement space of the insert chip, is a hole through which a TIG welding electrode passes, and the other opening is a plasma arc nozzle. A plasma welding device, wherein the first power source or the third power source is a TIG welding power source and the other power source is a plasma welding power source. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간 및 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 상기 중간 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이며, 제 1 전원 및 제 3 전원은 TIG 용접 전원이고 제 2 전원은 플라즈마 용접 전원인, 플라즈마 용접장치.The opening of the said insert chip which connects to the said lead electrode arrangement space and the said back electrode arrangement space of the said insert chip is a hole which a TIG welding electrode penetrates, and is an opening which communicates in series with the said intermediate electrode arrangement space. Is a plasma arc nozzle, the first power source and the third power source are TIG welding power sources and the second power source is plasma welding power sources. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 인서트 칩의, 상기 선두 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는 플라즈마 아크 노즐이고, 상기 중간 전극 배치공간 및 상기 후미 전극 배치공간에 연이어 통하는 개구는, TIG 용접 전극이 관통하는 구멍이고, 제 1 전원은 플라즈마 용접 전원이고 제 2 및 제 3 전원은 TIG 용접 전원인, 플라즈마 용접장치.30. The TIG welding electrode according to claim 28 or 29, wherein the opening of the insert chip that communicates with the leading electrode arrangement space is a plasma arc nozzle, and the opening that communicates with the intermediate electrode arrangement space and the trailing electrode arrangement space is a TIG welding electrode. The through hole, the first power source is a plasma welding power source, and the second and third power sources are TIG welding power sources.
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