JPH0436787B2 - - Google Patents
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- JPH0436787B2 JPH0436787B2 JP58216620A JP21662083A JPH0436787B2 JP H0436787 B2 JPH0436787 B2 JP H0436787B2 JP 58216620 A JP58216620 A JP 58216620A JP 21662083 A JP21662083 A JP 21662083A JP H0436787 B2 JPH0436787 B2 JP H0436787B2
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- plasma
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- inner cylinder
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
- B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
- B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
本発明は所定の加工部材(母材)に肉盛溶接を
行う方法に係り、特にプラズマアークによつて粉
末材料を該加工部材に肉盛溶接する方法に関する
ものである。
バルブ,パイプ,ロール等の加工部材(母材)
に所定の肉盛(溶加材)を溶接することによつ
て、加工部材表面の耐摩耗性,耐熱性,あるいは
耐蝕性等を改善する肉盛溶接が従来より知られて
いる。そして、その一つに、いわゆるPRW
(Plasma Arc Powder Welding)法と呼ばれる
プラズマ粉末肉盛溶接方法がある。
このプラズマ粉末肉盛溶接方法は、プラズマア
ークトーチのトーチ内筒内の電極の先端に発生す
るアーク(パイロツトアーク)を、そのトーチ内
筒内の通路に供給されるプラズマガスによつてプ
ラズマアークと為す一方、かかるプラズマアーク
を、電極と所定の加工部材との間に流される溶接
電流によつて、電極と加工部材との間に移行せし
めると共に、そのプラズマアーク内に搬送ガスを
用いてその加工部材に肉盛されるべき粉末材料を
供給せしめることにより、かかる粉末材料を溶接
せしめて前記加工部材の表面に移送し、所定の肉
盛を行うようにした溶接方法であつて、上述のよ
うに肉盛材として粉末材料を用いるものであるこ
とから、肉盛材の材料選択が広範囲にわたつて溶
易に為され得ると共に、母材の溶込み量が少な
く、したがつて希釈率が低く、また棒材を用いる
場合に比較して、その溶融速度が速くなつて、溶
接時間が短縮化され得る等の優れた特徴を備え、
しかも装置の完全自動化が溶易なため、近年注目
を浴びるようになつてきたものである。
ところで、このプラズマ粉末肉盛溶接方法で
は、プラズガスの流量が多過ぎると、加工部材の
肉盛部中央の溶融した肉盛材がそのプラズガスの
勢いによつて周辺部に吹き寄せられ、肉盛部のビ
ード形状が不良となるなどの問題が惹起される
が、従来においては、そのような問題が生じた場
合、単にその流量を減少されると、それに伴つて
プラズマアークが退縮し、加工部材へプラズマア
ークを安定して供給できる条件が大幅に制限さ
れ、特に電圧の高いタイプのトーチにおいては使
用できなくなるという欠点があつた。
ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて
為されたものであつて、その目的とするところ
は、プラズガスの供給が少ない場合であつても、
プラズアークトーチの使用条件を制限することな
く、プラズマアークを安定して加工部材に供給
し、且つ肉盛材を均一に分布させて良好なビード
形状を得ることができるようにしたプラズマ粉末
肉盛溶接方法を提供することにある。
そして、かかる目的を達成するために、本発明
に係るプラズマ粉末肉盛溶接方法では、それぞれ
先端がノズル部とされたトーチ内部とトーチ外筒
とを、該トーチ内筒の中心部に電極を配した状態
において、同軸的に設け、該トーチ内筒内の通路
には所定圧力のプラズマガスが供給されるように
する一方、該トーチ内筒と前記トーチ外筒との間
の通路には所定の粉末材料を含んだ搬送ガスが供
給されるようにすると共に、該トーチ外筒の先端
ノズル部の周りに軸心方向にシールドガスを略円
筒状に付き出すシールドガス吹出手段を設けてな
るプラズマアークトーチを用いた前記の如きプラ
ズマ粉末肉盛溶接方法(PPW法)において、電
極と加工部材との間に溶接電流を流すための電源
の電流−電圧特性を矩形化して、使用電流範囲内
において定電圧化するようにしたのである。
このようにすれば、たとえプラズマガス量を減
少させても、その減少によるプラズマアークの退
縮分が電源の電圧によつて補償されるので、プラ
ズマアークが退縮するこのがなくなり、加工部材
へのプラズマアークが安定に維持されて、加工部
材の肉盛部におけるビード形状も良好な状態に形
成されるのであり、トーチの使用条件も制限され
ることがないのである。
すなわち、従来においては、溶接電流を流すた
めの電源は、その電流−電圧特性が電流の増加に
ほぼ比例して電圧が減少するような特性とされて
いたため、プラズマガス量の減少によつてプラズ
マアークが退縮した場合、その退縮分を電圧の昇
圧によつて補償できる範囲が電流量の少ない狭い
範囲に制限されれいたのであるが、本発明によれ
ば電流量の多い範囲においてもトーチに十分大き
な電圧を加えることができるので、たとえ上述の
ようにプラズマガス量の減少によつてプラズマア
ークが退縮した場合でも、また使用トーチが電圧
の高いタイプのものであつても、その退縮分を電
圧の昇圧で十分補うことができるのである。
なお、ここで電源によつて維持される電圧は、
プラズマガス量の減少によつても電極と加工部材
との間におけるプラズマアークを安定に維持でき
る大きさ電圧であるが、この電圧はトーチの容量
や形状、電極と加工部材間の距離、溶接電流の使
用電流範囲等によつて異なるため、その都度適宣
設定されることとなる。
以下、本発明より一層具体的に明らかにするた
めに、自動車用バルブに肉盛溶接を施す場合につ
いて、その一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
まず、第1図は本発明が好適に実施されるプラ
ズマ肉盛溶接装置の説明図で、10はプラズマア
ークトーチ(以下、単にトーチという)の先端部
である。トーチ10は、中心部にタングステン電
極12を備えており、この電極12の外側にはト
ーチ内筒14およびトーチ外筒16がそれぞれ所
定の距離を隔てて同軸に配設されている。そし
て、それら電極12とトーチ内筒14との間、お
よびトーチ内筒14とトーチ外筒16との間に、
それぞれ環状の通路18および20が形成されて
いる。
通路18は、配管22を介してプラズマガス供
給装置24に接続されており、所定圧力のプラズ
マガスが所定の流量で供給されるようになつてい
る。そして、この通路18に供給されたプラズマ
ガスが、トーチ内筒14の先端に設けられたノズ
ル30から、外部に噴出させらるようになつてい
るのである。なお、このプラズマガスとしては、
アルゴンガス,ヘリウムガス等の不活性ガスが用
いられる。
また、通路20は配管32を介して搬送ガス供
給装置34に接続されており、さらにその配管3
2の中間部にパウダ供給装置36が接続されて、
そのパウダ供給装置36から所定の粉末材料(肉
盛材)が供給されるようになつている。つまり、
通路20には所定量の粉末材料を含んだ搬送ガス
が供給され、その搬送ガスがトーチ外筒16の先
端に設けられたノズル38から外部に噴出させら
れるようになつているのである。なお、粉末材料
としては、Co基,Ni基,Fe基等の各種溶加材粉
末を用いることが可能であり、それらの中から肉
盛溶接の目的あるいは加工部材の材質等に応じて
適宣選択されることとなる。また、搬送ガスとし
ては上記プラズマガスと同様に、アルゴンガス,
ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。
一方、トーチ内筒14およびトーチ外筒16の
ノズル30および38には、それぞれ冷却水通路
40および42が配設されて、それら両ノズル3
0および38を冷却するようになつている。ま
た、トーチ外筒16の先端部には、シールドガス
供給装置44から配管46を介してアルゴンガ
ス、ヘリウムガス等のシールドガスが供給される
ようになつており、そのシールドガスがトーチ1
0の軸心方向へ略円筒状に吹き出されることによ
り、溶接部がシールドされるようになつている。
さらに、前記トーチ10の電極12とトーチ内
筒14との間には、パイロツト電源48から所定
のパイロツト電流が供給されるようにさつている
とともに、電極12と肉盛溶接を施すべき加工部
材(母材)としての自動車用バルブ54との間
に、メイン電源50から所定のメイン電流(溶接
電流)が供給されるようになつている。また、電
極12とトーチ内筒14との間には、パイロツト
電源48と並列に高周波発振器52が介挿されれ
いる。
上記バルブ54は一軸回りに所定の速度で回転
せしらめるバツキング56に固定されており、そ
の回転に伴つてバルブ54の傘部の溶接部(肉盛
部)58に所定の表面硬化肉盛溶接が施されるよ
うになつている。
このように構成された装置において、肉盛溶接
を行うには、まず、パイロツト電源48からパイ
ロツト電流を供給し、電極12の先端とトーチ内
筒14のノズル30との間にパイロツトアークを
発生させると同時に、プラズマガス供給装置24
から環状通路18内にプラズマガスを供給する。
これにより、電極12の先端にプラズマアークが
形成される。なお、このプラズマアークは高周波
発振器52によよつて定められた所定の周期で発
生させられうる。
その後、電極12とバルブ54との間にメイン
電源50からメイン電流(溶接電流)を供給し、
電極12の先端に形成させれいるプラズマアーク
をバルブ54へ移動させる。そして、この状態に
おいて、搬送ガス供給装置34およびパウダ供給
装置36から所定の粉末材料を含む搬送ガスを通
路20内に供給し、ノズル38から噴出される。
この噴出された粉末材料がプラズマアークによつ
て溶融され、バルブ54の傘部溶接部58に、第
1図に破線で示されるように、肉盛溶接されるの
である。なお、このとき、トーチ10の先端部か
らはシールドガスが吹き出させられ、溶融された
粉末材料や溶接部58が空気中の酸素等の影響を
受けないようにされている。
そして、以上のように肉盛溶接する装置におい
て、本実施では、前記ノズル30および38から
噴出されるプラズマガスの流量が、例えば0.6〜
1.2/min程度(ガス圧にして1.5Kg/mm2程度)
と比較的低く設定されるとともに、前記電極12
と加工部材としてのバルブ54との間に溶融電流
を流すためのメイン電源50の電流−電圧特性
が、第2図に実線で示されるように、略矩形状と
されて、例えば使用電流範囲300A以下において
その出力電圧がほぼ60V程度に維持されるように
なつているのであり、プラズマガス流量とメイン
電源50の電流−電圧特性が上述のように設定さ
れることによつて、自動車用バルブ54の溶融部
58の肉盛溶接が、広い範囲の電圧タイプのトー
チ10にわたり、その溶接時においてプラズマア
ークが不安定となることもなく行われて、良好に
ビード形状が得られるようになつているのであ
る。なお、上述のような電流−電圧特性を有する
メイン電源50は、例えばサイリスタ制御整流方
式を採用することによつて得ることができるが、
それ以外の整流方式を採用したものであつても差
支えない。
なお、従来においては、上記と同様の肉盛溶接
を行う場合、そのプラズマガス流量が2.5/
min程度と多く、溶接部58の中央部においてビ
ード形状が欠肉状態を呈する不都合があつたので
あり、プラズマガス流量を減少させてその不都合
を解消しようとすると、メイン電源50が第2図
に破線で示されるような電流−電圧特性であつた
ところから、電圧が低く、電流量の多い範囲で
は、プラズマアークが不安定となつて、却つて良
好にな肉盛溶接ができなかつたのである。
ちなみに、メイン電源50の特性を使用電流範
囲内で定電圧化した本実施例の方法と、第2図に
破線で示した特性を有する従来の方法においてプ
ラズマガス量を単に本実施例と同様の量(0.6〜
1.2/min)まで減少させた場合とにおいて、
プラズマアークの発生状況およびビード形状につ
いて調べた結果を第1表に示す。なお加工部材と
しての自動車用バルブ54は21−4N材料からな
る、傘部の径が36mm(溶接部58の幅が約4mm)
のものを対象とし、溶接速度は4.5mm/sの場合
と6.0mm/sの場合を対象とした。また、トーチ
10の電圧タイプについては、それぞれ30,40お
よび45Vのものを対象とした。
The present invention relates to a method of overlay welding to a predetermined workpiece (base material), and particularly to a method of overlay welding a powder material to the workpiece using a plasma arc. Processed parts (base material) such as valves, pipes, rolls, etc.
Overlay welding is conventionally known in which a predetermined overlay (filler metal) is welded to improve the wear resistance, heat resistance, corrosion resistance, etc. of the surface of a workpiece. And one of them is the so-called PRW
There is a plasma powder welding method called (Plasma Arc Powder Welding) method. This plasma powder overlay welding method converts an arc (pilot arc) generated at the tip of an electrode in the torch inner cylinder of a plasma arc torch into a plasma arc by plasma gas supplied to a passage in the torch inner cylinder. On the other hand, the plasma arc is transferred between the electrode and the workpiece by a welding current flowing between the electrode and the workpiece, and a carrier gas is used in the plasma arc to perform the work. A welding method in which a powder material to be overlaid on a member is supplied, the powder material is welded and transferred to the surface of the workpiece, and a predetermined overlay is performed, as described above. Since a powder material is used as the overlay material, the material for the overlay material can be easily selected from a wide range and melted easily, and the amount of penetration into the base material is small, so the dilution rate is low. In addition, compared to the case of using bar materials, it has excellent characteristics such as faster melting speed and shorter welding time.
Moreover, it has been attracting attention in recent years because it is easy to fully automate the device. By the way, in this plasma powder build-up welding method, if the flow rate of the plasma gas is too high, the molten build-up material at the center of the build-up part of the workpiece will be blown toward the periphery by the force of the plasma gas, and the build-up part will be damaged. This can lead to problems such as poor bead shape, but conventionally, when such problems occur, simply reducing the flow rate causes the plasma arc to retract, and the plasma is transferred to the workpiece. This has the disadvantage that the conditions under which an arc can be stably supplied are severely limited, making it impossible to use it particularly with high-voltage type torches. Here, the present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to
Plasma powder overlay that can stably supply plasma arc to the workpiece without restricting the usage conditions of the plasma arc torch, and evenly distribute the overlay material to obtain a good bead shape. The purpose is to provide a welding method. In order to achieve this object, in the plasma powder overlay welding method according to the present invention, the inside of the torch and the outer cylinder of the torch each having a nozzle portion at the tip are arranged, and the electrode is arranged in the center of the inner cylinder of the torch. In this state, plasma gas of a predetermined pressure is supplied to the passage in the torch inner cylinder, while a predetermined pressure is supplied to the passage between the torch inner cylinder and the torch outer cylinder. A plasma arc that is supplied with a carrier gas containing a powder material and is provided with a shield gas blowing means that blows out shield gas in a substantially cylindrical shape in the axial direction around the tip nozzle part of the torch outer cylinder. In the above-mentioned plasma powder welding method (PPW method) using a torch, the current-voltage characteristics of the power source for flowing welding current between the electrode and the workpiece are rectangular and fixed within the working current range. The idea was to convert it into a voltage. In this way, even if the amount of plasma gas is reduced, the amount of regression of the plasma arc due to the reduction will be compensated by the voltage of the power supply, so the regression of the plasma arc will be eliminated and the plasma will not reach the workpiece. The arc is maintained stably, the bead shape in the built-up portion of the workpiece is also formed in a good condition, and the usage conditions of the torch are not restricted. In other words, in the past, the current-voltage characteristic of the power source for supplying welding current was such that the voltage decreased approximately in proportion to the increase in current. When the arc retracts, the range in which the retraction can be compensated for by boosting the voltage is limited to a narrow range where the amount of current is small, but according to the present invention, even in a range where the amount of current is large, the torch can be compensated for by increasing the voltage. Since a large voltage can be applied, even if the plasma arc retracts due to a decrease in the amount of plasma gas as mentioned above, or even if the torch used is of a high voltage type, the retraction can be compensated for by the voltage. This can be sufficiently compensated for by boosting the pressure. Note that the voltage maintained by the power supply here is
The voltage is large enough to maintain a stable plasma arc between the electrode and workpiece even when the amount of plasma gas decreases, but this voltage depends on the capacity and shape of the torch, the distance between the electrode and workpiece, and the welding current. Since it differs depending on the operating current range, etc., it must be set appropriately each time. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to clarify the present invention more specifically, one embodiment of overlay welding on an automobile valve will be described in detail below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is an explanatory diagram of a plasma overlay welding apparatus in which the present invention is suitably implemented, and 10 is the tip of a plasma arc torch (hereinafter simply referred to as a torch). The torch 10 includes a tungsten electrode 12 at its center, and a torch inner tube 14 and a torch outer tube 16 are coaxially arranged outside the electrode 12 at a predetermined distance from each other. Between the electrodes 12 and the torch inner cylinder 14, and between the torch inner cylinder 14 and the torch outer cylinder 16,
Annular passages 18 and 20 are formed, respectively. The passage 18 is connected to a plasma gas supply device 24 via a pipe 22, and plasma gas at a predetermined pressure is supplied at a predetermined flow rate. The plasma gas supplied to this passage 18 is ejected to the outside from a nozzle 30 provided at the tip of the torch inner cylinder 14. In addition, this plasma gas is
An inert gas such as argon gas or helium gas is used. Further, the passage 20 is connected to a carrier gas supply device 34 via a pipe 32, and the pipe 32 is further connected to a carrier gas supply device 34.
A powder supply device 36 is connected to the middle part of 2,
A predetermined powder material (overlay material) is supplied from the powder supply device 36. In other words,
A carrier gas containing a predetermined amount of powder material is supplied to the passage 20, and the carrier gas is ejected to the outside from a nozzle 38 provided at the tip of the torch outer cylinder 16. As the powder material, it is possible to use various filler metal powders such as Co-based, Ni-based, and Fe-based, and it is possible to select the appropriate one depending on the purpose of overlay welding or the material of the workpiece. It will be selected. In addition, as the carrier gas, argon gas, similar to the above plasma gas,
An inert gas such as helium gas is used. On the other hand, cooling water passages 40 and 42 are provided in the nozzles 30 and 38 of the torch inner cylinder 14 and the torch outer cylinder 16, respectively.
0 and 38. Furthermore, a shielding gas such as argon gas or helium gas is supplied to the tip of the torch outer cylinder 16 from a shielding gas supply device 44 through a pipe 46, and the shielding gas is supplied to the torch 1.
The welded portion is shielded by being blown out in a substantially cylindrical shape in the axial direction of 0. Further, between the electrode 12 of the torch 10 and the torch inner cylinder 14, a predetermined pilot current is supplied from a pilot power source 48, and the electrode 12 and the workpiece to be overlay welded ( A predetermined main current (welding current) is supplied from a main power source 50 to an automobile valve 54 (base material). Further, a high frequency oscillator 52 is inserted between the electrode 12 and the torch inner cylinder 14 in parallel with the pilot power source 48. The valve 54 is fixed to a backing 56 that rotates around one axis at a predetermined speed, and as the valve 54 rotates, a predetermined surface hardening is applied to the welded part (built-up part) 58 of the cap part of the valve 54. Welding is now being done. In order to perform overlay welding in the apparatus configured as described above, first, a pilot current is supplied from the pilot power source 48 to generate a pilot arc between the tip of the electrode 12 and the nozzle 30 of the torch inner cylinder 14. At the same time, the plasma gas supply device 24
Plasma gas is supplied into the annular passage 18 from the annular passage 18 .
As a result, a plasma arc is formed at the tip of the electrode 12. Note that this plasma arc can be generated at a predetermined period determined by the high frequency oscillator 52. After that, main current (welding current) is supplied from the main power supply 50 between the electrode 12 and the valve 54,
The plasma arc formed at the tip of the electrode 12 is moved to the bulb 54. In this state, a carrier gas containing a predetermined powder material is supplied into the passage 20 from the carrier gas supply device 34 and the powder supply device 36, and is ejected from the nozzle 38.
This ejected powder material is melted by a plasma arc and overlay welded to the cap weld portion 58 of the valve 54, as shown by the broken line in FIG. At this time, shielding gas is blown out from the tip of the torch 10 so that the molten powder material and the welded portion 58 are not affected by oxygen in the air. In the apparatus for overlay welding as described above, in this embodiment, the flow rate of the plasma gas ejected from the nozzles 30 and 38 is, for example, 0.6 to
Approximately 1.2/min (gas pressure is approximately 1.5Kg/mm2)
is set relatively low, and the electrode 12
The current-voltage characteristics of the main power supply 50 for passing a melting current between the valve 54 and the valve 54 as a processing member are approximately rectangular, as shown by the solid line in FIG. In the following, the output voltage is maintained at approximately 60V, and by setting the plasma gas flow rate and the current-voltage characteristics of the main power source 50 as described above, the automotive valve 54 Overlay welding of the molten part 58 is performed over a wide range of voltage type torches 10 without the plasma arc becoming unstable during welding, and a good bead shape can be obtained. It is. Note that the main power supply 50 having the current-voltage characteristics as described above can be obtained, for example, by adopting a thyristor-controlled rectification method.
There is no problem even if a rectification method other than that is adopted. Conventionally, when performing overlay welding similar to the above, the plasma gas flow rate was 2.5/
There was an inconvenience that the bead shape exhibited a lack of thickness in the central part of the welding part 58.When trying to solve this inconvenience by reducing the plasma gas flow rate, the main power supply 50 was turned off as shown in FIG. Since the current-voltage characteristics were as shown by the broken line, the plasma arc became unstable in the range where the voltage was low and the amount of current was large, making it impossible to perform good overlay welding. . Incidentally, in the method of this embodiment in which the characteristics of the main power supply 50 are made constant voltage within the operating current range, and in the conventional method having the characteristics shown by the broken line in FIG. Amount (0.6~
1.2/min).
Table 1 shows the results of investigating the plasma arc generation situation and bead shape. The automobile valve 54 as a processed part is made of 21-4N material, and the diameter of the umbrella part is 36 mm (the width of the welded part 58 is about 4 mm).
The welding speed was 4.5 mm/s and 6.0 mm/s. Furthermore, regarding the voltage types of the torch 10, those of 30, 40, and 45V were targeted.
【表】
かかる第1表から明らかなように、メイン電源
50の電流−電圧特性が使用電流範囲(本実施例
では300A程度以下)で定電圧化されていない従
来の方法では、溶接電流が多く、電圧が低下する
範囲ではプラズマアークが安定せず、したがつて
肉盛溶接を良好に行うことができなかつたが、本
実施例のようにその特性を矩形化して、定電圧化
すれば、そのような範囲でも、またトーチ10が
高い電圧タイプのものであつても、肉盛溶接時に
おいてプラズマアークを安定して発生できるので
あり、その結果として良好なビード形状を得るこ
とができるのである。なお、第2図において右に
傾斜した斜線で示される範囲が、本実施例の方法
でプラズマアークを安定して発生することができ
る範囲であり、左に傾斜した斜線で示される範囲
が従来の方法におけるプラズマアークを安定して
発生できる範囲である。
以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明
はかかる実施例に限定して解釈されるべきもので
はない。
たとえば、前記実施例においては、加工部材
(母材)として自動車用の、傘部の径が36mmのバ
ルブ54が挙げられていたが、加工部材としては
傘部の径が他の径のものであつてもよく、またパ
イプ,ロール等を加工部材としても何等差支えは
ないのである。
また、前記実施例では、メイン電源50の電圧
がほぼ60Vに維持されるようになつていたが、そ
の維持電圧は状況に応じて変更し得るものであ
る。
さらに、使用電流範囲も、前記実施例のよう
に、300A程度以下に限定されるものではなく、
状況に応じて変更し得ることはもちろんである。
その他、一々列挙はしないが、本発明がその趣
旨を逸脱しない範囲内で種々なる変形,改良等を
施した態様で実施し得ることは言うまでもないと
ころである。[Table] As is clear from Table 1, in the conventional method in which the current-voltage characteristics of the main power source 50 are not regulated at a constant voltage within the operating current range (approximately 300 A or less in this example), the welding current is high. The plasma arc was not stable in the range where the voltage decreased, and therefore overlay welding could not be performed satisfactorily, but if the characteristics were made rectangular and the voltage was made constant as in this example, Even in such a range, and even if the torch 10 is of a high voltage type, a plasma arc can be stably generated during overlay welding, and as a result, a good bead shape can be obtained. . Note that the range indicated by the diagonal line slanting to the right in FIG. This is the range in which the plasma arc in the method can be stably generated. Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention should not be interpreted as being limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the processed part (base material) is a valve 54 for an automobile whose umbrella part has a diameter of 36 mm, but the processed part is a valve 54 whose cap part has a diameter other than 36 mm. In addition, there is no problem in using pipes, rolls, etc. as processing members. Further, in the embodiment described above, the voltage of the main power supply 50 was maintained at approximately 60V, but the maintained voltage may be changed depending on the situation. Furthermore, the operating current range is not limited to about 300A or less as in the above embodiment,
Of course, it can be changed depending on the situation. Although not listed in detail, it goes without saying that the present invention can be implemented with various modifications and improvements without departing from the spirit thereof.
第1図は本発明を好適に実施し得るプラズマ肉
盛溶接装置の一例を示す説明図であり、第2図は
第1図のメイン電源の電流−電圧特性を従来の電
源におけるそれと共に示す特性図である。
10:プラズマアークトーチ、12:電極、2
4:プラズマ供給装置、50:メイン電源、5
4:バルブ(加工部材)。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a plasma overlay welding apparatus that can suitably carry out the present invention, and FIG. 2 shows the current-voltage characteristics of the main power source shown in FIG. 1 together with those of a conventional power source. It is a diagram. 10: Plasma arc torch, 12: Electrode, 2
4: Plasma supply device, 50: Main power supply, 5
4: Valve (processed member).
Claims (1)
とトーチ外筒とを、該トーチ内筒の中心部に電極
を配した状態において、同軸的に設け、該トーチ
内筒内の通路には所定圧力のプラズマガスが供給
されるようにする一方、該トーチ内筒と前記トー
チ外筒との間の通路には所定の粉末材料を含んだ
搬送ガスが供給されるようにすると共に、該トー
チ該筒の先端ノズル部の周りに軸心方向にシール
ドガスを略円筒状に吹き出すシールドガス吹出手
段を設けてなるプラズマアークトーチを用い、か
かるプラズマアークトーチの前記トーチ内筒内の
電極の先端に発生するアークを、該トーチ内筒内
の通路に供給されるプラズマガスによつてプラズ
マアークと為す一方、かかるプラズマアークを、
前記電極と所定の加工部材との間に流される溶接
電流によつて、該電極と該加工部材との間に移行
せしめると共に、該プラズマアーク内に前記トー
チ内筒とトーチ外筒との間の通路を通じて該加工
部材に肉盛されるべき前記粉末材料を供給せしめ
ることにより、かかる粉末材料を溶融せしめて前
記加工部材の表面に移送し、所定の肉盛を行うよ
うにした溶接方法において、前記電極と加工部材
との間に溶接電流を流すための電源の電流−電圧
特性を矩形化して、使用電流範囲において定電圧
化したことを特徴とするプラズマ粉末肉盛溶接方
法。1. A torch inner cylinder and a torch outer cylinder, each having a nozzle at its tip, are installed coaxially with an electrode disposed at the center of the torch inner cylinder, and a predetermined pressure is applied to the passage inside the torch inner cylinder. plasma gas is supplied to the torch, and a carrier gas containing a predetermined powder material is supplied to the passage between the torch inner cylinder and the torch outer cylinder. A plasma arc torch is provided with a shield gas blowing means for blowing shield gas in a substantially cylindrical shape in the axial direction around the tip nozzle portion of the plasma arc torch. While the arc is made into a plasma arc by the plasma gas supplied to the passage in the inner cylinder of the torch, the plasma arc is
The welding current passed between the electrode and a predetermined workpiece causes a transition between the electrode and the workpiece, and also causes a welding current between the torch inner cylinder and the torch outer cylinder to flow into the plasma arc. In the welding method, the powder material to be overlaid on the workpiece is supplied through a passage, the powder material is melted and transferred to the surface of the workpiece, and a predetermined overlay is performed. 1. A plasma powder overlay welding method, characterized in that the current-voltage characteristics of a power source for passing a welding current between an electrode and a workpiece are made rectangular so that the voltage is constant within the working current range.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21662083A JPS60108173A (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Plasma powder overlay welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21662083A JPS60108173A (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Plasma powder overlay welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108173A JPS60108173A (en) | 1985-06-13 |
| JPH0436787B2 true JPH0436787B2 (en) | 1992-06-17 |
Family
ID=16691283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21662083A Granted JPS60108173A (en) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | Plasma powder overlay welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108173A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57195582A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-01 | Hitachi Seiko Ltd | Controlling method for arc length in plasma welding |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP21662083A patent/JPS60108173A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60108173A (en) | 1985-06-13 |
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