エア・プラズマアーク切断用電極の消耗機構に関する研究

空气/等离子弧切割电极磨损机理研究

• 批准号: 05750641
• 负责人: 楠元 一臣
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750641/
• 关键词: エア・プラズマアーク切断; 電極材料; ハフニウム; ルテニウム; 酸化イットリウム; イリジュウム; 電極消耗

本研究は厚板鋼板の切断を対象としたエア・プラズマアーク切断用電極の中電流域(250A)までの電極消耗に及ぼす作動ガスの影響を開発したルテニウム(Ru)-酸化イットリウム(Y_2O_3)系、イリジウム(Ir)-Y_2O_3系電極と従来のハフニウム(Hf)電極を用いて比較検討した。作動ガスに純酸素と圧縮空気を用いて、アーク電流を100Aから250Aまで段階的に変化させ、連続的にアーク放電を発生させる連続点弧消耗試験とアーク放電をON/OFFする多数回点弧消耗試験を行った。得られた結果を要約すると以下のようになる。1.作動ガスが純酸素の場合にはRu-Y_2O_3電極は150A付近で電極材料が溶融損耗したのに対してHf電極とIr-Y_2O_3電極は250Aまでは溶融損耗することなく、銅シースに装填した電極材料のみの消耗形態を示した。2.作動ガスが圧縮空気の場合にはRu-Y_2O_3電極とHf電極は250Aまでは電極材料のみの消耗形態を示したのに対してIr-Y_2O_3電極は250Aでは溶融した。そして作動ガスが圧縮空気の場合に比べて純酸素の場合の方が電極消耗が増大したのは酸化反応によるの陰極への入熱が増大したためと思われる。3.全ての電極において多数回点弧時の消耗は連続点弧時の消耗に比べて大きかった。これは放電開始時の陰極表面に生成した酸化物の破壊によるものと考えられる。アーク電流が100〜150Aにおいてアーク放電の繰り返し回数の増加に伴ってRu-Y_2O_3電極はHF電極に比べて消耗量は減少した。これは陰極表面の酸化物の性状の違いに起因するものと考えられる。以上、エア・プラズマアーク切断用電極の消耗に及ぼす作動ガスの影響を実験的に検討した。今後は陰極表面とプラズマとの化学反応を考慮した消耗モデルの検討を行う予定である。

This paper presents a comparative study of the effect of electrode consumption and actuation on the current flow field (250A) of the electrode for cutting thick steel plates, i.e., Y_2O_3 system, Ru system and Hf system electrodes. Actuation of pure acid and pressure reduction air in the middle, loss of current from 100A to 250A in the middle of the stage, loss of current in the middle, loss of current in the middle, The following is an example of how to get a job. 1. The melting loss of the electrode material near Ru-Y_2O_3 electrode is 150A, and the melting loss of the electrode material near Ir-Y_2O_3 electrode is 250A. 2. In the case of operation, the electrode material consumption of Ru-Y_2O_3 electrode and Hf electrode is 250A, and the melting temperature of Ir-Y_2O_3 electrode is 250A. The electrode consumption increases when the pressure is reduced, and the cathode heat input increases when the pressure is reduced. 3. The electrode consumption of most of the return arc time is larger than that of the continuous arc time When the cathode surface of the cathode is formed, the acid is removed from the cathode. The current of Ru-Y_2O_3 electrode increases from 100 A to 150A, and the consumption of Ru-Y_2O_3 electrode decreases. This paper discusses the causes of the behavior of the acidified substance on the cathode surface. The consumption of the electrode and the influence of the actuator are discussed. In the future, the chemical reaction on the cathode surface will be considered.