ステンレス焼け取り機開発中

溶接職人の知人より、ステンレス焼け取り機の開発依頼がありました。

知人は大手メーカーの製造プラント等の配管を作る職人をしており、焼け取りが必要になる事があるそうです。

しかし市販品は30～40万円と高額であり、中古でもボロボロの物が10万はするとの事で、ヤフオクに個人が7万ほどで出品している自作の焼け取り機を購入したところ、「どうも調子が悪い」と言う事で調査依頼があり、開けてビックリ、アマゾンで3,699円で売っている電源にケーブルを付けただけの残念商品でした。

こんな経緯で開発がスタートした訳ですが、この日記は開発記第一弾となり、超マニアックに内容になりますので閲覧注意でお願いします。

開発要望は下記になります。

1. 直流と交流が切り替えられる事
2. 電極と母材をショートさせても停止せず作業継続出来る事
3. 電極ケーブルは長い物を用意する事(作り物がデカイため)
4. トーチスイッチを搭載し、手元で通電をカット出来る事

早速、論文や関連特許を調べてみたところ、いくつかの致命的問題が判りました。

最も大きな問題は、ステンレスを電気分解すると猛毒の六角クロムになると言う事です。

考えてみればステンレスとは鉄にクロムを添加した物なのですから当然の事かも知れません。

ちなみに六角クロムの致死量は0.5～1グラムです。

中性塩電解法と言われる中性の電解液を使用して直流で電気分解を行うと、必ずこの問題が発生します。
※だからDIYで安易な実験は危険

これについては下記が対策になる事が判りました。

1.有機酸を用いて直流で電気分解を行う
2.交流で電気分解を行う

1.についてですが、電気分解で発生した六角クロムが有機を酸化させ、還元される事で三価クロムに変化する事で発生量を大幅に抑える事が出来るそうです。

2.については、電気分解で発生した六角クロムが極性の反転で母材表面に戻る為?
の様です。
これについてはケミカル山本の特許に色々と書いてありました。
ついでに、六角クロムが母材表面に戻る事で不動態化が行われるらしく、焼け取りした部分が錆びやすくなると言う現象も防止出来る様です。

有機酸による直流電気分解は極めて簡単な方法で実現可能なのですが、交流については単純交流では全く役に立たない事が判りました。

ケミカル山本では「交直重乗方式」と言う交流に直流を重乗させる方式で、直流法の溶解現象と不動態化現象の両方を促進させていました。

で、特許を読んでいると、交直重乗方式とは要はDCオフセットされた交流であり、+側の通電時間と電圧に対し、-側の通電時間が短く電圧も低い事が肝の様です。

これを市販品では複数のトランスを組み合わせる事により実現させている様ですが、この手法は特許が取得されており他社では実現できていない様です。

そこで今回はFETをマイコンで制御し、2電源によるハーフブリッジ、若しくは単電源とスイッチングによるHブリッジ制御により実現する方向で現在開発を行っています。

併せて、簡単に溶けてしまわない電極フェルトの調査と、低価格で作れる安全な電解液の開発も行っています。
※こちらは目途が立ちました

開発目標は1桁万円で作れることです。

周囲の工業系な友人たちは10万円以下で販売できるなら欲しい人は居るだろうとの事ですが、もし数万円で開発出来た場合、欲しい人って居ますでしょうか?

需要のある分野なのか全く分からないので、要望が無ければ1点物になりそうな気がします。。。