[發明專利]一種空氣等離子切割機切割網格狀金屬的防斷弧切割方法

無效

• 申請號: 201110089938.1
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102350579A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 孫強;陳桂濤;姬軍鵬;黃西平;王佳;劉爭光
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;G05B19/042
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于金屬加工技術領域，具體涉及一種空氣等離子切割機切割網格狀金屬的防斷弧切割方法。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術的發展，等離子切割逐漸廣泛運用于機車、工程機械、鋼結構等各行各業。空氣式等離子切割因其對有色金屬切割效果好，切割速度快而受到用戶的青睞，但在切割過程中，對于網格狀金屬切割時，需要來回頻繁的斷弧，容易引起噴嘴和電極的損壞，更大大的降低了切割時的工作效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種空氣等離子切割機切割網格狀金屬的防斷弧切割方法，以解決現有技術中空氣式等離子切割在切割網格狀金屬時需要來回手動斷弧的缺點。

本發明所采用的技術方案是，一種空氣等離子切割機切割網格狀金屬的防斷弧切割方法，本方法利用一種裝置，該裝置包括割槍以及與割槍相連接的的電源控制裝置，割槍上設置有用于吹離該割槍上噴嘴與電極的氣路，電源控制裝置包括用于和工件相連接的切割回路，以及用于和噴嘴相連接的引弧回路，割槍的切割開關和電源控制裝置之間還連接有用于檢測切割開關信號的檢測信號電路；

本方法包括以下步驟：

a、初始狀態：噴嘴和電極短路連接，噴嘴和工件之間無電弧產生；

b、引弧狀態：按下切割開關，檢測信號電路將檢測到的切割開關信號發送到電源控制裝置，電源控制裝置控制引弧回路導通，并控制氣路供氣，利用空氣推力作用使噴嘴與電極分離的同時，噴嘴和工件之間產生電弧，該電弧的電流大小保持在20A～25A，維持電弧不滅；

c、初始切割金屬實體處的階段：噴嘴接近工件的實體處開始切割時，切割回路導通，電源控制裝置關斷引弧回路，并使電弧電流保持在30A～100A，維持電弧不滅；

d、切割金屬空白處的階段：噴嘴切割至工件的空白處時，切割回路電流關斷，電源控制裝置導通引弧回路，并使電弧的電流大小保持在20A～25A，維持電弧不滅；

e、切割金屬實體處和金屬空白處的互相轉換：當割槍再次切割至工件的實體處階段時，重復步驟c的動作，若再次遇到空白處，則重復階段d的動作；

f、切割結束狀態：松開切割開關，檢測信號電路將檢測到的切割開關信號發送到電源控制裝置，電源控制裝置關斷切割回路和引弧回路，在噴嘴冷卻后，再次按下切割開關時，電源控制裝置關斷氣路。

其中，電源控制裝置包括依次連接的三相AC380V輸入、初級三相整流模塊、功率因數校正模塊和半橋逆變電路模塊，半橋逆變電路模塊通過變壓器T與次級整流電路模塊相連接，變壓器T原邊的輸入端安裝有霍爾電流傳感器H2，次級整流電路模塊和引弧電路模塊相連接；

半橋逆變電路模塊包括與功率因數校正模塊串聯連接的電容C1和電容C2，電容C1上并聯有電阻R3，電容C2上并聯有電阻R4，IGBT管Q2與IGBT管Q3串聯后并聯在電容C1的陽極和電容C2的陰極之間，IGBT管Q2上的發射極和集電極之間連接有二極管D1，IGBT管Q3的發射極和集電極之間連接有二極管D2；

引弧電路模塊包括與次級整流電路模塊的陽極相連接的IGBT管Q4，IGBT管Q4的發射極用于構成引弧回路，IGBT管Q4的集電極用于構成切割回路，引弧回路上安裝有霍爾電流傳感器H4，切割回路上安裝有霍爾電流傳感器H3；

控制電路模塊包括DSP控制器，DSP控制器與霍爾電流傳感器H2、霍爾電流傳感器H3和霍爾電流傳感器H4信號連接，DSP控制器還通過HCPL316驅動板與IGBT管Q2、IGBT管Q3和IGBT管Q4相連接。

尤其是，步驟b中，檢測信號電路將檢測到的切割開關信號發送到DSP控制器，DSP控制器驅動IGBT管Q4導通；DSP控制器控制氣路供氣，并將IGBT管Q2和IGBT管Q3的電壓占空比控制在20％～30％的范圍內，噴嘴9和工件10之間起弧電壓為300±20V；

步驟c中，切割回路導通后，霍爾電流傳感器H3將測得的切割回路中的電流信號傳送到DSP控制器，DSP控制器關斷IGBT管Q4，并將IGBT管Q2和IGBT管Q3的電壓占空比控制在35％～45％的范圍內；

步驟d中，切割回路關斷后，霍爾電流傳感器H3將測得的切割回路中的電流信號傳送到DSP控制器，DSP控制器驅動IGBT管Q4導通，并調節IGBT管Q2和IGBT管Q3的電壓占空比為20％～30％；

步驟f中，檢測信號電路將檢測到的切割開關信號發送到DSP控制器后，DSP控制器關斷所述IGBT管Q2、IGBT管Q3和IGBT管Q4。