[發明專利]用于等離子弧焊炬的耗材部件

在審

• 申請號: 201310185636.3
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN103260331A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: J·W·林賽;B·R·巴勒特;A·D·布蘭特;端正;S·M·利伯德
• 申請（專利權）人: 海別得公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

本申請為國際申請日2008年1月10日、申請號CN200880000188.2(PCT/US2008/050692)、標題為“用于等離子弧焊炬的耗材部件”的發明申請的分案申請。

背景技術

等離子弧焊炬廣泛用于金屬材料的切割、焊接和熱處理。等離子弧焊炬通常包括其中安裝有電極的陰極塊、焊炬安裝在焊炬本體內具有中心出口孔的噴嘴、電連接件、用于冷卻流體和弧控制流體的通道、控制形成在電極和噴嘴之間的等離子腔內流體流動模式的渦流環、以及電源。維持等離子弧使電極、噴嘴、渦流環和屏蔽件磨損而需要定期更換；因此，這些部件稱為“耗材”。

存在無需工具就能夠更換耗材部件的氣體冷卻等離子弧切割焊炬。但是，這些氣體冷卻焊炬通常使用相同的流體（例如空氣）來支持切割過程并冷卻焊炬。因為在這種焊炬中僅使用一種氣體，所以就不需要在不同的焊炬部件之間隔離不同的氣體（通過使用密封件、o形環等）。由于部件的大致較松的對準，氣體冷卻焊炬通常易于拆卸。

相比較而言，液體冷卻焊炬需要將焊炬部件之間的不同流體/氣體隔開的緊密封。盡管這些密封有效地控制不同焊炬部件之間的流體/氣體流動，但它們還會緊緊地將焊炬部件保持在一起。于是，液體冷卻等離子切割焊炬通常需要專門設計的工具來安裝和拆除各可消耗部件。例如，需要專門設計的工具來安裝和拆除電極，同時需要另一種專門設計的工具來安裝和拆除噴嘴等。

發明內容

由于各種因素促進了對這些專門設計的工具的需要。一個因素包括耗材部件的大小。例如，許多耗材部件具有小于1英寸（2.54cm）大小的外徑，用手難以產生足夠的扭矩來安裝和拆除耗材部件。另一因素包括部件和焊炬本體的配合直徑之間需要小間隙的耗材部件的精確對準。例如，具有緊徑向間隙的部件設計通常不能與焊炬本體自由匹配。又一因素包括在包含和分開液體冷卻劑和處理氣體的耗材部件設計中包含諸如O形環密封件之類的密封件。安裝或拆除具有o形環密封件的耗材部件需要有一個分力來克服密封表面上o形環的摩擦阻力。

這些專門設計的工具增加了系統的成本并使系統的使用變得復雜。此外，必須對耗材部件增加一些結構以與工具接口，增加了部件的總成本。

因此，需要在等離子弧焊炬內提供低成本、易于制造和易于更換的耗材部件，其中可精密控制等離子弧焊炬內耗材部件的對準和同心度。

用于等離子弧焊炬的部件包括本體部分、本體部分上的錐形表面以及本體部分上的軸向設置表面，錐形表面包括可壓縮件，可壓縮件提供相對于本體部分的脫開力，軸向設置表面用于聯接到焊炬的相鄰結構上的匹配表面。該部件可以是噴嘴和/或電極。等離子弧焊炬可以是液體或氣體冷卻的。

可壓縮件可使焊炬的本體部分與中心軸線徑向對準。可壓縮件可提供本體部分和焊炬之間的密封。可壓縮件可以是個O形環。

在一實施例中，本體部分上的錐形表面可具有相對于焊炬的相應錐形表面的0.00001英寸（0.000254mm）至零以上的一個值范圍內的間隙。在另一實施例中，錐形表面可在圍繞本體部分的位置被觸及到。錐形表面可包括用于接納可壓縮件的結構，其中該結構可以是由本體部分限定的凹槽。

軸向設置的表面可電聯接到匹配表面。軸向設置的表面可在相對于焊炬的相鄰結構的軸向位置與本體部分軸向對準。

在另一實施例中，無需工具的等離子弧焊炬包括焊炬本體、聯接到焊炬本體的電極、聯接到焊炬本體的噴嘴以及聯接到焊炬本體的保持帽，噴嘴具有包括可壓縮件的錐形表面和軸向設置的表面，可壓縮件提供相對于焊炬本體的相鄰錐形表面的脫開力，軸向設置表面用于聯接焊炬本體的相鄰結構上的匹配表面，保持帽提供用于將噴嘴聯接到焊炬本體的配合力。電極還可包括錐形表面和軸向設置的表面，錐形表面包括可壓縮件，該可壓縮件用于提供相對于焊炬本體的相鄰錐形表面的脫開力，軸向設置表面用于聯接焊炬本體的相鄰結構上的匹配表面。

無需工具的等離子弧焊炬還可包括設置在電極和噴嘴之間的彈簧件，用于提供電極和焊炬本體之間的聯接力。無需工具的等離子弧焊炬還可包括渦流環，渦流環包括可壓縮件，該可壓縮件用于提供相對于焊炬本體的錐形表面的脫開力。彈簧件可與渦流環為一體。

可壓縮件可將電極、噴嘴和渦流環中的至少一個與焊炬的中心軸線對準。電極和渦流環可固定地聯接到焊炬本體。電極和噴嘴可分別電聯接到焊炬本體的陰極和陽極。屏蔽件可手工擰緊到焊炬本體上。