[實用新型]一種等離子弧切割的起弧電路

有效

• 申請號: 201320229212.8
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203254051U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 鄧禹;鐘和清;林磊;林樺;蔡濤;王興偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本實用新型屬于等離子弧切割技術領域，更具體地，涉及一種等離子弧切割的起弧電路。

背景技術

等離子弧切割是依靠高溫高速的等離子弧束，把工件部分金屬熔化蒸發，并吹離基體，隨著等離子弧割炬的移動而形成切縫的一種切割方法。目前等離子切割設備產生電弧的方法有兩種，一種是接觸式起弧，引弧時噴嘴必須和工件短路，這種方式在有污漬和銹跡的工件上引弧困難，在表面覆有絕緣保護膜的金屬板上幾乎不能切割，而且噴嘴很容易損壞。

另一種當前使用更常見的方法是非接觸引弧，非接觸式無需噴嘴和工件接觸。噴嘴和輸出正之間通過引弧電阻和引弧繼電器串聯接通，引弧時先在噴嘴和電極間通過高壓脈沖引弧先建立一個穩定的電弧(前導弧)，此時切割機輸出較小的前導弧電流，經過引弧電阻，噴嘴和電極形成電流通路，在引弧電阻兩端產生的電壓施加在噴嘴和工件之間，使得電弧轉移到工件上，這時切割設備才輸出設定的切割大電流，從而完成電弧的產生維持和轉移的目的。

非接觸引弧獲得非常廣泛的應用，如圖1所示，傳統的前導弧和轉移弧電路，在噴嘴114和直流電源100正之間通過引弧電阻R101和引弧繼電器106串聯接通，引弧時先在噴嘴和電極間建立一個穩定的電弧(前導弧)，前導弧電流經過引弧電阻，噴嘴和電極，由引弧電阻上產生的電壓差，施加在噴嘴和工件之間，使得電弧從噴嘴轉移到工件上。

但該方式仍然存在以下缺陷：

(1)目前通用的非接觸式引弧方式，噴嘴和輸出正之間串聯的引弧電阻是前導弧電流流經的通路，因此引弧電阻需要承受很大的功率，經常損壞。

(2)當電弧從噴嘴向工件轉移時，噴嘴和工件同時流過引弧電流，流過電極和工件的電流逐漸增加，流過引弧電阻和噴嘴的電流逐漸減小，因此引弧電阻兩端的電壓也在逐漸減小，而這個電壓正是電弧轉移所需要的。弧轉移過程中，引弧電阻兩端電壓的減小使得電弧自動從電極和噴嘴之間轉移到電極和工件之間的成功率不高。

(3)電弧完成轉移但引弧繼電器斷開前，噴嘴電壓和工件電壓相等，當電極工件距離很大時，電極和工件間電壓差很大，使得電極和噴嘴間壓差也較大，電流更趨向于向噴嘴轉移。由于引弧繼電器是機械式的開關，斷開會產生毫秒級的延時，在引弧繼電器斷開前，電弧會在工件和噴嘴間來回轉移，導致切割弧的大電流流過噴嘴，對噴嘴的造成損壞，影響使用壽命。

實用新型內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種等離子弧切割的起弧電路，旨在解決現有技術中引弧電阻容易損壞、引弧成功率低以及噴嘴易損壞的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種等離子弧切割的起弧電路，包括割炬、直流電源，并聯在直流電源兩端的脈沖電流電路，并聯在所述割炬的電極與所述割炬的噴嘴之間的高頻高壓點火電路，以及依次串聯在直流電源的正與割炬的噴嘴之間的引弧繼電器和引弧電路；所述直流電源的負與所述割炬的電極相連；所述直流電源的正還用于與工件相連；所述引弧電路包括：儲釋能元件、單向導通元件、泄能電阻和開關；所述單向導通元件的一端通過所述儲釋能元件與所述引弧繼電器的常開端連接，所述單向導通元件的另一端與所述割炬的噴嘴連接；所述泄能電阻與開關串聯后與所述儲釋能元件并聯連接。

更進一步地，所述儲釋能元件為電容。

更進一步地，所述單向導通元件為二極管，所述二極管的陽極與所述儲釋能元件連接，所述二極管的陰極與噴嘴連接。

更進一步地，所述脈沖電流電路包括：依次串聯的電容和電阻，以及并聯在所述電容兩端的電阻。

本實用新型采用了引弧電路替代了傳統的引弧電阻，擯棄了傳統非接觸式引弧方式中用的大功率引弧電阻，采用幾乎無損耗的電容性元器件，減少了在引弧過程中的功率損耗，提高了器件的工作安全性。同時由于電容的儲能作用，使得它兩端的電壓不會減小，而是緩慢增加至保持穩定，這個電壓有效的強迫電弧從電極和噴嘴之間轉移到電極和工件之間，大大提高了電弧轉移的成功率。另外，電弧完成轉移但引弧繼電器斷開前，電容兩端電壓仍保持不變，即使當電極工件距離很大時，噴嘴和工件間電壓之間存在的穩定電壓差，能防止電弧回移至噴嘴，不會引起噴嘴的損壞。

附圖說明

圖1是現有技術提供的前導弧和轉移弧電路的電路圖；

圖2是本實用新型提供的等離子弧切割的起弧電路的電路圖。

具體實施方式