[發(fā)明專(zhuān)利]用于等離子切割工件的組件和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510038810.0
• 申請(qǐng)日: 2015-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104801841B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗里德里希-威廉·巴赫;托馬斯·哈塞爾;弗蘭克·勞里施;蒂莫·格倫德克;卡特琳·熱內(nèi)特;沃克·克林克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 卡爾伯格-基金會(huì)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K10/00
• 分類(lèi)號(hào): B23K10/00
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;李欣

本發(fā)明涉及一種用于等離子切割工件的組件和方法，所述組件具有至少兩個(gè)等離子燃燒器，所述等離子燃燒器在加工工件期間相繼地且相互間隔地相對(duì)于其運(yùn)動(dòng)方向/送刀軸方向被布置；且所述等離子燃燒器可以以相同的驅(qū)動(dòng)方式被驅(qū)動(dòng)。所述等離子燃燒器也可被這樣地驅(qū)動(dòng)，使得所述等離子燃燒器在切割工件的絕大部分時(shí)間期間以直接驅(qū)動(dòng)方式或主要直接驅(qū)動(dòng)方式被驅(qū)動(dòng)，且至少一個(gè)第二等離子燃燒器(2b；2c)以間接驅(qū)動(dòng)方式或主要間接驅(qū)動(dòng)方式被驅(qū)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于等離子切割工件的組件和方法。

背景技術(shù)

熱高溫導(dǎo)電氣體被稱(chēng)為等離子，其由正離子和負(fù)離子、電子以及受激勵(lì)的和中性的原子和分子構(gòu)成。

不同的氣體可用作為等離子氣體，例如單原子的氬氣和/或雙原子的氣體(氫氣、氮?dú)狻⒀鯕?、或空氣。所述氣體通過(guò)等離子電弧離子化和分解。

等離子射流在其參數(shù)方面可通過(guò)噴嘴和電極的設(shè)計(jì)而受到強(qiáng)烈影響。等離子射流的參數(shù)例如是氣體的射流直徑、溫度、能量密度和流速。

對(duì)于等離子切割，等離子通過(guò)可氣體冷卻或水冷卻的噴嘴成束。其中，噴嘴具有噴嘴孔，等離子射流流動(dòng)通過(guò)該噴嘴孔。由此可以實(shí)現(xiàn)達(dá)2×10⁶W/cm²的能量密度。在等離子射流中出現(xiàn)達(dá)30,000℃的溫度，其結(jié)合氣體的高流速實(shí)現(xiàn)在所有導(dǎo)電工件上的非常高的切割速度。

當(dāng)前，等離子切割是一種切割導(dǎo)電工件的開(kāi)創(chuàng)的方法，其中，根據(jù)切割目的而使用不同的氣體和氣體混合物。

對(duì)于該方法，工件通過(guò)高能量密度在小空間上經(jīng)受高溫。在該步驟之后，切割面的特征在于硬化，其高于工件的初始硬度。

對(duì)于非合金鋼(結(jié)構(gòu)鋼)S235JR的工件，根據(jù)EN10025，基礎(chǔ)硬度根據(jù)依據(jù)維氏硬度的測(cè)量方法在200(HV10)之下。DIN1090-2從2011年8月允許該鋼種類(lèi)具有380(HV10)的最大硬化程度。然而，在切割之后，硬度超過(guò)400(HV10)，而由此硬度太高。

這對(duì)于后續(xù)的加工步驟，例如焊接、去棱角或涂層可能是不利的。因此，在焊接時(shí)可能導(dǎo)致形成氣孔，在去棱角時(shí)可能導(dǎo)致裂紋，或在涂層時(shí)可能導(dǎo)致層的附著變差。

減小該硬化的一個(gè)解決方案可以是對(duì)工件進(jìn)行預(yù)加熱和后加熱，例如通過(guò)火焰方法(氣體加熱)。這是非常昂貴的，且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，且成本很高，伴隨生產(chǎn)率損失。而這對(duì)于等離子切割是不利的，通過(guò)等離子切割至50mm的厚度的非合金鋼和低合金鋼，可快于通過(guò)火焰切割來(lái)分開(kāi)。對(duì)于直至該板厚，針對(duì)等離子切割的典型的切割速度超過(guò)1m/min。

當(dāng)額外地在工件的上側(cè)與切割面之間形成邊緣鋒利的邊緣時(shí)，涂層是特別有問(wèn)題的。對(duì)于現(xiàn)代等離子切割方法，特別對(duì)于具有改善的成束的方法，根據(jù)DVS規(guī)則2107，切割面通過(guò)根據(jù)DIN EN ISO 9013的很小的垂直度和傾斜公差以及通過(guò)很小的粗糙度而實(shí)現(xiàn)。然而，該好的結(jié)果通常也伴隨邊緣鋒利的過(guò)渡部。在此，為了更好的涂層附著，邊緣的去棱角或至少一次“折斷”是有利的。

使用傳統(tǒng)的等離子切割燃燒器可形成去棱角的邊緣，然而這導(dǎo)致更大的垂直度和傾斜公差，且由此導(dǎo)致更差的切割質(zhì)量。針對(duì)硬化的值同樣過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，在等離子切割時(shí)減小切割面硬化程度，且在此也保持切割面的盡可能好的質(zhì)量，特別地，保持小的垂直度和傾斜公差。當(dāng)可能時(shí)，工件上側(cè)面與切割面之間的上邊緣應(yīng)被斷開(kāi)地去棱角，使得其不再是邊緣鋒利的。

同時(shí)，應(yīng)保持等離子切割的生產(chǎn)率，特別地，應(yīng)保持切割速度，且根據(jù)可能性而不需要額外對(duì)工件進(jìn)行預(yù)加工和后加工。