[發明專利]控制等離子體電弧炬以及相關系統和方法

有效

• 申請號: 202010058744.4
• 申請日: 2016-10-06
• 公開（公告）號: CN111225488B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: S·米特拉;S·M·利博爾德;J·埃姆斯;C·S·帕西奇;J·彼得斯;S·鄧巴
• 申請（專利權）人: 海別得公司
• 主分類號: H05H1/36
• 分類號: H05H1/36;H05H1/34;B23K10/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請涉及控制等離子體電弧炬以及相關系統和方法。在一些方面中，用于保持安裝于等離子體電弧炬中的等離子體電弧電極消耗品的可使用壽命的方法可包含測量正提供到所述炬以產生所述炬和待處理的工件之間的等離子體電弧的電信號的特性；在所述炬的操作期間在一時間段內監測所述特性；將所述特性與閾值進行比較；和響應于確定測量的特性符合和/或超過所述閾值，起始電弧熄滅序列以保持所述電極的所述壽命。

本申請為發明名稱為“控制等離子體電弧炬以及相關系統和方法”、申請號為201680065380.4、申請日為2016年10月6日的中國發明專利申請的分案申請。

相關申請案

本申請案主張2015年10月6日申請的標題為“控制等離子體電弧炬以及相關系統和方法(Controlling Plasma Arc Torches and Related Systems and Methods)”的美國臨時專利申請案第62/237,780號的權益，所述美國臨時專利申請案的內容由此以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本公開大體上涉及熱切割炬(例如，等離子體電弧炬)，且更具體來說，涉及控制等離子體電弧炬以及相關系統和方法。

背景技術

熱處理炬(例如，等離子體電弧炬)廣泛用于對材料加熱、切割、刨削和標記中。等離子體電弧炬大體上包含電極、具有安裝于炬主體內的中心出口孔的噴嘴、電連接件、用于冷卻的通路以及用于電弧控制流體(例如，等離子氣體)的通路。漩渦環可用以控制形成于電極與噴嘴之間的等離子室中的流體流動模式。在一些炬中，固持頂蓋可用以維持炬主體中的噴嘴和/或漩渦環。在操作中，等離子體電弧炬產生等離子體電弧，其為具有高溫和足以協助移除熔融金屬的動量的離子化氣體的收縮射流。用以操作等離子體電弧炬的電力可受等離子體操作系統的電力供應器組合件控制。所述電力供應器可包含被配置成控制和供應操作電流到等離子體電弧炬，控制提供到等離子體電弧炬的氣流以及在一些情況下等離子體電弧炬的運動的多個電子組件。

在切割序列期間，等離子體射流用以首先刺穿工件以形成初始導向孔。所述導向孔通常必須在炬可移動以形成切割之前形成。常規系統通常不能夠確定等離子體射流完全刺穿工件實際上花費多長時間。因此，使用經驗數據確定磨損的消耗品可完全執行刺穿操作的保守時間估計值。由于這些保守時間估計值，等離子體射流通常保持在原位比刺穿工件所需的時間更長的時間，這可造成處理時間損耗，不必要的電極磨損以及潛在的工件翹曲或損壞。

一些系統被配置成基于在使用期間電弧的期望特性在啟動或關斷期間實施某些氣體或電參數。舉例來說，一些系統在等離子體電弧有意熄滅后即可提供用于關斷的合乎需要的氣體流或電流分布曲線組合。

通常，在長期使用之后，消耗品(例如，電極)可物理上降級并且歸因于熱量和壓力開始機械斷裂。在一些情況下，電極可經歷災難性失效，可被稱作完全滅弧，其中消耗品的熔融金屬部分可回流到堵塞炬的通路中，可發生非預期組件電弧擊穿，且/或電極可分裂并排出到炬中。此類行動可致使對炬的損壞。

發明內容

在一些方面中，用于保持安裝于等離子體電弧炬中的等離子體電弧電極消耗品的可使用壽命的方法以及用于執行所述方法的相關系統和裝置可包含測量正提供到所述炬以產生所述炬和待處理的工件之間的等離子體電弧的電信號的特性；在所述炬的操作期間在一時間段內監測所述特性；將所述特性與閾值進行比較；和響應于確定測量的特性符合和/或超過所述閾值，起始電弧熄滅序列以保持所述電極的所述壽命。

實施例可以包含以下特征中的一個或多個。