[發明專利]等離子切割方法

無效

• 申請號: 96192620.1
• 申請日: 1996-02-13
• 公開（公告）號: CN1179124A
• 公開（公告）日: 1998-04-15
• 發明（設計）人: 齊尾克男;山口義博
• 申請（專利權）人: 株式會社小松制作所;小松產機株式會社
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 楊梧

本發明涉及一種用于等離子切割機的等離子切割方法，更具體地說，涉及一種能防止噴嘴孔口部分在開始切割作業時被氧化和損壞的等離子切割方法。

背景技術

迄今用于等離子切割機的等離子焰炬的構造，如附圖1所示，其中心部分設有一個電極1，其內部成形有一個冷卻室8，其外部形成一個等離子氣體通道2，噴嘴3通過所述等離子氣體通道2設置成環繞所述電極1。此外，所述噴嘴3前端外部形成一個冷卻室9，并與環繞所述冷卻室9和輔助氣體通道4的一個罩蓋5一起，形成一個輔助氣體通道4。

用具有上述結構的等離子焰炬，產生的等離子弧7進行切割作業。該等離子弧7構成所述電極1和工件6之間的主電弧，同時使等離子氣體20流過所述等離子氣體通道2。通過所述噴嘴3的孔3a使所述等離子弧擠壓和收縮并提高密度，同時被升溫和加速，然后噴向工件6，使其局部熔化和去除一部分，以對工件進行切割。

之后，分別通過設在所述電極1內部和所述噴嘴3外部的所述冷卻室8和9，對水冷卻劑進行循環，使它們得到冷卻。然后輔助氣體21通過設在所述罩蓋5內部的所述輔助氣體通道4噴出，使上述等離子弧7能被所述輔助氣體21包圍。

以下說明上述等離子弧7的產生過程。首先，在所述電極1和所述噴嘴3之間施加高頻電壓，以便在它們之間產生火花放電，引燃先導電弧。隨著等離子氣體20的流動而漂動，所述電極1側的先導電弧放電火花移向其前端中心，同時，所述噴嘴3側穿過其噴口3a的放電火花移向其出口區，最終到達工件6表面，從而產生上述等離子弧7。

同時，所述電極1和所述噴嘴3之間所施電源中斷。然后借助所述噴嘴3的孔3a使等離子電弧7擠壓和收縮，提高密度，產生高溫高速噴射流，在工件6上形成細小寬度的切口，并使工件進行切割。

盡管所述電極1和所述噴嘴3均暴露于所述等離子弧7產生的高溫中，但如上所述，它們是被水冷卻劑或空氣進行冷卻的。此外，由于熱電子發射，溫度可升至數千度的電極1，為減小其損耗是用高熔點材料制成的。如果所述等離子氣體20含有氧，該材料可以是鉿；如果為不含氧的非氧化性氣體，該材料可以是鎢。

此外，已有技術的等離子切割工藝中，已采用的等離子氣體20的種類，與工件6的材料有關。如果所切割的是低碳鋼材，則等離子氣體20可采用氧類氣體。如果所切割的是不銹鋼或鋁材，則等離子氣體20可采用不含氧的非氧化性氣體。所述非氧化性氣體可由單組分氣體，例如氬氣或氫氣，或者它們的混合物組成。

順便提一下，如前所述，等離子切割中應注意的是，高溫高速的等離子弧7由所述噴嘴3噴出，從而局部熔化所述工件6，并將已熔化的部分從切口吹出，這樣，所述工件6連續被切割。

因此可以看出，等離子切割的切割質量，明顯取決于等離子弧7從中通過，被收縮和提高密度，然后從中噴出的所述噴嘴3的形狀。如果所述噴嘴3磨損變形，且所述噴口3a直徑增大，切割質量將變壞。

由于所述噴嘴3的所述噴口3a的出口，對從中噴射出的等離子弧7的方向和膨脹有特別大地影響，應注意的是，即使所述噴口3a的出口微小磨損，工件6的切割面也會傾斜，已熔化的金屬不能完全被吹掉，會留下所謂的焊渣-切口中殘留的熔化金屬。所有這些都會對切割質量產生極為不利的影響。

此外，如上所述，應注意的是，已有技術的等離子切割機被設計成：在引燃主電弧前在所述電極1和所述噴嘴3之間產生先導電弧，并且，如果在作為先導弧焰的所述先導電弧作用下，所述電極1和所述工件6之間建立電導通，以形成組成所述主電弧的等離子弧7之后，施加在所述噴嘴3上的電源即被切斷，以中斷所述先導電弧。然后，便用所述主電弧進行切割。

因此，所述等離子切割機中，如果用產生的上述主電弧進行切割作業，則每次引燃主電弧都需先產生上述先導電弧。

如附圖2所示，由于上述先導電弧產生在所述電極1和所述噴嘴3之間，維持上述先導電弧17的點(起弧點)P暴露在高溫電弧中，在所述噴嘴3前端附近會產生空氣吸入流18，使得空氣有可能吸入所述噴嘴3的孔3a內。因此，即使所述等離子氣體是由非氧化性氣體組成的，由于所述噴嘴3的孔3a中的氧化作用，仍會出現圖示的破壞部分19。因此，由于引燃才出現的所述先導電弧17的作用，每次進行切割都不可避免地造成所述噴嘴3的損耗。