CN101530000B - 用于等离子体电弧炬的成型的屏蔽孔 - Google Patents

Abstract

提供一种供在等离子体电弧炬中使用的元件，所述元件包括沿着元件延伸的连续成型的表面，该表面以预定的角度导引保护气流，以便在工件上产生特定的穿孔或者切割位置。在一种形式中，元件是防护罩，所述防护罩包括贯穿防护罩的中心部分延伸的喷口，喷口限定入口部分和出口部分，及一个连续成型的表面在所述入口部分和出口部分之间延伸。连续成型的表面可以是收敛、发散、或者按照本公开的原理所述的收敛和发散的组合。此外，防护罩可以包括单个整体式构件，或者可供选择地是多个构件或元件。

Description

用于等离子体电弧炬的成型的屏蔽孔

技术领域

本公开涉及等离子体电弧炬，而更具体地说，涉及用于控制等离子体电弧炬中保护气流的装置和方法。

背景技术

在这部分中的陈述仅提供涉及本公开的背景资料，而不构成现有技术。

等离子体电弧炬，也通称为电弧焊炬，通常是通过将包括电离气体粒子的高能等离子体流对准工件，用来切割、标记、刨削和焊接金属工件。在典型的等离子体电弧炬中，将待电离的气体供应到焊炬的远端，且在穿过等离子体电弧炬的焊嘴或喷嘴中的孔口离开之前流过电极。电极具有较负的电位，且作为阴极操作。相反，焊炬焊嘴构成较正的电位，且在维弧(piloting)期间作为阳极工作。另外，电极与焊嘴处于间隔开的关系，因而在焊炬的远端处产生间隙。在操作时，维弧是在电极和焊嘴之间的间隙中产生，所述间隙常常称之为等离子体电弧室，其中维弧将气体加热，随后使气体电离。将电离的气体吹出焊炬，并显示为等离子体流，所述等离子体流远离焊嘴延伸。随着焊炬的远端移动到靠近工件的位置，电弧借助于由电源驱动的开关电路从炬焊嘴跃迁或转移到工件。因此，工件用作阳极，而等离子体电弧炬用“转移电弧”的方式操作。

在许多等离子体电弧炬中，利用辅助气体流来控制主等离子体流的切割质量，并为等离子体电弧炬的消耗元件提供冷却。一般，在该技术领域中采用两种(2)主要的引入辅助气体的方法。在第一种方法中，辅助气体对准等离子体流，并直接冲击在等离子体流上。这种方法主要在自动化等离子体电弧炬中使用，与手动方法相比，自动化等离子体电弧炬具有较高的切割精度。在第二种方法中，辅助气体与等离子体流同轴式引入，以便围绕等离子体流形成辅助气体帘幕，所述辅助气体帘幕不直接冲击在等离子体流上。

在等离子体电弧切割的领域中一直希望有改进的引入辅助气体的方法，以便改善等离子体电弧炬的切割质量和切割性能二者。

发明内容

在本公开的一种形式中，提供一种等离子体电弧炬，所述等离子体电弧炬包括一电极，该电极设置在等离子体电弧炬内，并适合于电连接到电源的阴极侧上。焊嘴远离电极设置，并适合于在维弧期间电连接到电源的阳极侧上。此外，一防护罩远离焊嘴设置，并与电源电绝缘，且防护罩包括连续成型的喷口。连续成型的喷口可以是收敛配置、发散配置、或者收敛-发散配置的组合。而且，防护罩可以是单个构件，或者取而代之可以包括多个构件。除了连续成型的喷口之外，防护罩还可以包括通气通道。

在本公开的另一种形式中，提供一种供在等离子体电弧炬中使用的防护罩，所述防护罩包括主体和连续成型的喷口，上述主体限定一近端部分，该近端部分具有用于将防护罩固定到等离子体电弧炬上的附接区，而上述连续成型的喷口贯穿主体的中心部分延伸。

在本公开的另一种形式中，提供一种供在等离子体电弧炬中使用的防护罩，所述防护罩包括喷口和连续成型的表面，上述喷口贯穿防护罩的中心部分延伸，喷口限定入口部分和出口部分，及上述连续成型的表面在入口部分和出口部分之间延伸。

此外，公开了一种供在等离子体电弧炬中使用的元件，所述元件不一定是防护罩，其中元件包括连续成型的表面，该连续成型的表面沿着元件延伸，该表面以预定的角度导引保护气流，以便在工件上产生特定的穿孔或者切割位置。

按照本公开所述的另一种等离子体电弧炬包括多个协同工作的连续成型的表面，所述多个协同工作的连续成型的表面由对应的多个元件限定，上述对应的多个元件以预定的角度导引保护气流，以便在工件上产生特定的穿孔或者切割位置。作为例子，多个连续成型的表面可以包括焊嘴的外表面和防护罩的内表面，或者焊嘴的外表面和气体分配器的内表面。

在另一种形式中，提供一种操作等离子体电弧炬的方法，所述方法包括沿着成型的路线相对于等离子体电弧炬的纵向轴线导引保护气体穿过防护罩的中心喷口。

还有另一种方法包括沿着成型的路线相对于等离子体电弧炬的纵向轴线导引保护气体，以便以预定的角度导引保护气流，这样在工件上产生特定的穿孔或者切割位置。

另一些适用性的领域从本文所提供的说明变得显而易见。应该理解，说明和具体的实施例旨在仅用于举例说明的目的，而不用于限制本公开的范围。

附图说明

本文所说明的附图仅用于举例说明的目的，而不打算用任何方式限定本公开的范围。

图1是等离子体电弧炬的剖视图，其中包括一防护罩，所述防护罩具有按照本公开的原理制成的连续成型的喷口，所述喷口在本文中也叫做成型的屏蔽孔；

图2是具有按照本公开的原理所述的成型的屏蔽孔的防护罩的放大剖视图；

图3是按照本公开的原理所述的防护罩的透视图；

图4是按照本公开的原理所述的防护罩的侧视图；

图5是按照本公开的原理所述的防护罩的顶视图；

图6是按照本公开的原理所述的防护罩沿着图5的线6-6所取的剖视图；

图7a是连续成型的喷口具有屏蔽角θ的剖视图，这样在按照本公开的原理所述的工件上产生特定的穿孔或者切割位置；

图7b是连续成型的喷口具有屏蔽角θ′的剖视图，这样在按照本公开的原理所述的工件上产生不同的穿孔或者切割位置；

图8a是按照本公开的原理所述制成的成型的屏蔽孔的可供选择的形式的剖视图；

图8b是按照本公开的原理所述制成的成型的屏蔽孔的另一种可供选择的形式的剖视图；

图8c是按照本公开的原理制成的成型的屏蔽孔的另一种可供选择的形式的剖视图；

图9a是包括多个构件并按照本公开的原理制成的防护罩可供选择的形式的剖视图，所述多个构件成水平叠加配置；

图9b是包括多个构件并按照本公开的原理制成的防护罩另一种可供选择的形式的剖视图，所述多个构件成垂直叠加配置；

图10是本公开示出通气通道的另一种可供选择的形式的剖视图，所述通气通道穿过连续成型的孔口形成并按照本公开的原理制成；

图11是本公开示出连续成型的孔的另一种可供选择的形式的剖视图，所述连续成型的孔在等离子体电弧炬的与防护罩不同的元件中形成并按照本公开的原理制成；

图12是本公开示出多个协同工作的连续成型的表面的另一种可供选择的形式的剖视图，所述多个协同工作的连续成型的表面由对应的多个元件限定并按照本公开的原理制成；和

图13是示例性的防护罩和具有不同尺寸的成型的屏蔽孔的放大剖视图，所述不同尺寸作为按照本公开的原理所述某些过程参数的函数。

具体实施方式

下面说明本质上仅是示例性的，且不用于限制本公开、应用、或使用。应该理解，在全部附图中，对应的附图标记表示同样或对应的部件和特征。还应该理解，在各附图中所用的不同阴影线图形不用于限制可与本公开一起应用的特定材料。阴影线图形仅是优选材料的示例，或者是用来为清楚起见把附图内示出的各相邻或配合的元件区分开。

参见图1和2，图1和2示出了等离子体电弧炬，且总体上用附图标记20表示。等离子体电弧炬20一般包括多个消耗元件，作为例子其中包括电极22和焊嘴24，所述电极22和焊嘴24被气体分配器26分开(示出为两个构件)，以便形成等离子体电弧室28。电极22适合于电连接到电源(未示出)的阴极或负压侧上，而焊嘴24适合于在维弧期间电连接到电源的阳极或正压侧上。随着电源供电到等离子体电弧炬20上，在等离子体电弧室28中产生维弧，所述维弧将等离子体气体加热并随后使之电离，上述等离子体气体通过气体分配器26引入等离子体电弧室28中。电离的气体被吹出等离子体电弧炬，并作为等离子体流出现，所述等离子体流离开焊嘴24往远处延伸。等离子体电弧炬20的另一些部件及总体操作的更详细说明作为例子在标题为“等离子体电弧炬”的美国专利No.7019254及其相关申请中提供，所述专利及相关申请与本公开一起转让，其内容整个包括在本文中作为参考文献。

消耗元件还包括防护罩30，所述防护罩30远离焊嘴24设置，且与电源隔开。防护罩30除了导引用来稳定和控制等离子体流的保护气流之外，一般还起在工作期间保护等离子体电弧炬20的焊嘴24和其它元件免受熔融溅射体影响的作用。此外，由防护罩30导引的气体为等离子体电弧炬20的消耗元件提供额外的冷却，这在下面更详细说明。优选地，防护罩30用铜、铜合金、不锈钢、或陶瓷材料制成，不过能实施如本文所述防护罩30的预定功能的其它材料也可以应用，并同时归于本公开的范围内。

更具体地说，并且参见图2-6，防护罩30包括一主体32，所述主体32限定近端部分34和远端部分36。近端部分34配置成将防护罩30固定到等离子体电弧炬20上，且在一种形式中包括环形凸缘38，所述环形凸缘38围绕近端部分34的周边延伸。环形凸缘38邻接在外防护罩42中所形成的对应环形凹槽40，如图2中所示，所述环形凹槽40将防护罩30定位在等离子体电弧炬20内。应该理解，环形凸缘38仅是示例性的，且其它将防护罩30固定在等离子体电弧炬20内的方法，比如螺纹或者快速拆开(quick-disconnect)，也可以应用，同时归于本公开的范围内。

如图6中更详细示出的，防护罩30包括连续成型的喷口50，所述喷口50贯穿主体32的中心部分延伸。在这个示例性实施例中，连续成型的喷口50包括成型的表面52，所述成型的表面52逐渐地从朝向近端部分34的较大直径收敛到朝向远端部分36的较小直径。照这样，连续成型的喷口50缓缓地围绕等离子体流引入保护气体，而不是像该技术领域中其它防护罩设计那样用较高的径向分量冲击在等离子体流上。通过围绕等离子体流缓缓地引入保护气体，增加了穿孔能力，因为等离子体流的能量密度增加。连续成型的喷口50的取向有意地在等离子体流的穿孔或切割位置引导保护气体，并因此保护气体能引导熔融金属远离切口，这在下面更详细说明。此外，因为较高百分率的保护气体穿过切口的切缝前进，所以熔融金属更容易从工件的底部射出，且有较少的桥接切口的间隙的倾向，其在较高的切割速度下经常发生。而且，由于顶部边缘变圆减少、顶部浮渣减少、及改善的切割面的正方度(上述所有都缘于保护气体在穿孔或切割位置处排出)所以得到更高的切割质量。

如本文所用的，术语“连续成型的”应认为意思是指下述一种孔口几何形状，所述几何形状沿着孔口从入口部分51到出口部分53的长度这样限定连续改变的横断面尺寸，以便孔口的尺寸沿着孔口的长度从一个位置到下一个连贯的位置不同。作为例子，图6中所示的连续成型的喷口50限定一收敛的配置，其中孔口的直径沿着连续成型的喷口50的长度连续地减小。更具体地说，连续成型的喷口50及其成型的表面52限定一倾斜的几何形状，所述倾斜的几何形状具有屏蔽角θ，如图所示。在本公开的某些形式中，连续成型的喷口50的屏蔽角是在约4°和约6°之间，然而，按照如下面所述的穿孔或切割位置，也可以应用其它角度，而同时归于本公开的范围内。

参见图7a和7b，图7a和7b示出了不同的屏蔽角θ和θ′，所述不同的屏蔽角θ和θ′在工件10上产生不同的穿孔或切割位置。如图7a中所示，屏蔽角θ在规定的焊炬高度“h”的情况下，产生一穿孔或切割位置X，所述位置X近似在工件10的厚度“t”的中心。对于更厚的工件10′，可能理想的情况是具有穿孔或切割位置X′在厚度t′内更深，如图7b中所示，并因此也在规定的焊炬高度h情况下，应用较小的不同屏蔽角θ′。同样。对较薄的工件(未示出)来说，可能理想的情况是具有穿孔或切割位置X在厚度t内较浅。因此，连续成型的喷口50的屏蔽角θ可以这样改变，以使连续成型的表面52按预定的角度导引保护气流，以便在工件10上产生特定的穿孔或切割位置。

回到参见图6，防护罩30还包括任选的通气通道54，所述通气通道54穿过主体32的外倾斜壁56形成，并伸入近端的内部空腔58。通气通道54可以如图所示向外配置，或者可以朝轴向上或向内导引，以便为等离子体电弧炬20提供必要的冷却量，和尤其是在穿孔期间为等离子体电弧炬20的远端内的元件提供保护作用。因此，如本文所示的通气通道54的特定数量和取向不应认为是限制本公开的范围。还应该理解，防护罩30可以在没有通气通道54的情况下形成，而同时归于本公开的范围内。

在操作时，和按照本公开的方法，保护气体沿着成型的路线相对于等离子体电弧炬20的纵向轴线X导引穿过防护罩30的中心喷口，比如连续成型的喷口50。成型的路线可以像图示和说明的收敛配置一样向内取向，或者成型的路线可以向外取向，或者向内和向外的组合，如下面实施例更详细的说明。

参见图8a，图8a示出防护罩具有连续成型的喷口的另一种形式，并总体上用附图标记60表示。在这个实施例中，连续成型的喷口62用发散成型的表面64限定一发散配置，其中喷口62的直径沿着连续成型的喷口62从入口部分63到出口部分65的长度连续地增加。在这个实施例中，增加保护气流以便在等离子体电弧炬20的穿孔和切割期间得到改善的冷却和保护防护罩60和焊嘴24免受金属溅射体影响。

如图8b中所示，图8b示出了防护罩具有连续成形的喷口的另一种形式，并总体用附图标记70表示。在这个实施例中，连续成型的喷口72限定一收敛-发散配置，其中所述喷口的直径沿着所述喷口72的一部分长度连续地减小，然后沿着所述喷口72的长度连续地增加。更具体地说，连续成型的喷口72限定一上面收敛的表面74，随后限定一下面收敛的表面76，因此所述喷口72的尺寸沿着所述喷口72的长度从一个位置到下一个连贯的位置不同。在这个实施例中，保护气体的速度和动量显著增加，以便改善等离子体电弧炬20的穿孔能力。

现在参见图8c，图8c示出了防护罩具有连续成型的喷口的另一种形式，并且总体用附图标记80表示。与上述线性或倾斜式配置不同，连续成型的喷口82限定一非线性表面(比如B-表面)83，所述非线性表面83按照特定的切割要求逐渐收敛和/或发散。因此，应该理解，对连续成型的喷口可以应用各种各样不同的形状，而同时归于本公开的范围内，及本文所示和说明的连续成型的喷口仅是示例性的，且不应认为是限制本公开的范围。因此，连续成型的喷口可以绕防护罩的纵向轴线X不对称，而不是如本文所示的对称。

现在参见图9a，图9a示出按照本公开的原理所述的防护罩，且总体上用附图标记90表示，所述防护罩包括多个构件，而不是如上所示和所述的单构件构造。优选地，防护罩90包括外部主体92和插件94，所述插件94设置在外部主体92的中心部分内。插件94可以用压配合或者其它机械方法如螺纹固定到外部主体92上，或者插件94可以用粘接式粘合到或者焊接到外部主体92上。如图所示，插件94包括连续成型的喷口96，所述喷口96作为例子可以用带收敛表面98的收敛配置示出，但也可以采取如本文所示和说明的任何形式。在防护罩90的一种可供选择的形式中，气体通道100(用虚线示出)设置在外部主体92和插件94之间，如图所示，以便围绕等离子体流导引辅助气体流。此外，可以如本文所述应用通气通道102以便进一步导引辅助气体流，或者可以在没有通气通道102的情况下应用防护罩90。

参见图9b，图9b示出带有多个构件的防护罩，且总体上用附图标记110表示，上述多个构件垂直地叠加而不是水平地叠加。优选地，防护罩110包括上面主体112和端盖114，所述端盖114固定到上面主体112上。端盖114可以用压配合或者其它机械方法如螺纹固定，或者端盖114可以用粘接式粘合到或者焊接到上面主体112上。如图所示，上面主体112和端盖114的组合限定一收敛-发散连续成型的喷口116，然而，端盖114可以互换，以便可以按照本公开的原理应用不同的配置(连续地收敛、连续地发散、收敛-发散、发散-收敛等均在其中)。在防护罩110的一种可供选择的形式中，通气通道120(用虚线示出)在上面主体112和端盖114之间形成，其中通气通道120穿过连续成型的表面113和115形成。此外，也可以应用如本文上述的通气通道，以便进一步导引辅助气体流。

穿过成型的孔口通气的可供选择的形式在图10中用另一种形式示出，其中防护罩130包括一连续成型的孔口132，所述孔口132限定一非线性表面134。在这种非线性表面134的情况下，随着保护气体朝狭窄部分136方向改向，可能会发生流动的再循环。因此，通气通道138穿过连续成型的非线性表面134形成，以便减少这些流体扰动。通气通道138从内部空腔140延伸，穿过连续成型的非线性表面134，并进入连续成型的孔口132。然后通气通道138继续穿过连续成型的非线性表面134的另一侧，并排气到大气中。应该理解，通气通道138可以可供选择地与另一个室或别的位置连通，而不是如本文所示与大气连通，而同时归于本公开的范围内。此外，可以应用不同的气源(未示出)，以便在连续成型的孔口132内导引气流，而不是如图所示接进保护气流中。

现在转到图11，按照本公开的原理所述的连续成型的孔口可以与不同元件一起应用，而不是如上所示和说明的与防护罩一起应用。如图所示，作为例子，连续成型的孔口150设置在保护气体分配器152内。保护气体分配器152设置在焊嘴24和防护罩154之间，并限定一笔直部分156和连续成型的表面158。连续成型的表面158仅作为例子示出为收敛，且应该理解，如本文所示和说明的其它配置也可以应用，而同时归于本发明的范围内。另外，防护罩154限定一恒定直径的孔口160，如图所示。在工作时，保护气体首先与焊嘴24同轴式导引，然而与等离子体电弧炬的纵向轴线成一角度导引，然后随着保护气体沿着防护罩154的恒定直径孔口160行进再次同轴式导引。因此，可以应用若干元件而不是应用防护罩，上述元件包括沿着元件延伸的连续成型的表面，该表面以预定的角度导引保护气流，以便在工件上产生特定的穿孔或切割位置。

应该理解，尽管本文示出基本圆形/圆筒形孔口配置，但其它几何形状也可以应用，而同时归于本公开的范围内。作为例子，这些几何形状可以包括椭圆形、矩形、或其它多角形形状。此外，术语“连续成型的表面”应认为是包括单一形式和多种形式二者，因此多个接合在一起的几何表面可以形成如本文所用的整体连续成型的表面。

如图12中所示，图12示出了本公开的另一种形式，其中连续成型的表面由多个元件而不是由单一元件限定。焊嘴170限定外部连续成型的表面172，气体分配器174(或间隔器)限定内部连续成型的表面176，及防护罩178限定内部连续成型的表面180。这些连续成型的表面172、176和180一起协同工作，以便以预定的角度导引保护气流，如上所述在工件上产生特定的穿孔或切割位置。照这样，本公开的说明不限于用于防护罩的成型的屏蔽孔或者限于沿着单个元件的成型的表面，而是也可以与等离子体电弧炬的多个元件一起应用。

参见图13，图13示出连续成型的喷口50的形状或配置作为至少下列过程参数的函数：(1)电流；(2)辅助气体流的量；(3)距防护罩30的避让距离；(4)等离子气体和保护气体的组成；及(5)焊嘴的外部几何形状。因此，对于防护罩30和圆周元件的各种不同尺寸可以按照规定的过程参数组改变。作为例子，下面表1包括防护罩30的尺寸的明细表，以便举例说明连续成型的喷口50的形状或配置是这些过程参数的函数。

表1

	设计1	设计2
			屏蔽角：θ	4°	6°
屏蔽长度：L	0.153″	0.140″
			顶部屏蔽直径：DT	0.212″	0.230″
底部屏蔽直径：DB	0.191″	0.201″
			喷嘴直径：DN	0.180″	0.200″
屏蔽喷嘴距离：LTS	0.180″	0.170″
			工作高度(焊炬到板)	0.140″-0.200″	0.140″-0.200″

应该理解，这些过程参数和尺寸是示例性的，并因此不用来限制本公开的范围。

本公开的说明本质上仅是示例性的，因此，不脱离本公开内容的一些改变都是在本发明的范围内。这些变动不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (33)

1.一种等离子体电弧炬，包括：

电极，所述电极设置在等离子体电弧炬内，且用于电连接到电源的阴极侧上；

焊嘴，所述焊嘴远离电极设置，且用于在维弧期间电连接到电源的阳极侧上；和

防护罩，所述防护罩远离焊嘴设置，且与电源电绝缘，防护罩包括一喷口，所述喷口具有入口部分和出口部分，出口部分具有与等离子流相交的端部，喷口从入口部分到与等离子体流相交的出口部分的端部是连续成型的并限定屏蔽角

其中连续成型的所述喷口的屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

2.按照权利要求1所述的等离子体电弧炬，其中连续成型的喷口限定一收敛配置。

3.按照权利要求1所述的等离子体电弧炬，其中连续成型的喷口限定一发散配置。

4.按照权利要求1所述的等离子体电弧炬，其中连续成型的喷口限定一收敛-发散配置。

5.按照权利要求1所述的等离子体电弧炬，其中连续成型的喷口限定一具有屏蔽角的倾斜几何形状。

6.按照权利要求5所述的等离子体电弧炬，其中屏蔽角是在4°和6°之间。

7.一种供在等离子体电弧炬中使用的防护罩，该防护罩远离等离子体电弧炬的焊嘴设置并在其间形成间隙，该防护罩包括：

主体，所述主体限定一近端部分，该近端部分具有一附接区，用于将防护罩固定到等离子体电弧炬上；和

一喷口，所述喷口延伸穿过该主体并具有入口部分和出口部分，出口部分具有与等离子流相交的端部，喷口从入口部分到与等离子体流相交的出口部分的端部是连续成型的并限定屏蔽角，

其中连续成型的所述喷口的屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

8.按照权利要求7所述的防护罩，其中连续成型的喷口限定一收敛配置。

9.按照权利要求7所述的防护罩，其中连续成型的喷口限定一发散配置。

10.按照权利要求7所述的防护罩，其中连续成型的喷口限定一收敛-发散配置。

11.按照权利要求7所述的防护罩，还包括多个通气通道，所述通气通道延伸穿过主体的外倾斜壁。

12.按照权利要求11所述的防护罩，其中通气通道朝外部导引。

13.按照权利要求11所述的防护罩，其中通气通道朝内部导引。

14.一种供在等离子体电弧炬中使用的防护罩，该防护罩远离等离子体电弧炬的焊嘴设置并在其间形成间隙，该防护罩包括一贯穿防护罩的中心部分延伸的喷口，所述喷口限定入口部分和出口部分，出口部分具有与等离子流相交的端部，所述喷口从入口部分到与等离子体流相交的出口部分的端部是连续成型的，

其中连续成型的所述喷口限定屏蔽角，该屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

15.按照权利要求14所述的防护罩，其中连续成型的表面限定一收敛配置。

16.按照权利要求14所述的防护罩，其中连续成型的表面限定一发散配置。

17.按照权利要求14所述的防护罩，其中连续成型的表面限定一收敛-发散配置。

18.按照权利要求14所述的防护罩，其中防护罩包括单个构件。

19.按照权利要求14所述的防护罩，其中防护罩包括多个构件。

20.按照权利要求19所述的防护罩，其中防护罩包括：

外部主体；

插件，所述插件设置在外部主体内，插件包括连续成型的喷口，所述喷口贯穿插件的中心部分延伸；和

至少一个气体通道，所述气体通道设置在外部主体和插件之间。

21.按照权利要求14所述的防护罩，还包括至少一个通气通道，所述通气通道穿过连续成型的表面形成。

22.一种供在等离子体电弧炬中使用的元件，该元件远离等离子体电弧炬的另一个元件设置并在其间形成间隙，该元件包括连续成型的表面，所述连续成型的表面从入口部分延伸到出口部分，出口部分具有与等离子流相交的端部，且所述连续成型的表面以预定的角度导引保护气流以与等离子体流相交于出口部分的端部从而在工件上产生特定的穿孔或者切割位置，

其中连续成型的喷口限定屏蔽角，该屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

23.按照权利要求22所述的元件，其中所述元件从包括防护罩、气体分配器、间隔器和焊嘴的这组元件中选定。

24.一种等离子体电弧炬，包括多个协同工作的连续成型的表面，所述连续成型的表面由对应的多个元件限定，所述多个元件远离等离子体电弧炬的其它元件设置并在其间形成间隙，所述连续成型的表面从所述多个元件的各个入口部分延伸到所述多个元件的各个出口部分，各个出口部分具有与等离子流相交的端部，所述连续成型的表面以预定的角度导引保护气流以与等离子体流相交于出口部分的端部从而在工件上产生特定的穿孔或切割位置，

其中连续成型的喷口限定屏蔽角，该屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

25.按照权利要求24所述的等离子体电弧炬，其中多个连续成型的表面包括焊嘴的外表面和防护罩的内表面。

26.按照权利要求24所述的等离子体电弧炬，其中多个连续成型的表面包括焊嘴的外表面和气体分配器的内表面。

27.一种操作等离子体电弧炬的方法，包括中心喷口，所述中心喷口沿着连续成型的路线从所述中心喷口的入口部分到所述中心喷口的出口部分相对于等离子体电弧炬的纵向轴线导引保护气体穿过防护罩，出口部分具有一端部，连续成型的路线与等离子体流相交于该端部，防护罩远离等离子体电弧炬的焊嘴设置并在其间形成间隙，

其中连续成型的所述中心喷口限定屏蔽角，该屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

28.按照权利要求27所述的方法，其中保护气体被向内导引。

29.按照权利要求27所述的方法，其中保护气体被向外导引。

30.按照权利要求27所述的方法，其中保护气体被向内和向外导引。

31.按照权利要求27所述的方法，还包括将至少一部分保护气体从防护罩排放。

32.按照权利要求31所述的方法，其中所述排放处于与成型的路线成流体连通。

33.一种操作等离子体电弧炬的方法，包括沿着连续成型的路线从等离子体电弧炬至少一个元件的入口部分到出口部分相对于等离子体电弧炬的纵向轴线导引保护气体，该元件远离等离子体电弧炬的另一元件设置并在其间形成间隙，出口部分具有一端部，该端部与等离子体流相交，以及连续成型的路线以预定的角度导引保护气流，与等离子体流相交于出口部分的该端部，这样在工件上产生特定的穿孔或切割位置，

其中连续成型的喷口限定屏蔽角，该屏蔽角构造为以使连续成型的表面按预定角度导引保护气体，以便在工件上产生穿孔或切割位置。

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