CN102066033B - 等离子切割枪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在等离子切割被切割材料的过程中将切割面与表面的缘部切割成直角或曲面状的等离子切割枪。该等离子切割枪(A)将向电极(2)和与该电极(2)同轴设置的喷嘴构件(5)之间供给的等离子气体等离子化，并将其从喷嘴构件(5)喷射来切割被切割材料，该等离子切割枪(A)具有：第二喷嘴构件(6)，其在喷嘴构件的外侧并配置成与喷嘴构件(5)同轴；第一回旋孔(20)，其使向形成于喷嘴构件(5)与第二喷嘴构件(6)之间的二次气流气体通路(11)供给的二次气流气体回旋；第一的二次气流气体供给路(12)，其与第一回旋孔(20)连接；第二回旋孔(21)，其使二次气流气体向第一回旋孔(20)的回旋方向的相反方向回旋；第二的二气流气体供给路(13)，其与第二回旋孔(21)连接；二次气流气体供给构件(15)，其对第一的二次气流气体供给路(12)或第二的二气流气体供给路(13)供给二次气流气体。

Description

等离子切割枪

技术领域

本发明涉及等离子切割枪，其在切割以钢板为代表的被切割材料时，能够相对于表面大致垂直地选择性地实施上缘部为大致直角的切割面和上缘部为大致曲面状的切割面。

背景技术

例如以桥梁为代表的铁钢结构体通过对将钢板切割成所希望的形状而得到的切割材料进行焊接来形成多个结构构件并且组装上述的结构构件而构成。因此，在构成各结构构件的切割材料的端部存在焊接到其它构件的焊接面和向大气露出的露出面。构成铁钢结构体的结构构件的切割材料通常采用气体切割法或者等离子切割法进行切割，对切割面实施相对于钢板的表面成大致直角的垂直切割。

另一方面，在铁钢结构体中，由于结构构件的大部分暴露于大气中，因此涂装表面来防止产生锈。在该情况下，对通过切割被切割材料而形成的露出面也进行涂装，但构成该露出面的切割面与钢板的表面的交点(缘部)大致成直角，从而存在产生涂膜容易以该缘部为起点而剥离的问题。

为了防止以上述的露出面与表里面的缘部为起点的涂膜的剥离，通过打磨机或倒角机对该缘部实施二次加工而使其形成为大致曲面状或者钝角后，实施涂装。如此，对于沿着从钢板切割出的切割材料的露出面对缘部进行二次加工而言，需要很多的时间和劳力。

因此，本申请的申请人开发出在切割被切割材料时能够将缘部切割成曲面状的等离子切割方法和等离子切割装置并进行专利申请(参照专利文献1)。在该技术中，不会使操作员的手受累，能够进行合理的切割。

专利文献1：WO2008/044756

专利文献1中记载的发明也不完善，存在尚未解決但需要解决的问题。即，具有下述问题：在切割时，由于选择地进行坡口切割和将上下的缘部切割成曲线状的切割，因此控制复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在切割被切割材料的过程中，能够将切割面与表面的缘部切割成直角或曲面状的等离子切割枪。

为了解决上述课题，本发明的等离子切割枪将向电极和与该电极同轴设置的喷嘴构件之间供给的等离子气体等离子化，并将其从喷嘴构件喷射来切割被切割材料，所述等离子切割枪构成为具有：第二喷嘴构件，其在喷嘴构件的外侧并配置成与喷嘴构件同轴；第一回旋孔，其使向形成于所述喷嘴构件与第二喷嘴构件之间的通路供给的二次气流气体回旋；第一的二次气流气体供给路，其与所述第一回旋孔连接；第二回旋孔，其使向形成于所述喷嘴构件与第二喷嘴构件之间的通路供给的二次气流气体向所述第一回旋孔的回旋方向的相反方向回旋；第二的二次气流气体供给路，其与所述第二回旋孔连接；二次气流气体供给构件，其对所述第一的二次气流气体供给路或第二的二次气流气体供给路供给二次气流气体。

发明效果

在本发明的等离子切割枪中，能够变更二次气流气体的回旋方向。因此，通过适当组合切割的行进方向和二次气流气体的回旋方向，能够将被切割材料的表面与切割面的交点(缘部)切割成大致直角或大致曲线状。

在等离子切割中，二次气流气体的回旋与相对于切割面的表面的垂直度具有密切的关系。例如，当朝向切割的行进方向下流侧的右侧为产品时，使二次气流气体顺时针回旋，从而能够进行切割面相对于表面大致垂直且表面与切割面的缘部为大致直角的切割。此时，在朝向行进方向下流侧的左侧，切割面相对于表面倾斜且表面与切割面的缘部形成曲面状。

因此，在对被切割材料进行切割时，通过选择二次气流气体的回旋方向，从而能够选择性地形成表面与切割面的缘部为大致直角的切割面和表面与切割面的缘部为曲面状的切割面。尤其是在切割的进行过程中，通过变更二次气流气体的回旋方向，能够形成缘部为大致直角的切割面和缘部为曲面状的切割面。

附图说明

图1是说明等离子切割枪的结构的剖视图。

图2是从图1的右方观察到的图1的等离子切割枪的图。

图3是沿图2的III-III线剖开图1的图。

图4是沿图2的IV-IV线剖开图1的图。

图5是说明向等离子切割枪供给二次气流气体的供给系统的图。

符号说明：

A等离子切割枪

1枪本体

1a轴

2电极

3电极台

3a、3b筒构件

4定心石

4a回旋孔

5喷嘴构件

6第二喷嘴构件

7等离子气体供给路

10等离子室

11二次气流气体通路

12第一的二次气流气体供给路

12a配管

13第二的二次气流气体供给路

13a配管

15二次气流气体供给构件

16二次气流气体供给装置

20第一回旋孔

21第二回旋孔

22供给构件

23分配构件

23a O形环槽

23b、23c槽

25O形圈

具体实施方式

以下，利用附图说明本发明的等离子切割枪的实施方式。图1是说明等离子切割枪的结构的剖视图。图2是从图1的右方观察到的图1的等离子切割枪的图。图3是沿着图2的III-III线剖开图1的图。图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。图5是说明向等离子切割枪供给二次气流气体的供给系统的图。

在图1～图5中，等离子切割枪A在枪本体1的轴1a上配置有电极2，该电极2构成为与电极台3的筒构件3a嵌合地安装于等离子切割枪A，并且通过从筒构件3a拔出而能够从等离子切割枪A脱离。电极2及筒构件3a分别由导电性材料形成，互相接触而与电极台3连接，并经由该电极台3与未图示的电源装置连接。

在电极台3的筒构件3a的外周部配置有具有绝缘性的筒构件3b，在该筒构件3b中嵌插有形成为筒状的具有绝缘性的定心石4，并且，在定心石4的外周配置有形成为杯状的具有导电性的喷嘴构件5，该喷嘴构件5与后述的分配构件23嵌合。并且，在喷嘴构件5的外周部位配置有具有绝缘性的作为盖的第二喷嘴构件6，通过将该第二喷嘴构件6紧固于枪本体1，从而将电极2、定心石4、喷嘴构件5安装于电极台3。

尤其是，由于在喷嘴构件5与电极2这两者之间存在筒构件3b、定心石4而使两者绝缘，喷嘴构件5经由分配构件23、供给构件22与未图示的电源装置连接。

如上所述，当电极2、定心石4、喷嘴构件5通过第二喷嘴构件6而安装于电极台3时，通过电极2、定心石4、喷嘴构件5形成等离子室10，在喷嘴构件5与第二喷嘴构件6之间形成二次气流气体通路11。

等离子气体供给路7经由定心石4与等离子室10连接，能够从未图示等离子气体供给装置将等离子气体向该等离子气体供给路7供给。并且，在定心石4上形成有回旋孔4a，使向等离子室10供给的等离子气体能够沿着该回旋孔4a的回旋方向回旋。

对在定心石4上形成的回旋孔4a的回旋方向没有限制，能够提供构成为使等离子气体向顺时针方向回旋或向逆时针方向回旋的回旋孔。因此，能够与等离子切割枪A切割的切割方向、产品的方向对应地进行适当选择而实施安装。

在二次气流气体通路11开设有回旋方向形成为相反方向的作为第一回旋孔的第一回旋孔20及作为第二回旋孔的第二回旋孔21，通过从上述的第一回旋孔20或第二回旋孔21供给二次气流气体，从而能够选择二次气流气体的回旋方向。

第一回旋孔20、第二回旋孔21形成于在电极台3的前端侧配置的筒状的供给构件22上，供给构件22设置成与配置在该供给构件22内侧的分配构件23嵌合。

即，在分配构件23的外周形成有三个的O形环槽23a，在上述的O形环槽23a之间形成有两个气体分配用的槽23b、23c。在上述槽23b连接有贯通供给构件22、分配构件23而形成的第一的二次气流气体供给路12，另外，在槽23c连接有贯通供给构件22、分配构件23而形成的第二的二次气流气体供给路13。

在供给构件22的与形成在分配构件23上的槽23b、23c对应的位置形成有从外周侧向内周侧贯通且具有规定的回旋方向的第一回旋孔20和第二回旋孔21。因此，通过将O形环25安装于分配构件23的各O形环槽23a，槽23b与供给构件22的第一回旋孔20、槽23c与第二回旋孔21彼此独立连接。

对于在供给构件22上形成的第一回旋孔20的回旋方向没有特别限定，向顺时针方向或者逆时针方向回旋都可以。但是，需要使第二回旋孔21的回旋方向成为与所述第一回旋孔20的回旋方向相反的方向。即，当第一回旋孔20的回旋方向为顺时针方向时，第二回旋孔21的回旋方向被限定为逆时针方向。因此，当第一回旋孔20的回旋方向为逆时针方向时，第二回旋孔21的回旋方向为顺时针方向。

对于构成第一回旋孔20、第二回旋孔21的孔的个数和直径没有特别的限定，优选与等离子切割枪A的规格对应地适当设定。在该情况下，优选：第一回旋孔20的孔的个数及直径与第二回旋孔21的孔的个数及直径相等。

如图5所示，第一的二次气流气体供给路12经由配管12a与二次气流气体供给构件15连接，第二的二次气流气体供给路13也同样经由配管13a与二次气流气体供给构件15连接。二次气流气体供给构件15具有对在等离子切割枪A上形成的第一的二次气流供给路12、第二的二次气流气体供给路13选择性地供给第二次气流气体的功能，只要是能够发挥该功能的结构，则对具体的结构或构造没有限定。

在本实施例中，作为二次气流气体供给构件15，使用安装在各配管12a、13a上的电磁开闭阀或者与配管12a、13a连接的切换阀等构成。因此，通过以选择性地开闭的方式控制电磁开闭阀，或者切换控制切换阀，从而能够在任一方设定供给路径。

在二次气流气体供给构件15上连接有二次气流气体供给装置16。该二次气流气体供给装置16只要能够将作为二次气流气体的氧气气体或者其它气体向二次气流气体供给构件15供给即可，在工厂内可以由配管和高压储气罐等构成。

在上述那样构成的等离子切割枪A中，通过操作二次气流气体供给构件15，能够向第一的二次气流气体供给路12或第二的二次气流气体供给路13供给二次气流气体。即，能够选择第一的二次气流气体供给路12、第二的二次气流气体供给路13而供给二次气流气体，通过选择上述的供给路12、13，能够选择向二次气流气体通路11供给的二次气流气体的回旋方向。

因此，在通过等离子切割枪A进行切割时，能够选择对产品喷射的二次气流气体的回旋方向，能够选择将作为被切割材料的表面与切割面的交点的缘部切割成大致直角，还是切割成曲面状。

接着，说明通过上述那样构成的等离子切割枪A将未图示被切割材料的缘部切割成大致直角时和切割成大致曲面状时的顺序。在该等离子切割枪A中，设第一回旋孔20的回旋方向为顺时针方向，第二回旋孔21的回旋方向为逆时针方向，且等离子弧的回旋方向为顺时针方向，朝向切割方向下流侧的右侧为产品。

首先，说明将产品的缘部切割成大致直角的情况。在该情况下，二次气流气体的回旋方向为顺时针方向。因此，在二次气流气体供给构件15中，将二次气流气体的供给系统选择作为配管12a，对二次气流气体通路11供给沿顺时针方向回旋的二次气流气体。

将等离子切割枪A搭载于未图示的行驶台车而将配置成相对于被切割材料的表面垂直。向等离子室10供给等离子气体。此时，供给的等离子气体通过定心石4而沿顺时针方向回旋。另外，向第一的二次气流气体供给路12供给二次气流气体，使该二次气流气体边沿顺时针方向回旋边向二次气流气体通路11供给。

在电极2与喷嘴构件5之间放电，使供给的等离子气体等离子化，从而形成导弧而进行喷射。从喷嘴构件5喷射的导弧到达被切割材料后，隔断电极2与喷嘴构件5之间的放电，并且在电极2与被切割材料之间放电而形成主弧。此时，沿顺时针方向回旋的二次气流气体沿着喷射的主弧喷射。

通过从喷嘴构件5喷射的主弧、从第二喷嘴构件6喷射的二次气流气体切割被切割材料，并同时使等离子切割枪A沿着预先设定的预定切割线行进，从而将被切割材料切割成所希望的形状。此时，朝向切割方向的下流侧的右侧的切割面中的该切割面与表面的缘部形成为大致直角。

接着，说明将产品的缘部切割成大致曲面状的情况。在该情况下，二次气流气体的回旋方向为逆时针方向。因此，在二次气流气体供给构件15中，将二次气流气体的供给系统选择作为配管13a，对二次气流通路11供给沿逆时针方向回旋的二次气流气体。

将通过定心石4沿顺时针方向回旋的等离子气体向等离子室10供给。并且，向第二的二次气流气体供给路13供给二次气流气体，该二次气流气体边沿逆时针方向回旋边向二次气流气体通路11供给。

在电极2与喷嘴构件5之间放电，使供给的等离子气体等离子化，从而形成导弧而进行喷射，从喷嘴构件5喷射的导弧到达被切割材料后，隔断电极2与喷嘴构件5之间的放电，并且在电极2与被切割材料之间放电而形成主弧。此时，沿逆时针方向回旋的二次气流气体沿着喷射的主弧喷射。

通过从喷嘴构件5喷射的主弧、从第二喷嘴构件6喷射的沿逆时针方向回旋的二次气流气体来切割被切割材料，并同时使等离子切割枪A沿着预先设定的预定切割线行进，从而将被切割材料切割成所希望的形状。此时，朝向切割方向的下流侧的右侧的切割面中的该切割面与表面的缘部形成为大致曲面状。

进而，说明在预先设定的切割线中混有需要将缘部切割成直角的部分和需要将缘部切割成曲面状的部分的情况。当需要将缘部切割成直角的部分时，如上所述那样操作二次气流气体供给构件15而将二次气流气体向第一的二次气流气体供给路12供给，使沿顺时针方向回旋的二次气流气体沿着主弧喷射而进行切割。由此，切割面相对于表面大致垂直，并且缘部大致成为直角。另外，当需要将缘部切割成曲面状的部分时，将二次气流气体向第二的二次气流气体供给路13供给，使沿逆时针方向回旋的二次气流气体沿着主弧喷射而进行切割。由此，切割面的缘部大致成为曲面状。

因此，即使为预先设定的单一的切割线，也能够分别与需要将缘部切割成直角的部分、需要将缘部切割成曲面状的部分对应地进行切割。

此外，在将被切割材料的表面与切割面的缘部切割成大致直角或者切割成大致曲面状时，除了如上所述那样将二次气流气体的回旋方向选择为顺时针方向或逆时针方向，还优选选择主弧的回旋方向。

即，在上述的实施例中，在朝向切割的行进方向下流侧的右侧将缘部切割成大致直角时，选择并安装回旋方向被设定为顺时针方向的定心石，并且使二次气流气体沿顺时针方向回旋，由此能够实现进一步提高切割的品质。另外，在将缘部切断成大致曲面状时，选择并安装回旋方向被设定为逆时针方向的定心石，并且使二次气流气体沿逆时针方向回旋，由此能够实现具有曲面状的缘部的切割面。

在使用本发明的等离子切割枪将被切割材料的表面与切割面的缘部切割成大致曲面状的情况下，当将等离子切割枪配置成相对于被切割材料的表面垂直时，缘部形成为大致曲面状，而切割面以切槽的上表面侧宽且下表面侧窄的方式倾斜。因此，在缘部为大致曲面状且相对于表面形成大致垂直的切割面时，需要使等离子切割枪预先倾斜成能够与上述的倾斜相抵的角度。

工业实用性

对于本发明的等离子切割枪而言，其在切割桥梁等中的结构构件的暴露于大气中的露出面时有用。

Claims (1)

1.一种等离子切割枪，其将向电极和与该电极同轴设置的喷嘴构件之间供给的等离子气体等离子化，并将其从喷嘴构件喷射来切割被切割材料，所述等离子切割枪的特征在于具有：

第二喷嘴构件，其在喷嘴构件的外侧并配置成与喷嘴构件同轴；

第一回旋孔，其使向形成于所述喷嘴构件与第二喷嘴构件之间的通路供给的二次气流气体回旋；

第一的二次气流气体供给路，其与所述第一回旋孔连接；

第二回旋孔，其使向形成于所述喷嘴构件与第二喷嘴构件之间的通路供给的二次气流气体向所述第一回旋孔的回旋方向的相反方向回旋；

第二的二次气流气体供给路，其与所述第二回旋孔连接；以及，

二次气流气体供给构件，其向所述第一的二次气流气体供给路或第二的二次气流气体供给路供给二次气流气体，

所述第一回旋孔的个数及直径与所述第二回旋孔的个数及直径相等，

所述二次气流气体的回旋方向能够变更，通过组合切割的行进方向和所述二次气流气体的回旋方向，能够将所述被切割材料的表面与切割面的交点切割成大致直角或大致曲面状，

所述第一回旋孔、所述第二回旋孔、所述第一的二次气流气体供给路及所述第二的二次气流气体供给路均配置在比所述第二喷嘴构件靠等离子切割枪内部的位置。