CN1148355A - 等离子切割方法及其装置 - Google Patents

等离子切割方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1148355A
CN1148355A CN95193103A CN95193103A CN1148355A CN 1148355 A CN1148355 A CN 1148355A CN 95193103 A CN95193103 A CN 95193103A CN 95193103 A CN95193103 A CN 95193103A CN 1148355 A CN1148355 A CN 1148355A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
plasma
cutting
cut
plasma gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN95193103A
Other languages
English (en)
Inventor
齐尾克男
长谷川雅彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Publication of CN1148355A publication Critical patent/CN1148355A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

一种等离子切割方法及切割装置。采用本方法和装置可获得附着渣少、切断面干净的切割产品，即使在穿孔时也能进行高速切割。为此，穿孔时的等离子气体采用氧化性气体(O2)，切割时的等离子气体采用非氧化性气体(N2)对被切割材料(6)进行切割。另外，从穿孔向切割过渡时，也可在停止供给氧化性气体(O2)之前开始供非氧化性气体(N2)。

Description

等离子切割方法及其装置
本发明涉及用等离子气体来切断被切割材料的等离子切割方法及其装置。
在以往的等离子切割方法及其装置中，有用非氧化性气体作为等离子气体来切断被切割材料的。例如，当被切割材料是不锈钢或铝合金时，等离子气体是用氮气、氩气、氢气、甲烷等非氧化性气体。这样，被切割产品上附着的渣少，而且可得到干净、整齐的切断面。
又例如，像钨电极那样，一旦氧化其熔点便降低，电极的消耗就会急剧增加，因此，也采用非氧化性气体作等离子气体。这样，便可防止电极氧化、避免电极早期消耗。
下面就使用现有技术对穿孔开始时的情况进行说明。如图4所示，将被切割材料切断而得到b-c-d-e-b所围住的切断产品62时，从b点开始切割，该b点的孔径大而且附着的渣很多，不能保证切割质量。因此，首先在b点附近的a点穿孔、穿出孔61，然后，从该孔61开始按b-c-d-e-b-f的顺序进行切割，便得到高质量的切断产品62。当被切割材料b为薄板时，则用等离子弧穿孔。如果是厚板，一般是预先用钻穿孔。
在切割时用非氧化性气体来切断被切割材料的等离子切割方法，如上所述切割时确实附着的渣少、切断面干净，而且电极消耗也少。但是，由于穿孔时等离子气体不含氧，而不能利用氧化反应热，因此，存在着穿孔时间长的问题。当板的厚度较大时，或被切割材料为不锈钢时，上述问题更为突出。切割时间延长是因为渣附着在等离子吹管上的机会增多而造成的。等离子吹管上附着渣之后，便产生双弧，这是导致等离子吹管早期损坏的原因。
本发明是为了解决现有技术所存在的这些问题而开发的，目的是为了提供一种可以得到附着渣少、切断面干净的切断制品，而且电极消耗少，即使在穿孔时也可进行高速切割的等离子切割方法及其装置。
本发明的等离子切割方法是一面向电极周围供给等离子气体，一面从喷嘴喷射等离子弧来切断被切割材料。这种等离子切割方法是在穿孔和切割时转换向电极周围供给的等离子气体的组成而对被切割材料进行切割。穿孔时的等离子气体最好是氧化性气体，切割时的等离子气体最好是非氧把性气体。氧化性气体是氧气或含有氧气的气体，非氧化性气体采用至少含有氮气、氩气、氢气及甲烷气体之中的任意一种气体即可。从穿孔向切割过渡时，在停止供给氧化性气体之前也可开始供给非氧化性气体。
采用这种结构，可根据电极及被切割材料的材质选择穿孔时及切断时的等离子气体组成，因此，可以选定更为合适的切割条件。例如，穿孔时的等离子气体使用氧化性气体，穿孔时可获得氧化反应热。这样，可以缩短穿孔时间。在向切割过渡之前，开始供给非氧化性气体，这样，可以减小过渡时的气体压力波动，使等离子弧稳定。
本发明的等离子切割装置，具有向电极周围供给等离子气体的等离子气体供给机构，以及把上述等离子气体作为等离子弧进行喷射的喷嘴，利用上述等离子弧来切断被切割材料。这种等离子切割装置的等离子气体供给机构具有：在穿孔时供给第一等离子气体的第一等离子气体供给机构；在切割时供给第二等离子气体的第二等离子气体供给机构；在穿孔或切断时，对第一等离子气体供给机构和第二等离子气体供给机构进行选择转换的切换机构。另外，第一等离子气体最好采用氧化性气体，第二等离子气体最好采用非氧化性气体。切换机构也可这样设定，即从穿孔向切断过渡时，在停止供给氧化性气体之前开始供给非氧化性气体。
与上述本发明的等离子切割方法一样，这种结构可以选择更合适的切割条件，而且在穿孔时使用氧化性气体的情况下，利用氧化反应热可以缩短穿孔时间，又因切换机构可以像上述那样进行设定，所以，可使过渡时的气压波动减小，使等离子弧稳定。
附图的简要说明：
图1是本发明实施例的时间流程，(a)为第一及第二实施例共用的等离子起动指令；(b)为第一实施例，(b1)表示氧化性气体用开关阀的驱动，(b2)表示非氧化性气体用开关阀的驱动；(c)为第二实施例，(c1)表示氧化性气体用开关阀的驱动，(c2)表示非氧化性气体用开关阀的驱动；
图2是实施例的等离子切割机的概要说明图；
图3是表示第一实施例的试验成绩的曲线图；
图4是利用现有技术的一般性穿孔起动的说明图。
下面按照附图详细说明本发明的等离子切割方法及其装置的理想实施例。
图2是采用本发明等离子切割机的样机，等离子吹管4的中心部电极1与外周部的喷嘴2之间具有等离子气体7的通路10。通路10是两个通路8、9的合流通路，其中通路8具有开关阀(切换机构)13和流量控制阀12，并与氮气N2的供给源11相连接。通路9具有开关阀(切换机构)16及流量控制阀15，并与氧气O2的供给源14相连接。
氧气O2的供给源14与流量控制阀15为第一等离子气体供给机构，氮气N2的供给源11和流量控制阀12为第二等离子气体供给机构。这些等离子气体供给机构至少要具有所规定气体的供给源。另外，流量控制阀12、15也可以是压力调节阀。上述开关阀13、16和流量控制阀12、15的安装顺序也可颠倒，开关阀和流量控制阀也可以是一体型的。在本实施例中，作为第一等离子气体的一例，是使用氧气O2，作为第二等离子气的一例是用氮气N2。
电极1连接在电源17的阴极上，被切割材料6连接在阳极上。在电源17的阳极一侧，设有电流检测器18。电流检测器18、流量控制阀12、15及开关阀13、16连接在控制装置19上。
参照图1之(a)、(b)说明上述样机的第一实施例。根据控制装置19发出的等离子起动指令A，开关阀16打开，并调整流量控制阀15的开度。这样，少量的氧气O2便作为等离子气体7而流向等离子吹管4，并进行穿孔。接着，由控制装置19发出切割开始的指令B，则开关阀16关闭，停止供给氧气O2，同时打开开关阀13，并调整流量控制阀12的开度。这样，大量的氮气N2便作为等离子气体7流向等离子吹管4，利用等离子弧5进行切割。此外，发出切割开始指令B的时间可用计时器这样进行计算，即从电流检测器18检测出等离子弧形成时产生的电流时开始计算，也可以用计时器从上述等离子起动指令A发出时开始计算。
该第一实施例的试验数据示于图3。试验是使用电流为300A、氧气O2及氮气N2的气体压力为6kg/cm2的上述样机，穿孔高度为15mm，研究对每一种厚度的被切割材料6(不锈钢)进行穿孔所需要的时间。在该图中，以板厚(mm)为横座标，穿孔时间(秒)为纵座标。从该图可以看出，以第一实施例为例，使用氧气O2时比使用氮气N2时的穿孔时间短。因此，附着在等离子吹管4上的渣3(参照图2)少。而且，使用氮气N2时板厚超过35mm就不能穿孔，而使用氧气O2时，板厚超过40mm也可穿孔。
上述第一实施例具有如下作用及效果：
(1)切割时，由于是使用经过最佳选择的非氧化性气体，所以切割产品的切断部位附着的渣少，切断面很干净，而且电极消耗也少。
(2)穿孔时，由于是使用氧化性气体，所以利用氧化反应热可缩短穿孔时间。而且，由于穿孔时间缩短，所以等离子吹管上附着的渣少，这样，便可防止等离子吹管产生双弧现象，可延长等离子吹管的寿命。
(3)由于可穿孔的板厚可以增大，前工序(该工序是指进行预钻孔的穿孔作业)可使能穿孔的板厚范围扩大。
下面就第二实施例进行说明。在本实施例中，进行图1的(a)及(c)所示的操作，即在控制装置19发出切割开始指令B的稍前时刻发出动作指令B1。根据该动作指令B1，打开开关阀13，并调整流量调整阀12，于是氮气N2流动。另外，在实际控制时，控制装置19发出等离子起动指令A之后，根据切割开始指令B发出之前所设定的计时器，将上述动作指令B1输出到开关阀13及流量调整阀12。
氧化性气体是氧气或含有氧气的气体，非氧化气体至少是含有氮气、氩气、氢气、甲烷气中的任一种气体。
如第二实施例所述，从氧化性气体向非氧化性气体过渡时，由于在停止供给氧化性气体之前提供非氧化性气体，因此，具有以下作用及效果。
(1)在供气过程中不会中途断气，所以等离子弧稳定、切割产品的质量稳定。这是因为以下缘故，即与同时进行供非氧化性气体及停止供氧化性气体的情况相比，气压波动是阶段性地进行的。
(2)当电极的材料为例如像钨之类的，一旦氧化其熔点便降低的金属时，由于是非氧化性气体多少能起一些阻止电极氧化的作用，所以有利于延长电极寿命。
本发明的等离子切割方法及装置可以获得附着渣少、切断面干净的切割产品，而且电极消耗少，即使在穿孔时也能高速切割，这种等离子切割方法及装置是很有用的。

Claims (7)

1、一种等离子切割方法，该方法是一面向电极(1)周围供等离子气体(7)、一面从喷嘴(2)喷射等离子弧(5)来切断被切割材料(6)，其特征在于，在穿孔时及切割时，改变向电极周围供给的等离子气体(7)的组成而对所述被切割材料(6)进行切割。
2、如权利要求1所述的等离子切割方法，其特征在于，穿孔时的等离子气体(7)是氧化性气体，切割时的等离子气体(7)是非氧化性气体。
3、如权利要求2所述的等离子切割方法，其特征在于，所述氧化性气体是氧气或含有氧气的气体，所述非氧气化性气体至少是含有氮气、氩气、氢气及甲烷气中之任一种气体。
4、如权利要求2或3所述的等离子切割方法，其特征在于，从穿孔向切割过渡时，在停止供氧化性气体之前便开始供非氧化性气体。
5、一种等离子切割装置，它具有向电极(1)周围供等离子气体(7)的等离子气体供给机构、以及将所述等离子气体(7)作为等离子弧(5)而喷射的喷嘴(2)，该装置利用所述等离子弧(5)对被切割材料(6)进行切割，其特征在于，所述等离子气体供应机构具有以下几部分：即第一等离子气体供给机构(14、15)，该机构在穿孔时提供第一等离子气体；第二等离子气体供给机构(11、12)，该机构在切割时提供第二等离子气体；切换机构(13、16)，该机构在穿孔时或切割时对所述第一等离子气体供给机构(14、15)及所述第二等离子气体供给机构(11、12)进行选择、切换。
6、如权利要求5所述的等离子切割装置，其特征在于，所述第一等离子气体是氧化性气体，所述第二等离子气体是非氧化性气体。
7、如权利要求6所述的等离子切割装置，其特征在于，所述切换机构(13、16)是这样设定的，即从穿孔向切割过渡时，在停止供氧化性气体之前，便开始供给非氧化性气体。
CN95193103A 1994-05-25 1995-05-23 等离子切割方法及其装置 Pending CN1148355A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6135169A JPH07314143A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 プラズマ切断方法
JP135169/94 1994-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1148355A true CN1148355A (zh) 1997-04-23

Family

ID=15145452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95193103A Pending CN1148355A (zh) 1994-05-25 1995-05-23 等离子切割方法及其装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5801355A (zh)
EP (1) EP0768139A4 (zh)
JP (1) JPH07314143A (zh)
KR (1) KR950031350A (zh)
CN (1) CN1148355A (zh)
CA (1) CA2191208A1 (zh)
WO (1) WO1995032072A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304159C (zh) * 2003-05-28 2007-03-14 小松产机株式会社 等离子切割装置及其控制装置
CN100396419C (zh) * 2002-12-17 2008-06-25 小松产机株式会社 等离子加工方法
CN100566501C (zh) * 2005-06-07 2009-12-02 依赛彼集团公司 具有可互换电极系统的等离子体焰炬
CN101175596B (zh) * 2005-05-26 2010-09-08 小松产机株式会社 等离子切割装置及方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09201674A (ja) * 1996-01-22 1997-08-05 Ondo Kogyo Kk 溶接方法及び溶接装置
FR2787363B1 (fr) 1998-12-22 2001-01-19 Soudure Autogene Francaise Procede d'oxycoupage avec prechauffage par plasma de materiaux ferreux, tels les aciers de construction
US6232574B1 (en) * 2000-01-13 2001-05-15 The Esab Group, Inc. Method and apparatus for improving plasma ARC consumable life
FR2805192B1 (fr) * 2000-02-18 2002-06-28 Air Liquide Procede et installation de travail a l'arc plasma avec gaz a teneurs controlees en o2 et n2
US6772040B1 (en) 2000-04-10 2004-08-03 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a plasma arc system
US6359251B1 (en) 2000-04-10 2002-03-19 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a plasma arc system
US6622058B1 (en) 2000-04-10 2003-09-16 Tate S. Picard Centralized control architecture for a plasma arc system
US6947802B2 (en) * 2000-04-10 2005-09-20 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a laser materials processing system
US7186947B2 (en) * 2003-03-31 2007-03-06 Hypertherm, Inc. Process monitor for laser and plasma materials processing of materials
US20060163220A1 (en) 2005-01-27 2006-07-27 Brandt Aaron D Automatic gas control for a plasma arc torch
US8168916B2 (en) * 2008-07-28 2012-05-01 Thermal Dynamics Corporation Enhanced piercing through current profiling
US8541711B2 (en) * 2009-02-20 2013-09-24 Hypertherm, Inc. Internal part feature cutting method and apparatus
US8338739B2 (en) 2008-12-22 2012-12-25 Hypertherm, Inc. Method and apparatus for cutting high quality internal features and contours
US8354609B2 (en) 2008-12-22 2013-01-15 Hypertherm, Inc. High quality hole cutting using variable shield gas compositions
EP2277655B1 (de) * 2009-07-16 2013-05-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Plasma-Stichlochschweissen mit Veränderung des Gasvolumenstrom und/oder der Gaszusammensetzung in Abhängigkeit von mindestens einer Randbedingung des Schweissvorganges
US8283594B2 (en) * 2010-08-09 2012-10-09 The Esab Group, Inc. System and method for supplying fluids to a plasma arc torch
US10279417B2 (en) 2015-10-06 2019-05-07 Hypertherm, Inc. Controlling and delivering gases in a plasma arc torch and related systems and methods
US10722971B2 (en) 2015-10-06 2020-07-28 Hypertherm, Inc. Controlling plasma arc torches and related systems and methods

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51135858A (en) * 1975-05-20 1976-11-25 Kubota Ltd Plasma cutting gas
US4295030A (en) * 1978-03-08 1981-10-13 Naoyoshi Hosoda Plasma-arc cutting method
JPS6192782A (ja) * 1984-10-15 1986-05-10 Koike Sanso Kogyo Co Ltd プラズマ切断スタート方法
JPS649112A (en) * 1987-06-24 1989-01-12 Toray Eng Co Ltd Spool packaging apparatus with plastic film
US5396043A (en) * 1988-06-07 1995-03-07 Hypertherm, Inc. Plasma arc cutting process and apparatus using an oxygen-rich gas shield
JP2600323B2 (ja) * 1988-08-31 1997-04-16 三菱電機株式会社 レーザ加工方法
JP2516804B2 (ja) * 1988-12-26 1996-07-24 株式会社小松製作所 プラズマト−チ
JPH06226451A (ja) * 1993-01-29 1994-08-16 Komatsu Ltd プラズマ切断方法および切断装置
JPH0760450A (ja) * 1993-08-25 1995-03-07 Nippon Steel Corp プラズマ切断方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100396419C (zh) * 2002-12-17 2008-06-25 小松产机株式会社 等离子加工方法
CN1304159C (zh) * 2003-05-28 2007-03-14 小松产机株式会社 等离子切割装置及其控制装置
CN101175596B (zh) * 2005-05-26 2010-09-08 小松产机株式会社 等离子切割装置及方法
CN100566501C (zh) * 2005-06-07 2009-12-02 依赛彼集团公司 具有可互换电极系统的等离子体焰炬

Also Published As

Publication number Publication date
CA2191208A1 (en) 1995-11-30
KR950031350A (ko) 1995-12-18
WO1995032072A1 (fr) 1995-11-30
EP0768139A1 (en) 1997-04-16
JPH07314143A (ja) 1995-12-05
EP0768139A4 (en) 1997-09-03
US5801355A (en) 1998-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1148355A (zh) 等离子切割方法及其装置
US6677551B2 (en) Process for operating a plasma arc torch
US8541710B2 (en) Method and apparatus for automatic gas control for a plasma arc torch
EP0681886B1 (en) Plasma cutting method and cutting apparatus
JP3285174B2 (ja) プラズマ切断方法及びその装置
JP2005528223A (ja) 金属アーク溶接用制御方法とシステム
KR20040104354A (ko) 플라즈마 절단 장치 및 그 제어 장치
US6498317B2 (en) Process for operating a plasma arc torch
US6333481B2 (en) Process and unit for plasma-arc working with a gas mixture based on hydrogen, nitrogen and/or argon
US20080302767A1 (en) Plasma Cutting Machine
KR100960845B1 (ko) 플라즈마 절단 장치 및 방법
US5734144A (en) Plasma arc welding method and apparatus in which a swirling flow is imparted to a plasma gas to stabilize a plasma arc
CA2330069A1 (en) Method and apparatus for improving plasma arc consumable life
EP3090827B1 (en) Plasma cutting apparatus
Cuiuri et al. New approaches to controlling unstable gas metal arc welding
JPH09314332A (ja) 溶接方法及び溶接装置
JP2001232473A (ja) プラズマアーク作業を行うための方法並びにユニット
JPH09136182A (ja) レーザ加工機のアシストガス発生装置及びその制御方法
JPH11277287A (ja) 熱切断加工機のアシストガス供給方法及びアシストガス供給装置
CN108057949A (zh) 等离子电弧焊接的起弧控制方法
JPH079153A (ja) プラズマ切断装置の制御方法
JPH01241379A (ja) プラズマアーク切断におけるダブルアーク防止切断方法
JP4034396B2 (ja) プラズマ切断方法及びプラズマ切断装置
CN113966257A (zh) 用于等离子切割的方法
JPH06328258A (ja) プラズマ切断方法及び切断装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1044534

Country of ref document: HK