CN1678164A - 等离子割炬 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现切割性能稳定，电极以及等离子喷嘴的寿命长、小型轻量化的等离子割炬。一种等离子割炬，其具备：电极，其在设置于割炬本体的轴芯部上的前端形成锥部；等离子喷嘴，其被安装在割炬本体上；保护罩，其围绕等离子喷嘴被安装在割炬本体上；可动环，其内周部与电极锥部的上部电接触，外环部与等离子喷嘴电接触的同时，沿轴芯方向滑动；及弹簧，其被安装在等离子喷嘴的里面，推动可动环压；由电极、可动环、等离子喷嘴以及割炬本体形成密封的空间，在电弧启动时将等离子气体供给到该空间中，可动环从电极锥部的上部分离向下方向移动，可动环的内周面与电极锥部变为非接触产生导引电弧。

Description

等离子割炬

技术领域

本发明涉及用于进行等离子切割的被改进的等离子割炬。

背景技术

等离子切割，首先在电极和等离子喷嘴之间产生导引电弧。并且，使该电弧通过等离子气体的压力从等离子喷嘴喷出，在电极和工件之间产生主等离子弧。由等离子喷嘴挤压出该主等离子弧，通过由等离子气体进行冷却，能够产生集中性高的高温等离子流。将该高温等离子流作为熔断热源熔化工件，通过由等离子气体消除该熔融物而进行切割。

图5是表示一般的等离子切割装置的构成的图。在该图中，等离子切割用电源装置1，将商业电源作为输入，例如由反相控制电路恒流控制输出，向等离子切割割炬(torch)2以及工件3供给电能。从压缩器4喷出的空气或氧的等离子气体，通过设置在等离子切割用电源装置1内的电磁阀(省略图示)从等离子切割割炬2喷出。

以下说明其动作。

如果操作员按压启动开关5，那么从等离子切割用电源装置1将预先设定的电能供给到等离子割炬2以及工件3上，从压缩器4向等离子切割割炬2喷出等离子气体。并且，在设置在等离子切割割炬2内的(由图5在后面讲述)电极和等离子喷嘴之间产生导引电弧(pilot arc)。由等离子气体的压力使该导引电弧从等离子喷嘴喷出，在电极和工件3之间产生主等离子弧，进行工件3的切割。

图6以及图7是不外加高频高电压，产生导引电弧的现有技术的等离子切割割炬的剖视图。图6表示供给等离子气体之前的状态，图7表示供给等离子气体时的状态。

在图6中，在割炬本体6的轴芯部上设置电极7，该电极7由弹簧8向下方向挤压。等离子喷嘴9为筒状，具有导电性，等离子喷出孔9a形成在前端部。将筒状的绝缘部件10安装在割炬本体6上，在电极7和等离子喷嘴9之间以外的部分中防止产生导引电弧。由电极7、等离子喷嘴9以及绝缘部件10形成密封的空间11。

在电弧启动时，如图7所示，如果从由图5所示的压缩器4将等离子气体12供给到该空间11中，那么电极7沿绝缘部件10向轴芯上方向滑动。并且，在电极7和等离子喷嘴9之间变为非接触，产生导引电弧。

具有绝缘性以及耐热性的保护罩(cup)13围绕等离子喷嘴9安装在割炬本体6上。通过将等离子气体12从保护罩13的等离子喷出孔13a喷出，冷却保护罩13。(例如参照专利文献1)

以下说明动作。

如图6所示，在电极7由弹簧弹力被压在等离子喷嘴9上变为接触的状态时，如果操作员按压在图3中所示的启动开关5，那么从等离子切割用电源装置1将电能供给到电极7和等离子喷嘴9以及工件3之间。

并且，如图7所示，在由电极7、等离子喷嘴9以及绝缘部件10密封的空间11中，如果从压缩器4供给等离子气体12，那么在电极7上施加向上方向的力，电极7从等离子喷嘴9分离向上方向移动，电极7与等离子喷嘴9变为非接触，产生导引电弧。并且，由等离子气体12的压力从等离子喷出孔9a喷出，在电极7和工件3之间产生主等离子弧，进行等离子切割。此外，由等离子气体12冷却电极7、等离子喷嘴9以及保护罩13等。

专利文献1：特许第2568126号说明书。

在图6以及图7中所示的现有技术的等离子切割割炬中，为了产生导引电弧，而使电极7沿轴芯方向移动。由此，只电极7的轴芯一点点变化，很难将电极7以及等离子喷嘴9的每一个的轴芯保持在同轴上。因此，在主等离子弧移动时，由于等离子弧没有在轴芯方向上产生，所以存在切割性能变差的不良情况。

此外，由于电极7以及等离子喷嘴9的每一个的轴芯不在同轴上，所以存在电极7或等离子喷出孔9a不均匀磨损，其寿命变短的不良情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谋求切割性能稳定，电极以及等离子喷嘴的寿命长，且小型轻量化的等离子割炬。

为了达到上述目的，本发明第1方案具备：割炬本体；电极，其被设置在所述割炬本体的轴芯部上，在与工件之间产生主等离子弧；等离子喷嘴，其被安装在所述割炬本体上，在与所述电极之间产生导引电弧；和保护罩，其围绕所述等离子喷嘴安装在所述割炬本体上，其特征在于，所述电极的前端形成锥部，具备：可动环，其内径与所述电极锥部的上部相同，内周部与所述电极锥部的上部电接触，外环部与所述等离子喷嘴电接触的同时，沿轴芯方向可滑动；和弹簧，其被安装在所述等离子喷嘴的里面，推动所述可动环，其中由所述电极、所述可动环、所述等离子喷嘴以及所示割炬本体形成密封的空间，在电弧启动时，如果将等离子气体供给到所述空间中，那么在所述可动环上施加向下方向的力，所述可动环从所述电极锥部的上部分离向下方向移动，所述可动环的内周面与所述电极的锥部变为非接触，产生所述导引电弧。

本发明的等离子割炬具备：割炬本体；电极，其被设置在割炬本体的轴芯部上，在与工件之间产生主等离子弧；等离子喷嘴，其被安装在割炬本体上，在与电极之间产生导引电弧；和保护罩，其围绕等离子喷嘴安装在割炬本体上；电极的前端形成锥部，具备：可动环，其内径与电极锥部的上部相同，内周部与电极锥部的上部电接触，外环部与等离子喷嘴电接触的同时，沿轴芯方向可滑动；和弹簧，其被安装在等离子喷嘴的里面，推动可动环压，其中由电极、可动环、等离子喷嘴以及割炬本体形成密封的空间，如果在电弧启动时将等离子气体供给到该空间，对可动环施加向下方向的力，那么可动环从电极锥部的上部分离向下方向移动，可动环的内周面与电极的锥部变为非接触产生导引电弧。

其结果，由于电极以及等离子喷嘴被固定，这些轴芯为同轴，因此主等离子弧在与这些轴芯为同轴上产生。因此，切割性能稳定，电极以及等离子喷嘴的寿命变长。此外，与现有技术的等离子切割割炬相比，由于不用使电极滑动的机构，而设置只使可动环滑动的机构，因此可实现小型轻量化。

附图说明：

图1是表示供给本发明的等离子气体前的状态的等离子切割割炬的剖视图。

图2是表示供给本发明的等离子气体以及保护气体时的状态的等离子切割割炬的剖视图。

图3是表示供给本发明的等离子气体前的状态的等离子焊枪的剖视图。

图4是表示供给本发明的等离子气体以及保护气体时的状态的等离子焊枪的剖视图。

图5是表示一般等离子切割装置的构成的图。

图6是表示供给现有技术的等离子气体前的状态的等离子切割割炬的剖视图。

图7是表示供给现有技术的等离子气体时的状态的等离子切割割炬的剖视图。

图中：1-等离子切割用电源装置；2-等离子切割割炬；3-工件；4-压缩器；5-启动开关；6-割炬本体；7-电极；8-弹簧；9-等离子喷嘴；9a-等离子喷出孔；10-绝缘部件；11-空间；12-等离子气体；13-保护罩；13a-等离子喷出孔；14-割炬本体；15-电极；15a-电极的锥部；15b-电极锥部的上部；16-等离子喷嘴；16a-等离子喷出孔；17-绝缘部件；18-保护罩；20-可动环；21-弹簧；22-空间；23-等离子气体；24-电极；25-电极支撑部件；25a-电极支撑部件的锥部；25b-电极支撑部件锥部的上部；26-等离子喷嘴；26a-等离子喷出孔；27-绝缘部件；28-保护罩；29-保护气体；30-空间；31-等离子气体；32-焊枪本体。

具体实施方式

[实施方式1]

参照图面基于实施例说明发明的实施方式。

图1以及图2是本发明的等离子切割割炬的剖视图。图1表示供给等离子气体前的状态，图2表示供给等离子气体时的状态。

在图1中，在割炬本体14的轴芯部上安装电极15(通常在铜电极的前端嵌入铪)，在该电极15的前端上形成锥部15a。在该电极15和工件3之间产生主等离子弧。等离子喷嘴16被安装在割炬本体14上，为筒状具有导电性，与电极15同轴，在与电极15之间产生导引电弧。此外，将等离子喷出孔16a形成在前端部上。将筒状的绝缘部件17安装在割炬本体14上，防止在电极15与下面所述的可动环之间以外的地方产生导引电弧。具有绝缘性以及耐热性的保护罩18围绕等离子喷嘴被安装在割炬本体14上。

具有导电性的可动环20的内径与电极锥部的上部15b相同。此外，将弹簧21安装在等离子喷嘴16的里面上，将可动环20压上去。该可动环20，在内周部与电极锥部的上部15b电接触，外环部与等离子喷嘴16电接触的同时，沿轴芯方向滑动。虽然在电极锥部的上部15b上设置有台阶部，但这是为了容易卡住并固定住可动环20而设置的，也可以不设置。由电极15、可动环20、等离子喷嘴16以及割炬本体14形成密封的空间22。

在割炬启动时，如图2所示，从压缩器4将等离子气体23(通常为空气或氧)供给到该空间22中，可动环20向下方向滑动，在可动环20和电极15之间产生导引电弧。

以下说明其动作。

在图1中，在可动环20由弹簧弹力按压到电极15上，呈接触状态时，如果操作员按压启动开关5，那么从等离子切割用电源装置1将电能供给到电极15、等离子喷嘴16以及工件3之间。

并且，如图2所示，在由电极15、可动环20、等离子喷嘴16以及割炬本体14所形成的密封空间22中，从压缩器4供给等离子气体23，在可动环20上施加向下方向的力，可动环20从电极锥部的上部15b分离向下方向移动，可动环20的内周面与电极的锥部15a变为非接触，产生导引电弧。并且，该导引电弧由等离子气体23的压力从等离子喷出孔16a喷出，在电极15和工件3之间产生主等离子弧，进行切割。此外，由等离子气体23冷却电极15、等离子喷嘴16以及保护罩18等。

其结果，本发明的等离子切割割炬，由于电极15以及等离子喷嘴16被固定，这些轴芯为同轴，因此主等离子弧在与这些轴芯为同轴上产生。因此，切割性能稳定，电极15以及等离子喷嘴16的寿命变长。

此外，与现有技术的等离子切割割炬相比，由于也可以不使用使电极15滑动的机构，而只设置使可动环20滑动的机构，所以可谋求小型轻量化。

[第2实施方式]

虽然上面对等离子切割割炬说明了有关本发明的等离子割炬，但是本发明也能适用于等离子焊枪中。等离子焊枪与等离子切割割炬不同的功能在于：为了由空气遮蔽熔池，从保护罩喷出保护气体。

图3以及图4是本发明的等离子焊枪的剖视图，图3表示供给等离子气体以及保护气体前的状态，图4表示供给等离子气体以及保护气时的状态。

在图3中，在焊枪本体32的轴芯部上设置电极24(通常，由钨形成)，该电极24由具有导电性的电极支撑部件25安装在焊枪本体32上。在该电极支撑部件25的前端上形成锥部25a。等离子喷嘴26为筒状具有导电性，将等离子喷出孔26a形成在前端部上并安装在焊枪本体32上。将绝缘部件27安装在焊枪本体32上，在电极支撑部件25和下面所述可动环20之间以外的部分防止触发导引电弧。

具有绝缘性以及耐热性的保护罩28围绕等离子喷嘴26被安装在焊枪本体32上，如图4所示，喷出保护气体(通常为氩)。

具有导电性的可动环20，内径与电极支撑部件锥部的上部25b相同。此外，将弹簧21安装在等离子喷嘴26的里面，推动可动环20。该可动环20，在内周部与电极支撑部件锥部的上部25b电接触，外环部与等离子喷嘴26电接触的同时，沿轴芯方向滑动。在电极支撑部件锥部的上部25b上设置有台阶部，但这是为了容易卡住并固定住可动环20而设置的，也可以不设置。由电极支撑部件25、可动环20、等离子喷嘴26以及焊枪本体32形成密封的空间30。

在割炬启动时，如图4所示，如果从压缩器4将等离子气体31(通常为氩气)供给到该空间30中，那么可动环20向下方向滑动，在可动环20和电极支撑部件25之间产生导引电弧。

以下，说明其动作。

如图3所示，在可动环20由弹簧弹力被按压在电极支撑部件25上，呈接触状态时，如果操作员按下启动开关，那么从等离子焊接用电源装置将电能供给到电极24、等离子喷嘴26以及工件之间。

并且，如图4所示，如果在由电极支撑部件25、可动环20、等离子喷嘴26以及焊接主体32构成的密封的空间30上，从压缩器供给等离子气体31，那么对可动环20施加向下方向的力，可动环20从电极支撑部件锥部的上部25b分离向下方向移动，可动环20的内周面与电极支撑部件的锥部25a变为非接触，产生导引电弧。并且，该导引电弧由等离子气体31的压力从等离子喷出孔26a喷出，在电极24和工件之间产生主等离子弧，进行焊接。此外，由从保护罩28喷出的保护气体29将熔池与空气隔开。

其结果，本发明的等离子焊枪，由于电极24以及等离子喷嘴26被固定，这些轴芯为同轴，因此主等离子弧在与这些轴芯为同轴上产生。因此，焊接性能稳定，电极24以及等离子弧焊接26的寿命长。

此外，由于也可不用使电极24滑动的机构，而设置只使可动环20滑动的机构，因此可谋求小型轻量化。

Claims (1)

1、一种等离子割炬，其具备：割炬本体；电极，其被设置在所述割炬本体的轴芯部上，在与工件之间产生主等离子弧；等离子喷嘴，其被安装在所述割炬本体上，在与所述电极之间产生导引电弧；及保护罩，其围绕所述等离子喷嘴安装在所述割炬本体上，其特征在于，

在所述电极的前端形成锥部，

具备：可动环，其内径与所述电极锥部的上部相同，内周部与所述电极锥部的上部电接触，外环部与所述等离子喷嘴电接触的同时，沿轴芯方向滑动；及

弹簧，其被安装在所述等离子喷嘴的里面，推动所述可动环，

其中，由所述电极、所述可动环、所述等离子喷嘴以及所述割炬本体形成密封空间，

在电弧启动时，如果将等离子气体供给到所述空间中，对所述可动环上施加向下方向的力，那么所述可动环从所述电极锥部的上部分离向下方向移动，所述可动环的内周面与所述电极的锥部变为非接触，产生所述导引电弧。

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