FR2798247A1

FR2798247A1 - Plasma torch with an electrode system having a longer life duration, its use for plasma cutting, an automatic plasma cutting installation and its method of use for plasma cutting operations

Info

Publication number: FR2798247A1
Application number: FR9911084A
Authority: FR
Inventors: Michel Delzenne; Erwan Tanguy
Original assignee: La Soudure Autogene Francaise
Current assignee: Lincoln Electric Co France SA
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-09
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: FR2798247B1

Abstract

A plasma torch fitted with an electrode system having an elevated life is made up of a torch body (1) incorporating a hollow electrode (2) having a central passage (222), cut axially inside the torch body and a tuyere (4) traversed by an ejection channel (41) for the plasma jet, the ejection channel and the central passage of the hollow electrode being coaxial. The central passage of the hollow electrode emerge axially, via a first orifice situated at the lower end of the hollow electrode, into an internal plasmagenic chamber (204), opposite the ejection channel of the tuyere, and the central passage of the hollow electrode emerges, directly or indirectly, to atmosphere via a second orifice at the upper end of the hollow electrode. Independent claims are also included for: (a) utilization of this torch for a plasma cutting operation; (b) an installation for automatic plasma cutting; and (c) a plasma cutting operation using this torch.

Description

La présente invention concerne le domaine des procédés à arc plasma pour le traitement ou le travail thermique des matériaux métalliques, en particulier un procédé et un dispositif de découpe par jet de plasma d'une pièce métallique, notamment d'une pièce en acier de construction ou en acier inoxydable. The present invention relates to the field of plasma arc processes for the treatment or thermal work of metallic materials, in particular a method and a device for plasma jet cutting of a metal part, in particular of a structural steel part. or stainless steel.

Un système ou une installation de coupage plasma comprend typiquement une torche à plasma, une source de courant électrique, un système d'allumage d'arc et des lignes d'alimentation en fluides, tels que gaz plasmagène, éventuellement un gaz de protection ou un fluide post-injecté, et un fluide de refroidissement de la torche, par exemple de l'eau distillée. A plasma cutting system or plant typically comprises a plasma torch, an electric power source, an arc ignition system and fluid supply lines, such as a plasma gas, optionally a shielding gas or a post-injected fluid, and a cooling fluid of the torch, for example distilled water.

Le procédé de coupage plasma exploite les effets thermique et cinétique du jet plasma pour fondre le matériau à découper et expulser le matériau fondu hors de la saignée formée consécutivement à un déplacement relatif la torche et de la pièce de travail. The plasma cutting method exploits the thermal and kinetic effects of the plasma jet to melt the material to be cut and expel the molten material out of the kerf formed subsequent to a relative movement of the torch and the workpiece.

De l'art antérieur, il est également connu que le procédé de coupage plasma permet la découpe de matériaux tels que les aciers de construction les aciers inoxydables et les alliages légers et que l'intensité du courant de coupe est ajustée en fonction de l'épaisseur à couper. From the prior art, it is also known that the plasma cutting process allows the cutting of materials such as structural steels, stainless steels and light alloys and that the intensity of the cutting current is adjusted according to the thickness to cut.

De tels procédés et installations de coupage plasma sont, par exemples, décrits dans les documents suivants auxquels on peut se reporter pour plus de détails : EP-A-599709 ; US-A-4,280,042 ; US-A-4,625,094 ; US-A-4,527 038 ; US-A-4,555,609 ; US-A-4,567,346 ; US-A-4,682,005 ; US-A-4,692,582 ; A- 4,855,566 ; US-A-4,885,455 ; EP-A-278797 ; EP-A-326445 ; EP-A-817547 ; EP-A-750449 ; FR-A-2650522 et US-A-5,083,005. Such methods and plasma cutting plants are, for example, described in the following documents which can be referred to for further details: EP-A-599709; US-A-4,280,042; U.S. 4,625,094; US-A-4,527,038; US-A-4,555,609; US-A-4,567,346; US-A-4,682,005; US-A-4,692,582; A 4,855,566; U.S. 4,885,455; EP-A-278797; EP-A-326445; EP-A-817547; EP-A-750449; FR-A-2650522 and US-A-5,083,005.

De façon générale, la durée de vie des électrodes est toujours un sujet de préoccupation des utilisateurs de torches à plasma, eh particulier de torches de coupage plasma, car, lorsque l'électrode est usée, il est obligatoire de procéder à un arrêt contraignant de l'installation pour permettre le remplacement de ladite électrode usée par une électrode neuve ce qui engendre, par là même, un arrêt de la fabrication des pièces de travail pendant un temps au moins équivalent à celui nécessaire au remplacement de l'électrode, occasionnant des coûts non négligeables de perte de productivité. En effet, au coût direct de l'électrode devant être changée s'ajoute le coût indirect de l'immobilisation de l'installation et celui de la non-production des pièces de travail. In general, the lifetime of the electrodes is still a concern for users of plasma torches, especially plasma cutting torches, because when the electrode is worn, it is mandatory to make a binding stop of the installation to allow the replacement of said worn electrode with a new electrode which thereby generates a stop of the manufacture of the workpieces for a time at least equivalent to that required for replacement of the electrode, resulting in significant costs of lost productivity. In fact, at the direct cost of the electrode to be changed is added the indirect cost of the immobilization of the installation and that of the non-production of workpieces.

En outre, il a également été démontré un intérêt pour un procédé de coupage plasma dans lequel, contrairement à l'usage courant, l'électrode de la torche forme anode, c'est-à-dire qu'elle est reliée, au moins temporairement et éventuellement cycliquement, au pôle positif (+) d'une source de courant continu, et la pièce de travail forme cathode, c'est-à-dire qu'elle reliée reliée, au moins temporairement et éventuellement cycliquement, pôle négatif (-) de ladite source de courant continu. En effet, un tel procédé présente de nombreux avantages par comparaison aux procédés classiques, notamment, en offrant la possibilité de couper des épaisseurs de matériau métallique très importantes (> 100 mm) en regard des intensités courant utilisées, et, du fait de la polarité inversée par rapport à la pratique courante, il sollicite beaucoup l'électrode, i.e. l'anode, de la torche, celle ci étant entièrement soumise au flux d'électrons en provenance de la pièce de travail, Le. la cathode. Dans certains cas, un tel procédé de coupage plasma peut être du type à polarité variable, c'est-à-dire un procédé de coupage plasma mettant en ceuvre un courant de coupe alternatif ou assimilé. Dans ce procédé, l'électrode de la torche est sollicitée de façon importante car soumise au flux d'électrons à chaque demi-alternance. Par ailleurs, d'autres publications décrivent des systèmes de torches à plasma pour la découpe manuelle ou automatisée de matériaux métalliques, utilisant des gaz variés pour former un jet de plasma, par exemple , de l'air comprimé, de l'azote, de l'oxygène ou des mélanges de gaz, tels que des mélanges argon+hydrogène, azote+hydrogène, ou bien encore des systèmes à double flux, c'est-à-dire un premier flux plasmagène délivré centralement, tel un gaz ou un mélange de gaz, et un second flux de protection, délivré périphériquement audit premier flux plasmagène, tel un gaz, un mélange de gaz ou de l'eau. A ce titre, on peut citer les documents EP-A-803309, EP-A- 810052 et EP-A-845322. In addition, it has also been shown to be of interest for a plasma cutting process in which, contrary to current usage, the torch electrode forms anode, i.e., it is connected, at least temporarily and possibly cyclically, at the positive pole (+) of a direct current source, and the workpiece forms cathode, that is to say that it connected connected, at least temporarily and possibly cyclically, negative pole ( -) of said DC source. Indeed, such a method has many advantages over conventional methods, in particular by offering the possibility of cutting very large thicknesses of metallic material (> 100 mm) with respect to the current intensities used, and, because of the polarity inverted with respect to the current practice, it solicits a lot the electrode, ie the anode, of the torch, the latter being entirely subjected to the flow of electrons coming from the workpiece, Le. the cathode. In some cases, such a method of plasma cutting may be of the variable polarity type, that is to say a plasma cutting method implementing an alternating cutting stream or the like. In this method, the torch electrode is stressed significantly because it is subjected to the flow of electrons at each half-wave. Furthermore, other publications describe plasma torch systems for the manual or automated cutting of metallic materials, using various gases to form a plasma jet, for example, compressed air, nitrogen, nitrogen, oxygen or gas mixtures, such as argon + hydrogen, nitrogen + hydrogen mixtures, or else dual flow systems, ie a first centrally delivered plasmagene stream, such as a gas or a mixture gas, and a second protection stream, peripherally delivered to said first plasmagenic flux, such as a gas, a mixture of gases or water. In this respect, mention may be made of EP-A-803309, EP-A-810052 and EP-A-845322.

Toutefois, tous ces systèmes ont en commun d'utiliser une électrode du type pointue ou "bouton", c'est-à-dire constituée - soit d'un barreau massif de tungstène, allié ou non, usiné à extrémité pointue, - soit d'un support en cuivre ou alliage de cuivre de forme genérale en coupelle borgne dont l'extrémité plate exposée à l'arc est dotée en son centre d'un insert émissif en tungstène, zirconium, hafnium ou d'alliages comportant majoritairement l'un de ces matériaux. However, all these systems have in common to use an electrode of the pointed type or "button", that is to say constituted - either a massive bar of tungsten, alloy or not, machined pointed end, - either a copper or copper alloy support in the general form in a blind cup whose flat end exposed to the arc is endowed at its center with an emissive insert made of tungsten, zirconium, hafnium or alloys, predominantly comprising one of these materials.

Lorsqu'un procédé à polarité habituelle, c'est-à-dire avec pôle négatif (-) de la source de courant relié à l'électrode et pôle positif (+) relié à pièce de travail, est mis en oeuvre, les électrodes nécessitent des interventions plus ou moins fréquentes en fonction des intensités de courant et des gaz utilisés. When a method with usual polarity, that is to say with negative pole (-) of the current source connected to the electrode and positive pole (+) connected to workpiece, is implemented, the electrodes require more or less frequent interventions depending on the currents and the gases used.

Dans ce cas, les électrodes pointues s'érodent, c'est-à-dire que leur pointe s'émousse en engendrant des instabilités d'arc, une variation de distance entre l'extrémité de celle-ci et l'entrée du canai de tuyère, donc une variation des caractéristiques de la colonne plasma avec, au résultat, une détérioration des performances de coupe. Dans ces conditions, un remplacement de l'électrode ou au moins un ré-affûtage est indispensable. La fréquence d'intervention est de l'ordre de 1 à 8 heures. In this case, the pointed electrodes erode, that is to say that their tip dulls by generating arc instabilities, a variation in distance between the end thereof and the entrance of the canai nozzle, therefore a variation of the characteristics of the plasma column with, as a result, a deterioration of the cutting performance. Under these conditions, replacement of the electrode or at least one re-sharpening is essential. The frequency of intervention is of the order of 1 to 8 hours.

De manière analogue, dans ces condtions, les électrodes plates en cuivre ou en alliage de cuivre s'érodent par consommation plus ou moins rapide de l'insert émissif, habituellement en zirconium ou en hafnium, qu'elles portent, celui-ci se creuse en formant un cratère dont le bord se rapproche progressivement du support en cuivre. A partir d'une certaine profondeur de cratère, le risque est grand que l'arc entraîne la fusion brutale du support en cuivre, aussi faut il, à ce stade, procéder au remplacement d'urgence des électrodes par de nouvelles électrodes. La fréquence de remplacement est de l'ordre de 1 à 6 heures. Similarly, in these condtions, the flat copper or copper alloy electrodes are eroded by more or less rapid consumption of the emissive insert, usually in zirconium or hafnium, which they carry. forming a crater whose edge is progressively closer to the copper support. From a certain depth of crater, the risk is high that the arc causes the sudden melting of the copper support, so it is necessary, at this stage, to urgently replace the electrodes with new electrodes. The replacement frequency is of the order of 1 to 6 hours.

Par contre, lorsqu'un procédé à polarité inversée ou à polarité variable, c'est-à-dire avec pôle négatif (-) de la source de courant relie à la pièce de travail et pôle positif (+) relié à l'électrode, est mis en oeuvre, le flux d'électrons bombarde en permanence ou périodiquement l'électrode. On the other hand, when a method with reversed polarity or variable polarity, that is to say with negative pole (-) of the current source connects to the workpiece and positive pole (+) connected to the electrode , is implemented, the electron flow bombardes the electrode permanently or periodically.

Dans ces conditions, une électrode classique, c'est-à-dire massive et pointue ou "bouton" avec insert émissif, est détruite plus ou moins rapidement, en fonction du refroidissement dont elle bénéficie, mais généralement en moins d'une heure. Under these conditions, a conventional electrode, that is to say, massive and pointed or "button" with insert emissive, is destroyed more or less quickly, depending on the cooling it enjoys, but usually in less than an hour.

On comprend bien qu'avec un système de torche classique, l'utilisation d'une polarité inversée, par rapport à l'usage habituel, soit quasiment impossible ou pour le moins peu viable au plan industriel par les coûts engendrés par l'usure rapide et fréquente de l'électrode. It is understandable that with a conventional torch system, the use of an inverted polarity, compared to the usual use, is almost impossible or at least not industrially viable by the costs generated by rapid wear and frequents the electrode.

De là, l'invention propose, d'une façon générale, d'améliorer la durée de vie des électrodes par une conception originale des torches à plasma, particulièrement des torches de coupage plasma, même lorsqu'un procédé à polarité inversée ou à polarité variable doit être mis en oeuvre moyen de la torche à plasma, c'est-à-dire lorsque l'électrode de la torche joue le rôle de l'anode, en permanence ou seulement périodiquement. From here, the invention proposes, in a general way, to improve the lifetime of the electrodes by an original design of the plasma torches, particularly plasma cutting torches, even when a method with reversed polarity or polarity The variable must be implemented by means of the plasma torch, that is to say when the electrode of the torch plays the role of the anode, permanently or only periodically.

En d'autres termes, le but de la présente invention est résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, c'est-à-dire d'éviter les inconvénients de l'art antérieur, en proposant une torche de travail à l'arc plasma améliorée, en particulier, une torche de coupage plasma. In other words, the object of the present invention is to solve the problems mentioned above, that is to say to avoid the drawbacks of the prior art, by proposing a plasma arc working torch. improved, in particular, a plasma cutting torch.

L'invention concerne alors une torche à plasma comprenant un corps de torche, ledit corps de torche comportant - une électrode creuse comprenant un passage central, ladite électrode creuse étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps de torche, ladite électrode creuse comportant, en outre, une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, - une tuyère traversée par un canal d'éjection de jet de plasma, le canal d'éjection de la tuyère et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux, - une chambre interne plasmagène, au moins une partie de ladite chambre interne étant située entre la tuyère et l'extrémite inférieure de l'électrode creuse, et dans laquelle - le passage central de l'électrode creuse débouche axialement, par un premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse, dans la chambre interne plasmagène et en regard du canal d'éjection la tuyère, et - le passage central de l'électrode creuse débouche, directement ou indirectement, à l'atmosphère par un second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse. The invention thus relates to a plasma torch comprising a torch body, said torch body comprising - a hollow electrode comprising a central passage, said hollow electrode being arranged axially inside said torch body, said hollow electrode comprising, in in addition, a lower end and an upper end, - a nozzle traversed by a plasma jet ejection channel, the nozzle ejection channel and the central passage of the hollow electrode being coaxial, - an internal chamber plasmagenous at least a portion of said inner chamber being located between the nozzle and the lower end of the hollow electrode, and wherein - the central passage of the hollow electrode opens axially through a first hole at the lower end of the hollow electrode, in the internal plasma chamber and facing the ejection channel the nozzle, and - the central passage of the electrod The hollow opens, directly or indirectly, to the atmosphere through a second orifice located at the upper end of the hollow electrode.

Selon le cas, la torche selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - un solénoïde est agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse, de préférence un solénoïde à spires non jointives formé par enroulement axial d'au moins un fil métallique, en particulier un fil de cuivre ou en alliage de cuivre. Depending on the case, the torch according to the invention may comprise one or more of the following features - a solenoid is arranged around at least a portion of the outer peripheral wall of the hollow electrode, preferably a non-coiled solenoid. joined members formed by axial winding of at least one wire, in particular a copper or copper alloy wire.

- le passage central de l'électrode creuse débouche indirectement à l'atmosphère par l'intermédiaire d'au moins un élément prolongateur creux et de forme allongée, comportant un passage interne, le passage interne dudit élément prolongateur et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux, le second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse débouchant dans l'extrémité amont du passage interne de l'élément prolongateur et l'extrémité aval du passage interne de l'élément prolongateur débouchant à l'atmosphère, de préférence l'élément prolongateur est au moins en partie de forme sensiblement tubulaire ou cylindrique. the central passage of the hollow electrode opens indirectly to the atmosphere via at least one elongate hollow extension element, comprising an internal passage, the internal passage of said extension element and the central passage of the hollow electrode being coaxial, the second orifice located at the upper end of the hollow electrode opening into the upstream end of the internal passage of the extension element and the downstream end of the internal passage of the extension element opening to the atmosphere, preferably the extension element is at least partly of substantially tubular or cylindrical shape.

- le passage central interne de l'électrode creuse comprend plusieurs alésages internes successifs de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. - The inner central passage of the hollow electrode comprises a plurality of successive internal bores of different sections, preferably said bores are separated from each other by frustoconical passage portions.

- le passage interne de l'élément prolongateur comprend plusieurs alésages internes successifs de sections différentes, de préférence lesdits alésages sont séparés les uns des autres par des portions de passage de forme tronconique. - The inner passage of the extension member comprises a plurality of successive internal bores of different sections, preferably said bores are separated from each other by frustoconical passage portions.

- la tuyère a une forme générale en coupelle de révolution, le canal d'éjection traversant la tuyère en position axiale et centrale, de préférence la tuyère est en cuivre ou en un alliage de cuivre. - The nozzle has a generally cup-shaped revolution, the ejection channel passing through the nozzle in axial and central position, preferably the nozzle is copper or a copper alloy.

- le canal d'éjection de la tuyère comporte au moins une entrée canal convergente raccordée et prolongée, de préférence par un rayon, à col de canal de forme sensiblement cylindrique ou conique, de préférence ledit col de canal est de forme sensiblement cylindrique et est prolongé par une sortie de canal divergente. the ejection channel of the nozzle comprises at least one convergent channel inlet connected and extended, preferably by a channel-shaped channel of substantially cylindrical or conical shape, preferably said channel neck is substantially cylindrical in shape and is extended by a divergent channel output.

- le corps de torche comporte, en outre, une coiffe de protection, de forme générale en coupelle de révolution, comportant un orifice central et venant se fixer de façon amovible sur ledit corps de torche coaxialement et en entourant au moins une partie de la tuyère, la paroi interne de la coiffe de protection et la paroi externe de la tuyère formant une chambre de circulation de fluide de refroidissement. - The torch body further comprises a protective cap, generally of revolution cup shape, having a central orifice and being removably attached to said torch body coaxially and surrounding at least a portion of the nozzle , the inner wall of the protective cap and the outer wall of the nozzle forming a cooling fluid circulation chamber.

- le corps de torche comporte, en outre, des moyens de distribution de gaz permettant de créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central de l'électrode creuse et en direction second orifice, et l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène, située à l'extrémité inférieure du passage central de l'électrode creuse, et en direction du canal d'éjection de la tuyère, de préférence les moyens de distribution de gaz sont agencés de manière à créer des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage du solenoïde agencé autour d'au moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse. - The torch body further comprises gas distribution means for creating two gas vortices having the same direction of rotation and opposite axial directions, one of the vortices propagating inside the central passage of the hollow electrode and in the second orifice direction, and the other vortex propagating in the internal plasmagene chamber, located at the lower end of the central passage of the hollow electrode, and in the direction of the nozzle ejection channel, preferably the gas distribution means are arranged so as to create gas vortices having the same direction of rotation as the winding direction of the solenoid arranged around at least a part of the outer peripheral wall of the hollow electrode. .

L'invention porte aussi sur l'utilisation d'une torche à plasma selon l'invention pour la mise en oeuvre d'un procédé de coupage plasma d'une pièce ou tôle métallique, de préférence en acier de construction, en acier inoxydable ou en alliage léger. The invention also relates to the use of a plasma torch according to the invention for implementing a method of plasma cutting a metal part or sheet, preferably of structural steel, stainless steel or made of light alloy.

De plus, l'invention porte aussi sur une installation automatique de travail à l'arc plasma, en particulier une installation de coupage plasma, comprenant au moins une torche à plasma selon l'invention. In addition, the invention also relates to an automatic plasma arc work installation, in particular a plasma cutting installation, comprising at least one plasma torch according to the invention.

Par ailleurs, l'invention a également trait à un procède de coupage plasma mettant en oeuvre d'une torche à plasma comprenant un corps de torche, ledit corps de torche comportant une électrode creuse comprenant un passage central, ladite électrode creuse étant agencée axialement à l'intérieur dudit corps de torche, ladite électrode creuse comportant, en outre, une extrémité inférieure et une extrémité supérieure ; une tuyère traversée par un canal d'éjection de jet de plasma, le canal d'éjection de la tuyère et le passage central de l'électrode creuse étant coaxiaux ; une chambre interne plasmagène, au moins une partie de ladite chambre interne étant située entre la tuyère et l'extrémité inférieure de l'électrode creuse ; et dans laquelle le passage central de l'électrode creuse débouche axialement, par un premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse, dans la chambre interne plasmagène et en regard du canal d'éjection de la tuyère, et le passage central de l'électrode creuse débouche, directement ou indirectement, à l'atmosphère par un second orifice situé à l'extrémité supérieure de l'électrode creuse; des moyens de distribution de gaz étant agencés à proximité du premier orifice situé à l'extrémité inférieure de l'électrode creuse et à proximité chambre interne plasmagène, procédé dans lequel (a) on alimente en gaz ou en mélange gazeux lesdits moyens de distribution de gaz de manière à créer deux tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation et des directions axiales opposées, - l'un des tourbillons se propageant à l'intérieur du passage central de l'électrode creuse et en direction du second orifice, par lequel il est évacué directement ou indirectement, à l'atmosphère ; et - l'autre tourbillon se propageant dans la chambre interne plasmagène, située à l'extrémité inférieure du passage central de l'électrode creuse, et direction du canal d'éjection de la tuyère par lequel il est expulsé en direction de la pièce à travailler, sous la forme d'un jet de plasma. Furthermore, the invention also relates to a plasma cutting process using a plasma torch comprising a torch body, said torch body comprising a hollow electrode comprising a central passage, said hollow electrode being arranged axially at the interior of said torch body, said hollow electrode further comprising a lower end and an upper end; a nozzle traversed by a plasma jet ejection channel, the ejection channel of the nozzle and the central passage of the hollow electrode being coaxial; an internal plasmagene chamber, at least a portion of said inner chamber being located between the nozzle and the lower end of the hollow electrode; and wherein the central passage of the hollow electrode opens axially, through a first orifice located at the lower end of the hollow electrode, into the internal plasmagen chamber and facing the ejection channel of the nozzle, and the passage central of the hollow electrode opens, directly or indirectly, to the atmosphere through a second orifice located at the upper end of the hollow electrode; gas distribution means being arranged close to the first orifice situated at the lower end of the hollow electrode and in the vicinity of the internal plasmagene chamber, in which process (a) said gas distribution means are supplied with gas or a gas mixture; gas so as to create two gas vortices having the same direction of rotation and opposite axial directions, - one of the vortices propagating within the central passage of the hollow electrode and towards the second orifice, through which it is evacuated directly or indirectly to the atmosphere; and - the other vortex propagating in the plasmagene internal chamber, located at the lower end of the central passage of the hollow electrode, and direction of the ejection channel of the nozzle through which it is expelled towards the workpiece. work, in the form of a plasma jet.

(b) on opère un perçage et/ou un coupage selon une trajectoire souhaitée de la pièce à travailler au moyen dudit jet de plasma. (b) drilling and / or cutting is carried out along a desired path of the workpiece by means of said plasma jet.

De préférence, on crée des tourbillons de gaz ayant le même sens de rotation que le sens d'enroulage d'au moins un solénoïde enroulé autour moins une partie de la paroi périphérique externe de l'électrode creuse. Preferably, gas vortices having the same direction of rotation as the winding direction of at least one solenoid wound around at least a portion of the outer peripheral wall of the hollow electrode are created.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide d'exemples de modes de réalisation, en références aux figures annexées, donnés à titre illustratif mais non limitatif . The invention will now be described in more detail using exemplary embodiments, with reference to the appended figures, given for illustrative but not limiting.

Sur la figure 1 est représenté un système schématique de torche a plasma comportant un corps de torche 1 qui est doté d'une électrode 2 creuse réalisée en un matériau bon conducteur de l'électricité et de la chaleur, tel du cuivre ou un alliage de cuivre, et présentant la caractéristique d'être creuse, c'est-à-dire de forme générale de révolution et comprenant un passage (222) central ou canal axial interne. FIG. 1 shows a schematic plasma torch system comprising a torch body 1 which is provided with a hollow electrode 2 made of a material that is good conductor of electricity and heat, such as copper or an alloy of copper, and having the characteristic of being hollow, that is to say of general shape of revolution and comprising a passage (222) central or internal axial channel.

L'électrode 2 présente un premier alésage 21 pouvant être constitué d'un cylindre de diamètre D1 (voir figure 1) ou d'une succession de cylindres de diamètres dégressifs (voir figure 2) raccordés entre eux, par exemple, par des troncs de cônes ou encore d'une forme à évolution continue ou discontinue dont le plus grand diamètre est situé à la partie inférieure 21 a de l'électrode 2. The electrode 2 has a first bore 21 which may consist of a cylinder of diameter D1 (see FIG. 1) or of a series of cylinders of decreasing diameters (see FIG. 2) connected together, for example by trunks of cones or of a form with continuous or discontinuous evolution whose largest diameter is located at the lower part 21a of the electrode 2.

Un deuxième alésage 22 (voir figure 1) de plus petit diamètre D2 (D2 < D1) est aménagé à la partie supérieure 21b de l'électrode 2 de façon à mettre en communication l'alésage 21 avec le milieu extérieur, c'est-à-dire à l'atmosphère. outre, l'électrode 2 est reliée, temporairement ou en continu, à l'un des pôles (+) et/ou (-) d'une source de courant continu 7. A second bore 22 (see FIG. 1) of smaller diameter D2 (D2 <D1) is arranged at the upper part 21b of the electrode 2 so as to put the bore 21 in communication with the external medium, that is to say to say to the atmosphere. in addition, the electrode 2 is connected, temporarily or continuously, to one of the (+) and / or (-) poles of a direct current source 7.

façon optionnelle, un solénoïde 3 à spires non jointives, constitué d'un enroulement de fil en matériau conducteur de l'électricité, tel cuivre ou alliage cuivre, dont la section est ronde, carré ou rectangulaire, entoure l'électrode 2, de façon coaxiale et à distance de celle-ci. optionally, a solenoid 3 with non-contiguous turns, consisting of a winding of electrically conductive material, such as copper or copper alloy, whose section is round, square or rectangular, surrounds the electrode 2, so that coaxial and remote from it.

Selon un premier mode de réalisation (voir figure 1), l'électrode 2 est reliée a la source de courant continu 7, via le solénoïde l'extrémité supérieure 31 du solénoïde 3 étant alors reliée, au moyen d'un amenagement adapté par exemple, par un câble électrique 71 à l'un potes de la source courant continu 7, et l'extrémité inférieure 32 du solenoïde étant en appui sur un aménagement de l'électrode 2 formant ainsi contact électrique. According to a first embodiment (see FIG. 1), the electrode 2 is connected to the direct current source 7, via the solenoid, the upper end 31 of the solenoid 3 then being connected, by means of an adapted arrangement, for example , by an electric cable 71 to a mate of the direct current source 7, and the lower end 32 of the solenoid being supported on an arrangement of the electrode 2 thus forming electrical contact.

Selon un deuxième mode de réalisation, non représenté, l'alimentation en courant électrique du solénoïde 3 est indépendante de l'alimentation en courant electrique de l'électrode 2, ce qui offre la possibilité de faire varier l'intensite du champ magnétique, par variation de l'intensité courant d'excitation, indépendamment de l'intensité du courant utilisée pour découper la pièce travail. According to a second embodiment, not shown, the power supply of the solenoid 3 is independent of the power supply of the electrode 2, which offers the possibility of varying the intensity of the magnetic field by variation of the excitation current intensity, regardless of the intensity of the current used to cut the workpiece.

ailleurs, une tuyère 4 réalisée en un matériau conducteur de l'électricite et de la chaleur, tel du cuivre vu un alliage de cuivre, dotée d'un canal 41 d'éjection du jet plasma 12 vers la pièce à couper, placée de façon coaxiale à distance de l'électrode 2. elsewhere, a nozzle 4 made of a conductive material of electricity and heat, such copper seen a copper alloy, provided with a channel 41 for ejecting the plasma jet 12 to the piece to be cut, placed so coaxial distance from the electrode 2.

Dans l'intervalle existant entre la partie inférieure de l'électrode 2 et la partie supérieure de la tuyère 4 est placé un dispositif de distribution tourbillonnaire d'un gaz plasmagène 6. Ce dispositif de distribution 5 est monté à étanchéité, d'un coté sur l'électrode 2, de l'autre coté sur la tuyère 4 et permet de maintenir ladite électrode 2 électriquement isolée de ladite tuyère 4. In the gap between the lower part of the electrode 2 and the upper part of the nozzle 4 is placed a vortex distribution device of a plasmagenene gas 6. This dispensing device 5 is mounted sealingly, on one side on the electrode 2, on the other side on the nozzle 4 and serves to maintain said electrode 2 electrically isolated from said nozzle 4.

Le distributeur tourbillonnaire 5 de gaz et l'enroulement des spires du solénoïde 3 sont agencés de telle façon que la composante azimutale du vortex de gaz formé et la composante azimutale du champ magnétique du solénoïde soient orientées dans le même sens de rotation. Le système de torche 1 est placé à distance d'une pièce de travail 10 qui est reliée, par un câble électrique 72, à l'autre pôle de la source de courant continu 7. The vortex distributor 5 and the winding of the turns of the solenoid 3 are arranged such that the azimuthal component of the gas vortex formed and the azimuthal component of the solenoid magnetic field are oriented in the same direction of rotation. The torch system 1 is placed at a distance from a work piece 10 which is connected, by an electric cable 72, to the other pole of the direct current source 7.

Pour permettre l'allumage de la torche en établissant un premier arc, classiquement appelé arc pilote, la tuyère 4 est reliée, via un câble électrique 8 et via un contact de sectionnement 81, au même pôle de la source de courant continu 7 que la pièce de travail 10. Un dispositif d'amorçage 9 d'arc pilote, telle une source haute fréquence, est agencé et connecté entre le conducteur 71 et le conducteur 8. To enable the ignition of the torch by establishing a first arc, conventionally called pilot arc, the nozzle 4 is connected, via an electric cable 8 and via a disconnection contact 81, to the same pole of the direct current source 7 as the work piece 10. A pilot arc ignition device 9, such as a high frequency source, is arranged and connected between the conductor 71 and the conductor 8.

En outre, des moyensde refroidissement énergique, représentés, de la tuyère 4, de l'électrode 2 et du solénoïde 3, par convection forcée, sont inclus dans l'architecture de la torche 1. In addition, energetic cooling means, represented by the nozzle 4, the electrode 2 and the solenoid 3, by forced convection, are included in the architecture of the torch 1.

Une opération de coupage plasma avec une torche telle que décrite précédemment se déroule en plusieurs phases enchaînées unes aux autres, à savoir les phases (a) à (e) suivantes. A plasma cutting operation with a torch as described above takes place in several phases chained to each other, namely the following phases (a) to (e).

(a) -Phase d'allumage de la torche par formation d'un arc pilote La source de courant 7 est sous tension et prédisposée pour délivrer un courant correspondant à celui souhaité pour former un arc pilote. Le contact de sectionnement 81 est fermé créant ainsi la liaison électrique entre la source 7 et la tuyère 4, via le câble électrique 8. Un gaz 6, de même nature ou de nature différente du gaz de coupe, est envoyé sous une pression judicieusement choisie au travers du distributeur 5 formant ainsi un premier vortex ou tourbillon de gaz 63 s'écoulant par l'orifice 41 de la tuyère 4 et un deuxième vortex ou tourbillon de gaz 61 s'écoulant par l'orifice 22 de l'électrode 2. deux vortex ou tourbillons de gaz ont un sens de rotation identique mais direction d'écoulement opposée. II est bien entendu que ces deux écoulements tourbillonnaires peuvent être formés dans le distributeur 5 par des moyens communs ou par des moyens séparés. Le dispositif d'amorçage 9 est alors activé, et il s'ensuit alors un jaillissement d'étincelle entre le bas de l'électrode 2 et haut de la tuyère 4 suivi consécutivement de l'amorçage d'un premier arc, arc pilote, dont l'intensité de courant est égale à celle préétablie au niveau de la source de courant 7. Simultanément et sous les effets conjugués des deux vortex de gaz 63 et 61, le pied d'arc attaché à la partie haute de la tuyère se déplace vers l'orifice 41 et se fixe sur la surface interne dudit orifice 41 où est entraîné en rotation sous l'effet de la composante azimutale du vortex alors que le pied de l'arc attaché au bas de l'électrode 2 se déplace sur surface interne de l'alésage 21 de l'électrode 2 où est entraîné en rotation sous l'effet de la composante azimutale du vortex . Le niveau de remonte 121 de ce pied d'arc dans l'alésage 21 est alors fixé une situation d'équilibre qui s'établi entre les forces principales et antagonistes créées par le systeme de torche, à savoir, d'une part, les forces électriques tendent à faire redescendre le pied d'arc vers l'entrée inférieure de l'alesage 21 et, d'autre les forces pneumatiques à l'intérieure de l'alésage engendrées par courant de gaz 62 s'échappant par l'orifice 22 de l'électrode 2 qui tendent a faire remonter le pied d'arc vers l'orifice d'échappement 22. Lorsque la torche 1 est dotée d'un solénoïde 3, une force de rotation supplémentaire, d'origine magnétique, s'exerce sur le pied d'arc attaché à la surface interne de l'alésage 21 de l'électrode 2 et renforce donc celle engendrée par l'effet pneumatique du vortex 61. L'arc pilote ainsi établi s'étire au travers de l'orifice 41 de la tuyère 4 et en direction de la pièce de travail 10, par exemple une tôle à découper. (a) - Ignition phase of the torch by formation of a pilot arc The current source 7 is energized and predisposed to deliver a current corresponding to that desired to form a pilot arc. The sectioning contact 81 is closed thus creating the electrical connection between the source 7 and the nozzle 4, via the electric cable 8. A gas 6, of the same nature or of a different nature of the cutting gas, is sent under a carefully selected pressure. through the distributor 5 thus forming a first vortex or vortex of gas 63 flowing through the orifice 41 of the nozzle 4 and a second vortex or vortex of gas 61 flowing through the orifice 22 of the electrode 2. two vortices or vortices of gas have an identical direction of rotation but opposite direction of flow. It is understood that these two swirling flows can be formed in the distributor 5 by common means or by separate means. The priming device 9 is then activated, and there then follows a sparking spark between the bottom of the electrode 2 and top of the nozzle 4 followed consecutively by the initiation of a first arc, pilot arc, whose current intensity is equal to that pre-established at the current source 7. Simultaneously and under the combined effects of the two gas vortices 63 and 61, the arc foot attached to the upper part of the nozzle moves towards the orifice 41 and is fixed on the inner surface of said orifice 41 where is rotated under the effect of the azimuth component of the vortex while the foot of the arc attached to the bottom of the electrode 2 moves on the surface internal of the bore 21 of the electrode 2 where is rotated under the effect of the azimuthal component of the vortex. The level of lift 121 of this foot of arc in the bore 21 is then fixed a situation of equilibrium which is established between the main and antagonistic forces created by the torch system, namely, on the one hand, the Electrical forces tend to lower the foot of the arc towards the lower inlet of the bore 21 and, furthermore, the pneumatic forces inside the bore generated by the flow of gas 62 escaping through the orifice. 22 of the electrode 2 which tend to raise the foot of arc to the exhaust port 22. When the torch 1 is provided with a solenoid 3, an additional rotation force of magnetic origin, s' exerts on the arc foot attached to the inner surface of the bore 21 of the electrode 2 and thus strengthens that generated by the pneumatic effect of the vortex 61. The pilot arc thus established stretches through the orifice 41 of the nozzle 4 and in the direction of the workpiece 10, for example a metal plate uper.

(b) -Phases de transfert de l'arc plasma à la pièce de travail La torche 1 avec son arc pilote allumé est alors approchée de la pièce de travail 10 jusqu'à atteindre une zone du jet plasma suffisamment ionisée pour permettre l'établissement d'un circuit électrique entre ladite pièce de travail et l'électrode 2. Lorsque cette zone du jet plasma est au contact de la pièce de travail 10, un courant électrique s'établi entre ladite pièce de travail et l'électrode 2 de la torche 1. Un détecteur de courant, non représenté, placé sur la ligne 72 de liaison électrique entre la pièce de travail 10 et la source de courant 7, envoie alors un ordre d'ouverture du contact de sectionnement 81. La tuyère n'étant plus connectée à la source de courant 7, l'arc plasma 12 est alors complètement transféré à la pièce de travail 10. (b) - Phases of transfer from the plasma arc to the workpiece The torch 1 with its pilot arc illuminated is then approached to the workpiece 10 until reaching an area of the plasma jet sufficiently ionized to allow the establishment of an electrical circuit between said workpiece and the electrode 2. When this area of the plasma jet is in contact with the workpiece 10, an electric current is established between said workpiece and the electrode 2 of the torch 1. A current detector, not shown, placed on the line 72 of electrical connection between the workpiece 10 and the current source 7, then sends an opening order of the sectioning contact. 81. As the nozzle is no longer connected to the current source 7, the plasma arc 12 is then completely transferred to the workpiece 10.

(c) -Phase de perçage de la pièce de travail L'information envoyée par le détecteur de courant, non représente, déclenche également, simultanément ou de façon différée, d'une part, nécessaire, le remplacement du gaz pilote par le gaz de coupe et/ou l'ajustement de la pression et/ou du débit correspondants aux conditions de coupe et, d'autre part et simultanément, l'augmentation de l'intensité du courant dans l'arc plasma jusqu'à atteindre la valeur présélectionnée pour l'opération de découpe. Dans un délai variant avec l'épaisseur de la pièce 10 à couper, l'arc plasma perce la pièce 10 à couper et chasse hors du trou ainsi formé métal fondu. Dans cette phase de changement de gaz etlou de pression et/ou de débit ainsi que d'intensité de courant, un nouvel état d'équilibre des forces en jeu se crée plaçant le pied d'arc attaché à l'électrode 2 dans une nouvelle zone de la surface latérale interne de l'alésage 21. Les effets d'entraînement en rotation dudit pied d'arc à l'intérieur de l'alésage 21 sont renforces notamment par l'accroissement de l'intensité du courant parcourant solénoïde 3. (c) - Drilling phase of the workpiece The information sent by the current detector, not shown, also triggers, simultaneously or in a delayed manner, partly, the replacement of the pilot gas with the cutting gas and / or the adjustment of the pressure and / or the flow rate corresponding to the cutting conditions and, secondly, and simultaneously, the increase in the intensity current in the plasma arc until reaching the preselected value for the cutting operation. In a time varying with the thickness of the piece 10 to be cut, the plasma arc pierces the workpiece 10 to cut and flush out of the hole thus formed molten metal. In this phase of gas change and / or pressure and / or flow as well as current intensity, a new state of equilibrium of the forces involved is created placing the foot of the arc attached to the electrode 2 in a new zone of the inner lateral surface of the bore 21. The effects of rotating said arc foot inside the bore 21 are reinforced in particular by increasing the intensity of the current flowing through the solenoid 3.

(d) -Phase d'exécution de la trajectoire de découpe Consécutivement au perçage de la pièce 10 et éventuellement après délai, un mouvement relatif est donné entre la torche 1 et la pièce 10 dans une direction sensiblement parallèle au plan formé par ladite pièce 10 de travail, et à une vitesse préalablement établie et dépendant principalement de la nature et de l'épaisseur du matériau constituant la pièce 10 de travail en regard de l'énergie thermique et cinétique du jet plasma formé. La distance séparant l'extrémité de la tuyère 4 et la surface supérieure de la pièce 10 est éventuellement ajustée et maintenue sensiblement constante un moyen approprié durant toute l'opération de découpe. II se forme alors saignée de coupe 11 dans toute l'épaisseur de la pièce de travail dont le profil de trajectoire est commandé par l'opérateur ou par un directeur de commande préalablement programmé. (d) - Execution phase of the cutting trajectory As a result of drilling the workpiece 10 and possibly after the delay, a relative movement is given between the torch 1 and the workpiece 10 in a substantially parallel direction in the plane formed by said workpiece 10, and at a pre-established speed and mainly depending on the nature and thickness of the material constituting the workpiece 10 facing the thermal energy and kinetics of the plasma jet formed. The distance separating the end of the nozzle 4 and the upper surface of the part 10 is optionally adjusted and kept substantially constant a suitable means during the entire cutting operation. It then forms a cutting groove 11 throughout the thickness of the workpiece whose path profile is controlled by the operator or by a control director previously programmed.

(e) -Phase d'arrêt de l'opération de coupage plasma A la fin de l'exécution de la trajectoire de découpe, le mouvement relatif entre torche 1 et pièce de travail 10 est stoppé, simultanément la source de courant est mise à l'arrêt et le débit de gaz plasmagène est coupé, éventuellement après un délai préprogrammé. Le débit de fluide de refroidissement des différentes parties de la torche 1 est préférentiellement maintenu après l'arrêt de la phase de coupe pendant une période de temps suffisante pour permettre l'évacuation de la chaleur emmagasinée dans les éléments constitutifs de la torche. (e) - Stop phase of the plasma cut operation At the end of the cutting path execution, the relative movement between torch 1 and piece 10 is stopped, simultaneously the power source is turned off and the flow of plasma gas is cut, possibly after a preprogrammed delay. The flow rate of the cooling fluid of the different parts of the torch 1 is preferably maintained after stopping the cutting phase for a period of time sufficient to allow the evacuation of the heat stored in the components of the torch.

Grâce à ce nouveau système d'électrode pour torche de coupage plasma et au travers de ce qui vient d'être décrit, on comprend qu'étant donné que le flux thermique transmis à l'électrode 2 par le pied d'arc attaché à celle-ci est réparti, non plus sur une très petite surface comme dans le cas des électrodes pointues ou "bouton", mais au contraire sur une grande surface de l'alésage 21 ajouté au fait que le pied d'arc est entraîné dans un mouvement de rotation rapide par la composante azimutale d'un vortex de gaz, renforcé le cas échéant par la composante azimutale d'un champ magnétique et pour peu que ladite électrode soit réalisée dans un matériau bon conducteur de la chaleur et soumise à un refroidissement périphérique efficace, l'érosion de l'électrode, selon l'invention, est considérablement réduite par rapport à l'érosion subie par les systèmes d'électrode de l'art antérieur. Dans ces conditions, l'électrode peut être réalisée simplement économiquement dans un matériau, tel du cuivre ou alliage de cuivre, tout offrant une durée de vie au moins trois fois plus grande que celle procurée par les électrodes de l'art antérieur dans des conditions de travail semblables. Thanks to this new electrode system for plasma cutting torch and through what has just been described, it is understood that since the heat flux transmitted to the electrode 2 by the foot of the arc attached to that it is distributed over a very small surface, as in the case of pointed electrodes or "button", but on the contrary on a large surface of the bore 21 added to the fact that the arch foot is driven in a movement rapid rotation by the azimuthal component of a gas vortex, optionally reinforced by the azimuthal component of a magnetic field and provided that said electrode is made of a material which is a good conductor of heat and subjected to effective peripheral cooling the erosion of the electrode according to the invention is considerably reduced compared to the erosion experienced by the electrode systems of the prior art. Under these conditions, the electrode can be made simply economically in a material, such as copper or copper alloy, all offering a service life at least three times greater than that provided by the electrodes of the prior art under conditions similar work.

Un tel concept de torche à plasma comportant un système d'électrode longue durée de vie comme décrit précédemment peut avantageusement être utilisé pour la mise en oeuvre des procédés de coupage ou de soudage plasma à arc transféré, notamment lorsque l'électrode de ces torches est reliée au pôle positif (+) et la pièce de travail au pôle négatif (-) d'une source de courant continu, mais aussi lorsque qu'une polarité classique est utilisée, c'est-à-dire avec électrode reliée au pôle négatif (-) et avec pièce de travail reliée au pôle positif (+), ou encore lorsque le procédé requiert la mise en oeuvre d'une source de courant alternatif ou assimilé. Such a plasma torch concept comprising a long-life electrode system as described above can advantageously be used for the implementation of arc plasma cutting or welding processes, in particular when the electrode of these torches is connected to the positive pole (+) and the work piece to the negative pole (-) of a DC source, but also when a conventional polarity is used, that is to say with electrode connected to the negative pole (-) and with workpiece connected to the positive pole (+), or when the method requires the implementation of an AC source or similar.

La figure 2 montre, d'ailleurs, un exemple de réalisation d'une torche coupage plasma selon l'invention. Cet exemple n'a pas de caractère limitatif quant à la conception d'une torche, ni quant au procédés pouvant être mis en oeuvre. FIG. 2 shows, moreover, an exemplary embodiment of a plasma cutting torch according to the invention. This example has no limiting character as to the design of a torch nor as to the processes that can be implemented.

La torche 1 de la figure 2 comporte une enveloppe extérieure 11 réalisée en acier protégé par un revêtement anticorrosion. The torch 1 of Figure 2 comprises an outer casing 11 made of steel protected by an anticorrosive coating.

Un corps intérieur 111 réalisé en matériau isolant, tel une matière plastique, est ajusté dans l'alésage intérieur de l'enveloppe extérieure 11 et est mis en butée sur un aménagement créé par un changement de diamètre de l'alésage de l'enveloppe 11 et de la surface extérieure du corps isolant formant ainsi une portée plate 115. An inner body 111 made of insulating material, such as a plastic material, is fitted into the inner bore of the outer shell 11 and is abutted on an arrangement created by a change in the diameter of the bore of the casing 11. and the outer surface of the insulating body thus forming a flat surface 115.

L'enveloppe 11 est dotée d'un premier filetage 116 à sa partie supérieure et d'un second filetage 117 à sa partie inférieure. The casing 11 is provided with a first thread 116 at its upper part and a second thread 117 at its lower part.

Un couvercle 13, réalisé en acier protégé par un revêtement anti- corrosion et présentant une surface inférieure plate 137, est mis en appui sur un joint plat 121 réalisé en un matériau élastique, tel un élastomère, le joint 121 étant lui-même en appui sur une portée plate 118 pratiquée à la partie supérieure du corps intérieur 111. Un écrou 12, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion doté d'un taraudage complémentaire au filetage 116 de l'enveloppe 11 et d'une réduction de diamètre à sa partie supérieure formant une saillie 122 est visse sur ladite enveloppe jusqu'à ce que ladite saillie exerce une force suffisante un aménagement 136 du couvercle 13, formant butée d'appui, pour entraîner une déformation élastique du joint 121 garantissant l'étanchéité entre le couvercle 13 et le corps intérieur 111. A cover 13, made of steel protected by an anti-corrosion coating and having a flat bottom surface 137, is supported on a flat gasket 121 made of an elastic material, such as an elastomer, the gasket 121 being itself in support. on a flat bearing 118 made at the upper part of the inner body 111. A nut 12, made of steel protected by an anticorrosive coating having a threading complementary to the thread 116 of the casing 11 and a diameter reduction to its upper part forming a projection 122 is screwed on said casing until said projection exerts sufficient force an arrangement 136 of the cover 13, forming a bearing abutment, to cause an elastic deformation of the seal 121 ensuring the seal between the cover 13 and the inner body 111.

Ledit corps intérieur 111 est percé d'un canal de distribution 113 de gaz plasmagène débouchant dans la portée plate 118, le joint 121 est percé orifice en correspondance avec le canal 113, et le couvercle 13 est également percé d'un orifice en correspondance avec le canal 113, via l'orifice pratiqué dans le joint 121. Said inner body 111 is pierced by a distribution channel 113 of plasma gas opening into the flat seat 118, the seal 121 is pierced in correspondence with the channel 113, and the cover 13 is also pierced with an orifice in correspondence with the channel 113, via the orifice made in the joint 121.

Sur la partie supérieure du couvercle 13, est soudé un piquage tubulaire 133, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, formant olive raccordement par vissage d'une canalisation d'alimentation en gaz plasmagène 134, de manière à ce que le canal interne dudit piquage 133 tubulaire soit en communication avec le canal 113 du corps intérieur 111, via les orifices correspondants du couvercle 13 et du joint 121. On the upper part of the lid 13, is welded a tubular stitching 133, made of steel protected by an anticorrosion coating, forming an olive screw connection of a supply pipe of plasma gas 134, so that the internal channel of said tubular stitching 133 is in communication with the channel 113 of the inner body 111, via the corresponding openings of the cover 13 and the seal 121.

Le piquage 133 est en outre doté d'un aménagement latéral 135, en forme de patte pour le raccordement d'un câble électrique d'alimentation en courant haute fréquence et en courant électrique destiné à l'allumage d'un arc pilote. The stitching 133 is further provided with a lateral arrangement 135, in the form of a tab for connecting an electric cable for supplying high frequency current and electric current for lighting a pilot arc.

Le canal 113 se prolonge vers la partie inférieure du corps intérieur 111 jusqu'à déboucher dans une gorge annulaire 114 usinée dans un alésage interne du corps intérieur 111, formant ainsi une chambre de répartition du gaz plasmagène. The channel 113 extends towards the lower part of the inner body 111 until it opens into an annular groove 114 machined in an internal bore of the inner body 111, thus forming a plasmagene gas distribution chamber.

D'une manière sensiblement analogue, le corps intérieur 111 est percé d'un canal de distribution d'eau de refroidissement 112 débouchant dans la portée plate 118, le joint 121 est percé d'un orifice en correspondance avec le canal 112, le couvercle 13 est également percé d'un orifice en correspondance avec le canal 112, via l'orifice pratiqué dans le joint 121. Sur la partie supérieure du couvercle 13, est soudé un piquage tubulaire 131, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, formant olive de raccordement par vissage d'une canalisation d'alimentation en eau de refroidissement 132, de manière à ce que le canal interne dudit piquage 131 tubulaire soit en communication avec le canal 112 du corps intérieur 111, via les orifices correspondants du couvercle 13 et du joint 121. In a substantially similar manner, the inner body 111 is pierced with a cooling water distribution channel 112 opening into the flat seat 118, the seal 121 is pierced with an orifice in correspondence with the channel 112, the cover 13 is also pierced with an orifice in correspondence with the channel 112, via the orifice made in the seal 121. On the upper part of the cover 13, is welded a tubular stitch 131, made of steel protected by an anticorrosion coating, forming connecting olive by screwing a cooling water supply pipe 132, so that the internal channel of said tubular piercing 131 is in communication with the channel 112 of the inner body 111, via the corresponding orifices of the cover 13 and of the seal 121.

Le canal 112 se prolonge vers la partie inférieure du corps intérieur 111 jusqu'à déboucher à l'extrémité inférieure de celui-ci. The channel 112 extends to the lower part of the inner body 111 to open at the lower end thereof.

Un solénoïde 3 constitué d'un enroulement de fil conducteur de l'électricité, tel du cuivre à section ronde, carrée ou rectangulaire, soudé d'une part, à son extrémité supérieure à un premier embout 31 en forme de coupelle réalisé en cuivre ou alliage de cuivre et muni d'un taraudage intérieur 1 et, d'autre part, à son extrémité inférieure à un deuxième embout 32 forme d'anneau réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, est placé à axe confondu dans un alésage interne du corps intérieur 111 de telle façon à être en butée d'une part, sur un premier aménagement formant une portée plate 312, résultant d'une réduction, en correspondance, du diamètre extérieur de l'embout 32 et de l'alésage intérieur du corps intérieur 111 et, d'autre part, sur un deuxième aménagement formant une portée plate 119, résultant d'un autre changement de diamètre de l'alésage du corps intérieur 111. A solenoid 3 consisting of a winding of electrically conductive wire, such as round-section copper, square or rectangular, welded firstly, at its upper end to a first nozzle 31 in the form of a cup made of copper or copper alloy and provided with an internal thread 1 and, on the other hand, at its lower end to a second ferrule 32 shaped ring made of copper or copper alloy, is placed with a coinciding axis in an internal bore of the body interior 111 so as to abut on the one hand, on a first arrangement forming a flat surface 312, resulting from a reduction, in correspondence, of the outer diameter of the tip 32 and the inner bore of the inner body 111 and, secondly, on a second arrangement forming a flat bearing 119, resulting from another change in diameter of the bore of the inner body 111.

Un élément tubulaire 8 à section circulaire, réalisé en acier protégé par un revêtement anticorrosion, doté d'un filetage complémentaire au taraudage 311 de l'embout 31 à sa partie inférieure, emprisonne un manchon tubulaire à section circulaire 81, réalisé en un matériau isolant tel une matière plastique, entre un aménagement formant une portée plate 84, résultant d'un changement de diamètre extérieur de l'élément tubulaire 8 et un aménagement de partie supérieure du corps intérieur 111. A tubular element 8 with a circular cross-section, made of steel protected by a corrosion-resistant coating, having a threading complementary to the tapping 311 of the end-piece 31 at its lower part, traps a tubular sleeve with a circular section 81, made of an insulating material such as a plastic material, between a development forming a flat bearing 84, resulting from a change in outer diameter of the tubular element 8 and an arrangement of the upper part of the inner body 111.

Un joint torique d'étanchéité 82 est placé entre l'extrémité inférieure du manchon 81 et une portée plate 122 venant de l'aménagement de la partie supérieure du corps intérieur 111. Les dimensions du joint 82 et dudit aménagement sont fixées de telle façon qu'en conséquence du vissage de l'élément 8 dans l'embout 31 et de déformation élastique du joint 82 qui s'ensuit, il y ait étanchéité entre l'élément 8, le manchon 81 et l'aménagement de la partie supérieure du corps intérieur 111 et maintien en position de l'ensemble du solénoïde 3, 31, 32 dans le corps intérieur 111 par le truchement des portées plates 312, 119. An O-ring 82 is placed between the lower end of the sleeve 81 and a flat bearing 122 coming from the arrangement of the upper part of the inner body 111. The dimensions of the gasket 82 and said arrangement are set in such a way that 'As a result of the screwing of the element 8 in the tip 31 and elastic deformation of the seal 82 which follows, there is sealing between the element 8, the sleeve 81 and the arrangement of the upper body 111 and maintaining in position of the assembly of the solenoid 3, 31, 32 in the inner body 111 through the flat bearings 312, 119.

Dans la partie supérieure de l'élément tubulaire 8, est usiné chambrage 73 et une gorge dans laquelle est enchâssé un joint torique d'étanchéité 71. In the upper part of the tubular element 8 is machined recess 73 and a groove in which is embedded a seal ring 71.

Un perçage latéral 83 est usiné dans la paroi de l'élément tubulaire 8 de façon à mettre en communication le chambrage 73 avec le canal d'un piquage latéral 85, soudé à l'élément tubulaire 8, formant olive de raccordement par vissage d'une canalisation d'évacuation pour l'eau de refroidissement 731. A lateral piercing 83 is machined in the wall of the tubular element 8 so as to put in communication the recess 73 with the channel of a side stitching 85, welded to the tubular element 8, forming an olive screw connection. an evacuation pipe for the cooling water 731.

Le piquage 85 est, en outre, doté d'un aménagement latéral 86 en forme de patte pour le raccordement d'un câble électrique d'alimentation en courant électrique du solénoïde 3. Stitching 85 is further provided with a tab-like lateral arrangement 86 for connecting an electric power supply cable of solenoid 3.

Une électrode creuse 2, réalisée en cuivre ou alliage de cuivre, comporte un passage central 222 formé d'une succession d'alésages 21, 21 212, reliés entre eux par des surfaces tronconiques, un ajutage calibré 22 communication, d'une part, avec ladite succession d'alésages et, d'autre avec un alésage terminal 213 débouchant à la partie supérieure de l'électrode 2 creuse en forme d'une collerette à portée plate 23. A hollow electrode 2, made of copper or copper alloy, comprises a central passage 222 formed of a succession of bores 21, 21 212, interconnected by frustoconical surfaces, a calibrated communication nozzle 22, on the one hand, with said succession of bores and, further with a terminal bore 213 opening at the upper part of the hollow electrode 2 in the form of a flange with a flat bearing 23.

Venant du corps d'électrode 2, est aménagé en saillie, une collerette à parois de forme de révolution tronconique 24 présentant une face supérieure plate 25. Coming from the electrode body 2, there is arranged a projecting flange with a frustoconical revolution-shaped side wall 24 having a flat upper face 25.

Un élément tubulaire 7, réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, comportant à son extrémité inférieure une collerette à portée plate, complémentaire à celle 23 de l'électrode 2, et un filetage usiné sur la surface latérale de ladite collerette, est accolé concentriquement à la partie supérieure de l'électrode 2 par la mise en contact desdites portées plates. Un écrou 74, réalisé en cuivre ou alliage de cuivre, doté d'un taraudage complémentaire au filetage de la collerette de l'élément tubulaire 7 est visé sur ledit élément tubulaire et, par un aménagement approprié de sa partie inférieure et par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité torique 75, réalise l'assemblage mécanique à étanchéité entre l'élément tubulaire 7 l'électrode 2. A tubular element 7, made of copper or copper alloy, having at its lower end a flange with a flat bearing, complementary to that 23 of the electrode 2, and a thread machined on the lateral surface of said flange, is concentrically attached to the upper part of the electrode 2 by bringing said flat bearing surfaces into contact. A nut 74, made of copper or copper alloy, provided with a complementary thread to the thread of the flange of the tubular element 7 is aimed at said tubular element and, by a suitable arrangement of its lower part and through of an O-ring seal 75 performs the mechanical sealing assembly between the tubular element 7 and the electrode 2.

L'élément tubulaire 7 est, en outre, doté d'un canal central composé d'un premier alésage 77 débouchant à la portée plate inférieure et communiquant par un diamètre identique avec l'alésage terminal 213 de l'électrode 2. The tubular element 7 is furthermore provided with a central channel composed of a first bore 77 opening at the lower flat surface and communicating by an identical diameter with the terminal bore 213 of the electrode 2.

Le premier alésage 77 est prolongé par un second alésage 78, d'un diamètre sensiblement plus grand, remontant dans l'élément tubulaire 7 jusqu'à déboucher à l'air libre à l'extrémité supérieure dudit élément tubulaire. The first bore 77 is extended by a second bore 78, of a substantially larger diameter, going up in the tubular element 7 until it opens into the open air at the upper end of said tubular element.

L'ensemble formé par l'électrode 2 creuse, l'élément tubulaire 7, le joint 75 et l'écrou 74 est monté dans la torche 1 de manière à ce la face supérieure plate 25 de la collerette 24 de l'électrode 2 soit en appui la face plate inférieure de l'embout 32 du solénoïde 3. The assembly formed by the hollow electrode 2, the tubular element 7, the seal 75 and the nut 74 is mounted in the torch 1 so that the flat upper face 25 of the flange 24 of the electrode 2 is in support of the lower flat face of the tip 32 of the solenoid 3.

Dans cette position, un renflement 79 à la partie supérieure de l'élément tubulaire 7, comprime le joint 71, enchâssé dans la gorge située à la partie supérieure de l'élément tubulaire 8, et réalise ainsi dans cette zone l'étanchéité entre l'élément tubulaire 8 et l'élément tubulaire 7. In this position, a bulge 79 at the upper part of the tubular element 7, compresses the seal 71, set in the groove located at the upper part of the tubular element 8, and thus performs in this zone the seal between the tubular element 8 and the tubular element 7.

Sur la paroi externe de la collerette 24 de l'électrode 2 est monté un joint torique d'étanchéité 52, une bague annulaire en forme de collerette 51, réalisée dans un matériau isolant, tel une matière plastique, est mise en appui sur ledit joint torique 52. On the outer wall of the flange 24 of the electrode 2 is mounted an O-ring seal 52, an annular collar-shaped ring 51, made of an insulating material, such as a plastic material, is placed on the said seal toric 52.

Une bague annulaire 5 de distribution de gaz plasmagène, réalisée dans un matériau métallique et comportant une pluralité d'orifices calibrés percés dans la paroi latérale de ladite bague annulaire, de manière à communiquer au gaz plasmagène un mouvement tourbillonnaire homogène orienté vers le bas de la torche 1, est montée au contact portée plate contre portée plate sur la bague annulaire 51. Un joint torique d'étanchéité 53 est monté sur une paroi extérieure tronconique usinée à la partie inférieure de la bague annulaire 5. An annular plasma gas distribution ring 5 made of a metallic material and comprising a plurality of calibrated orifices pierced in the lateral wall of said annular ring, so as to communicate to the plasma gas a homogeneous swirling movement oriented towards the bottom of the ring. torch 1, is mounted flat-to-flat contact contact on the annular ring 51. An O-ring seal 53 is mounted on a frustoconical outer wall machined at the bottom of the annular ring 5.

tuyère 4 de forme générale en coupelle de révolution, réalisée en cuivre alliage de cuivre, comportant un alésage intérieur, est-à-dire un canal d'élection 41 du jet de plasma, formé d'une entrée forme de convergent raccordé par un rayon à un canal calibré cylindrique formant col de tuyère, prolongé éventuellement par une sortie de tuyère à forme évasée formant divergent, est montée en appui sur la bague annulaire 5 par le concours d'une collerette extérieure à portée plate 43 venant la tuyère et d'une partie calibrée 44 ménagée à la partie supérieure de la tuyère 4 formant guidage de concentricité. nozzle 4 of general shape in a cup of revolution, made of copper alloy copper, having an internal bore, that is to say an election channel 41 of the plasma jet, formed of a convergent shape inlet connected by a radius to a cylindrical calibrated channel forming a nozzle neck, optionally extended by a divergent-shaped flared nozzle outlet, is mounted to bear on the annular ring 5 by means of an outer flange with a flat bearing surface 43 coming from the nozzle and a calibrated portion 44 formed in the upper part of the nozzle 4 forming a concentricity guide.

Une coiffe 6 de forme générale en coupelle de révolution, réalisée en matériau métallique tel du cuivre ou alliage de cuivre, comportant à sa partie supérieure un taraudage complémentaire au filetage 117 de l'enveloppe extérieure 11 est visée sur la torche 1 jusqu'à être au contact ferme, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 62, réalisé en élastomère en matière plastique, avec une collerette tronconique 45 aménagée à la partie inférieure de la tuyère 4. A cap 6 of general shape in a cup of revolution, made of metallic material such as copper or copper alloy, having at its upper part a complementary thread to the thread 117 of the outer casing 11 is targeted on the torch 1 to be in firm contact, via a seal 62, made of plastic elastomer, with a frustoconical collar 45 provided at the bottom of the nozzle 4.

Sous la poussée exercée par ladite coiffe 6, les joints toriques 52, 53 de l'empilage de pièces 4, 5, 51 se déforment jusqu'à étancheité entre les différents éléments assemblés 111, 4, 5, 51. Under the thrust exerted by said cap 6, the O-rings 52, 53 of the stack of parts 4, 5, 51 deform to tightness between the various assembled elements 111, 4, 5, 51.

Sous l'effet de cette même poussée, une étanchéité relative s'établi entre les portées plates au contact de la bague annulaire 5 et de la bague annulaire 51. Under the effect of this same thrust, a relative sealing is established between the flat surfaces in contact with the annular ring 5 and the annular ring 51.

Par ailleurs, un joint d'étanchéité torique 61 enchâssé dans une gorge intérieure aménagée sous le taraudage de la coiffe 6 réalise l'étanchéité entre la partie supérieure interne de ladite coiffe 6 et l'extrémité externe inférieure du corps intérieur 111. Furthermore, an O-ring 61 embedded in an internal groove arranged under the tapping of the cap 6 seals between the inner upper portion of said cap 6 and the lower outer end of the inner body 111.

Le volume délimité par la paroi conique interne de la coiffe 6 et la paroi externe de la tuyère 4 forme une chambre de circulation pour l'alimentation d'eau , débouchant par le canal 112, permettant ainsi le refroidissement la tuyère autre canal, non représenté, met en communication la chambre d'eau 64 avec chambre d'eau 9, délimitée par la surface extérieure de l'électrode et la paroi interne de l'alésage du corps intérieur 111, contenant le solénoïde via une pluralité de rainures 321 taillées dans l'embout 32 de telle façon a communiquer un mouvement de rotation au débit d'eau et ainsi refroidir façon homogène et efficace le solénoïde 3 et la tuyère 2. The volume delimited by the internal conical wall of the cap 6 and the outer wall of the nozzle 4 forms a circulation chamber for the supply of water, opening through the channel 112, thus allowing the cooling of the other channel nozzle, not shown. , communicates the water chamber 64 with water chamber 9, delimited by the outer surface of the electrode and the inner wall of the bore of the inner body 111, containing the solenoid via a plurality of grooves 321 cut in the end piece 32 in such a way as to impart a rotational movement to the water flow rate and thus to homogeneously and efficiently cool the solenoid 3 and the nozzle 2.

chambre d'eau 9 est prolongée par un passage annulaire 72, délimite par la paroi interne de l'élément tubulaire 8 et la paroi externe de l'élément tubulaire 7, débouchant dans le chambrage 73, puis dans le piquage 85, l'orifice passage 83. water chamber 9 is extended by an annular passage 72, delimited by the inner wall of the tubular element 8 and the outer wall of the tubular element 7, opening into the recess 73, and then into the stitch 85, the orifice passage 83.

circuit ainsi formé permet la circulation d'un débit d'eau approprié refroidissement de l'ensemble de la torche 1, depuis un point d'admission 1 jusqu ' un point d'échappement 731. circuit thus formed allows the circulation of a suitable water flow cooling of the entire torch 1, from an intake point 1 to an exhaust point 731.

Pour assurer la continuité électrique entre le point de raccordement 1 d'un cable d'alimentation et la tuyère 4, via le piquage 133, le couvercle 1 l'écrou 12, l'enveloppe extérieure 11 et la coiffe 6, un clip élastique 63 réalise avec un fil d'acier inoxydable pour ressort, est enchâssé dans un aménagement interne de la coiffe et exerce un force de poussée sur la surface extérieure de la tuyère 4. To ensure the electrical continuity between the connection point 1 of a power cable and the nozzle 4, via the stitch 133, the cover 1 the nut 12, the outer casing 11 and the cap 6, an elastic clip 63 made with a stainless steel spring wire, is encased in an internal arrangement of the cap and exerts a thrust force on the outer surface of the nozzle 4.

Par analogie avec la figure 1, le raccordement électrique de la torche 1 à une source de courant se fait au moyen d'un premier câble raccordé à patte 86 piquage 85, d'un deuxième autre câble raccordé à la patte 135 piquage 33; un troisième câble étant raccordé à la pièce de travail. By analogy with FIG. 1, the electrical connection of the torch 1 to a current source is done by means of a first cable connected to a stub tab 86, a second other cable connected to the stitching lug 33; a third cable being connected to the work piece.

L'invention a été décrite en relation avec un procédé de coupage plasma, mais il est à souligner que l'application de cette invention n'est limitée ' ce seul procédé et qu'elle concerne, d'une façon générale, procédés à arc plasma pour le traitement thermique des matériaux métalliques, c'est-à-dire du type mettant en oeuvre une torche à plasma comportant une électrode centrée au-dessus d'un orifice d'éjection du jet plasma d'arc, formant diaphragme constriction et autrement appelé tuyère, un débit convenable gaz sous pression, dit gaz plasmagène, étant distribué entre l'électrode et tuyère et s'ecoulant par l'orifice de ladite tuyère en direction d'une pièce travail sous forme d'un jet de plasma.The invention has been described in connection with a plasma cutting process, but it should be emphasized that the application of this invention is not limited to this method alone and relates generally to arc processes. plasma for the heat treatment of metallic materials, that is to say of the type using a plasma torch comprising an electrode centered above an arc plasma jet ejection orifice, forming a diaphragm constriction and otherwise called a nozzle, a suitable flow rate gas under pressure, said plasma gas, being distributed between the electrode and nozzle and flowing through the orifice of said nozzle towards a workpiece in the form of a plasma jet.

Claims

Claims

A plasma torch comprising a torch body (1), said torch body (1) comprising - a hollow electrode comprising a central passage (222), said hollow electrode (2) being arranged axially inside said body ( 1), said hollow electrode (2) further comprising a lower end (2a) and an upper end (21b), a nozzle (4) traversed by a jet jet ejection channel (41). plasma, the ejection duct (41) of the nozzle (4) and the central passage (222) of the hollow electrode (2) being coaxial, - an internal plasmagene chamber (204), at least a part of said internal chamber (204) being located between the nozzle (4) and the lower end (21 a) of the hollow electrode and in which - the central passage (222) of the hollow electrode (2) opens axially via a first orifice (205) located at the lower end (21a) of the hollow electrode (2), in an internal plasmagen chamber (204) and n view of the ejection channel (41) nozzle (4), and - the central passage (222) of the hollow electrode (2) opens, directly or indirectly, the atmosphere through a second orifice (206) located at the upper end (21b) the hollow electrode (2).

2. Torch according to claim 1, characterized in that a solenoid (3) is arranged around at least a portion of the outer peripheral wall of the hollow electrode (2), preferably a solenoid (3) with turns non-contiguous formed by axial winding minus a wire, especially a copper wire or copper alloy.

3. Torch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the central passage (222) of the hollow electrode (2) opens indirectly to the atmosphere via at least one extension element (8) hollow and elongated, having an internal passage (888), the internal passage (888) of said extension element (8) and the central passage (222) of the hollow electrode (2) being coaxial, the second orifice (206) located at the upper end (21b) of the hollow electrode (2) opening into the upstream end of the internal passage (888) of the extension element (8) and the downstream end of the internal passage (888) of the extension element (8) opening into the atmosphere, preferably the extension element (8) is at least partly of substantially tubular or cylindrical shape. Torch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the central passage (222) internal to the hollow electrode (2) comprises a plurality of successive internal bores (21, 211, 212) of different sections, preferably said bores. are separated from each other by frustoconical passage portions. Torch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the internal passage (888) of the extension element (8) comprises a plurality of successive internal bores of different sections, preferably said bores are separated from each other by means of passage portions of frustoconical shape. Torch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle (4) has a generally cupular shape of revolution, the ejection channel (41) passing through the nozzle (4) in axial and central position, preferably the nozzle (4) is made of copper or a copper alloy. 7. Torch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ejection channel (41) of the nozzle (4) comprises at least one convergent channel inlet (41) connected and extended, preferably by a radius at a channel neck (42) of substantially cylindrical or conical shape, preferably said channel (42) is of substantially cylindrical shape and is extended by divergent channel outlet (43). 8. Torch according to one of claims 1 to 7, characterized in that the body (1) torch further comprises a protective cap (6), generally in the form of a cup of revolution, having a central orifice and detachably attaching to said torch body (1) coaxially and surrounding at least a portion of the nozzle (4), the inner wall of the protective cap (6) and the outer wall of the nozzle (4) forming a cooling fluid circulation chamber (64). 9. Torch according to one of claims 1 to 8, characterized in that the body (1) torch further comprises gas distribution means (5) for creating two gas vortices having the same direction of rotation and opposite axial directions, one of the vortices propagating inside the central passage (222) of the hollow electrode (2) and towards the second orifice (206), and the other vortex propagating in the plasmagenic internal chamber (204), situated at the lower end (21 a) of the central passage (222) of the hollow electrode (2), and in the ejection channel direction (41) of the nozzle (4), preferably the gas distribution means (5) are arranged so as to create gas vortices having the same direction of rotation as the winding direction of the solenoid (3) arranged around at least a part of the peripheral wall outer of the hollow electrode (2). 10. Use of a plasma torch according to one of claims 1 to 9 for the implementation of a method of plasma cutting a workpiece or sheet metal, preferably of structural steel, stainless steel or alloy lightweight. 11. Automatic plasma arc work installation, in particular a plasma cutting plant, comprising at least one plasma torch according to one of claims 1 to 9. 12. Plasma cutting method using a torch to plasma comprising a torch body (1), said torch body (1) comprising a hollow electrode (2) comprising a central passage (222), said hollow electrode (2) being arranged axially inside said body (1) torch, said hollow electrode (2) further comprising a lower end (2a) and an upper end (21b); a nozzle (4) traversed by a plasma jet ejection channel (41), the ejection channel (41) of the nozzle (4) and the central passage (222) of the hollow electrode (2) being coaxial; an internal plasmagenic chamber (204), at least a portion of said inner chamber (204) being located between the nozzle (4) and the lower end (21a) of the hollow electrode (2), and wherein the central passage (222) of the hollow electrode (2) opens axially, through a first orifice (205) located at the lower end (21a) of the hollow electrode (2), in the internal plasma chamber (204) and facing the ejection channel (41) of the nozzle (4), and the central passage (222) of the hollow electrode (2) opens directly or indirectly into the atmosphere through a second orifice (206) located at the upper end (21 of the hollow electrode (2); gas distribution means (5) being arranged near the first orifice (205) at the lower end (21a) of the hollow electrode (2) and in the vicinity of the internal plasmagenic chamber (204), in which method (a) said gas or gas mixture is supplied with said means for distributing (5) gases so as to create two gas vortices having the same direction of rotation and opposite axial directions, - one of the vortices propagating inside the central passage (222) of the hollow electrode (2) and towards the second orifice (206), through which is discharged, directly or indirectly, to the atmosphere; and - the other vortex propagating in the internal plasmagene chamber (204), located at the lower end (21a) of the central passage (222) of the hollow electrode (2), and towards the ejection channel ( 41) of the nozzle (4) through which it is expelled towards the workpiece, in the plasma jet form. (b) drilling and / or cutting is carried out along a desired path of the workpiece by means of said plasma jet. 13. The method of claim 12, characterized in that it creates gas vortices having the same direction of rotation as the winding direction of at least one solenoid (3) wound around at least a portion of the outer peripheral wall of the hollow electrode (2).