JPH0947877A - Plasma torch and plasma cutting method - Google Patents

Plasma torch and plasma cutting method

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JPH0947877A
JPH0947877A JP7202032A JP20203295A JPH0947877A JP H0947877 A JPH0947877 A JP H0947877A JP 7202032 A JP7202032 A JP 7202032A JP 20203295 A JP20203295 A JP 20203295A JP H0947877 A JPH0947877 A JP H0947877A
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JP
Japan
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secondary gas
nozzle
cutting
plasma
torch
Prior art date
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Application number
JP7202032A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Hoshino
秀往 星野
Yosuke Imai
陽介 今井
Noriyuki Sekizawa
紀之 堰澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0947877A publication Critical patent/JPH0947877A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase angle adjusting range of cutting face by arranging a speed vector adding means to add the speed vector, having specified angle against torch center axis, to secondary gas and specifying pressure loss of working gas. SOLUTION: A primary gas is injected from an orifice 3 of plasma torch and arc is formed between an electrode 1 and work 14, the work 14 is cut. A swirler 11 is arranged in a secondary gas passage 9 and a speed vector of >0 deg. to <45 deg. is given to the secondary gas injected from the orifice 12. By changing a flow rate of secondary gas, a speed vector and arc angle, the work 14 is cut under a desired inclined angle. A pressure loss generated in a working gas supply circuit is set to <=4kg/cm. When a pressure exceeds 4kg/cm, plasma flow is not sufficiently bent. A groove angle can be adjusted while a torch is kept vertical.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、作動ガス噴出ノズ
ルの周囲から、2次ガスを旋回させながら供給するよう
にし、主として切断作業に用いられるプラズマトーチ、
及びこのプラズマトーチを用いて切断面の角度(開先角
度)を変化させながら切断を行うプラズマ切断方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma torch mainly used for cutting work, in which a secondary gas is supplied while being swirled from the periphery of a working gas jet nozzle.
Also, the present invention relates to a plasma cutting method in which cutting is performed by using the plasma torch while changing the angle (groove angle) of the cut surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板の切断で、かつこれの開先加工にお
いては、ガス切断、プラズマ切断、レーザ切断等による
場合、開先角度の変更の都度、手動操作によりトーチ角
度を調整して切断を行う方法が一般的である。この場
合、トーチ治具は角度計を備えた特別のものを用いてい
る。
2. Description of the Related Art When cutting a steel plate, and in the groove processing of the steel plate, when cutting by gas, plasma, laser, etc., the torch angle is adjusted manually by cutting every time the groove angle is changed. The method is generally used. In this case, a special torch jig equipped with a goniometer is used.

【0003】また、特開平2−137692号公報に
は、治具に制御手段を備え、電気信号によりトーチ角度
を調整しながら切断を行い、開先角度を任意に、しかも
連続的に変化させる技術が開示されているが、このよう
な技術では特別なトーチ角度制御設備が必要となる。
Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-137692 discloses a technique in which a jig is provided with a control means, cutting is performed while adjusting a torch angle by an electric signal, and a groove angle is arbitrarily and continuously changed. However, such a technique requires special torch angle control equipment.

【0004】一方、プラズマ切断では、高速で切断を行
うと大きなベベル角が付くので、重要な切断品質である
ベベル角を約ゼロ度にするよう、切断分離限界よりもか
なり低速で切断を行わなければならなかった。
On the other hand, in plasma cutting, when cutting at high speed, a large bevel angle is attached. Therefore, in order to set the bevel angle, which is an important cutting quality, to about zero degree, cutting must be performed at a speed much lower than the cutting separation limit. I had to do it.

【0005】しかし最近、ノズルを覆うようにしてキャ
ップとノズルとの間に構成した空間に2次流体を旋回さ
せながら流して、切断上縁部の肩だれやベベル角を改善
しながら切断を行う技術が行われるようになってきた。
この技術によれば、切断速度の増加によりベベル角がつ
いても、2次流体(ガス)の旋回流により数度程度のベ
ベル角矯正が可能になり、良質切断速度が飛躍的に向上
できるようになった。
However, recently, a secondary fluid is swirlingly flowed in a space formed between the cap and the nozzle so as to cover the nozzle, and the cutting is performed while improving the shoulder sag and the bevel angle of the upper edge of the cutting. Technology has come into play.
According to this technology, even if a bevel angle is attached due to an increase in cutting speed, the bevel angle can be corrected by several degrees due to the swirling flow of the secondary fluid (gas), so that a good cutting speed can be dramatically improved. became.

【0006】この技術の基本的な構成は、特開平5−8
4579号公報に示されているが、このほかにも、例え
ば、キャップとノズルとの間の空間に流すノズル冷却用
ガスを、ノズルの中心軸に収斂するような旋回気流とし
て供給しながら切断を行い、ベベル角を良好に保ちなが
らプラズマ切断を行う技術が特開平6−246456号
公報に開示されている。
The basic structure of this technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-8.
As disclosed in Japanese Patent No. 4579, in addition to this, for example, the nozzle cooling gas flowing in the space between the cap and the nozzle is cut while being supplied as a swirling air stream that converges on the central axis of the nozzle. Japanese Patent Laid-Open No. 6-246456 discloses a technique of performing plasma cutting while maintaining a good bevel angle.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】開先加工を行う場合、
手動であれ自動であれ、いずれもトーチを傾けて切断す
るようにしており、トーチ角度調整用の専用治具等が必
要となり、コスト上昇を招くという問題があった。
When performing groove processing,
In both the manual operation and the automatic operation, the torch is inclined and cut, and a special jig for adjusting the torch angle or the like is required, which causes a problem of cost increase.

【0008】そして上記従来の技術のうち、例えば特開
平2−137692号公報記載の技術にあっては、連続
的な開先角の加工を行う場合、上記したように、特別な
制御手段を備えたトーチ角度制御設備が必要であり、装
置が大がかりになってコストがかさむという問題があっ
た。
Among the above-mentioned conventional techniques, for example, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-137692, when machining a continuous groove angle, a special control means is provided as described above. Also, there is a problem that the torch angle control equipment is required, and the equipment becomes large in size and the cost is high.

【0009】一方、特開平6−246456号公報にあ
るように、2次ガスを旋回させてベベル角の改善を狙っ
た従来技術にあっては、トーチが切断材に対して垂直な
状態で2次旋回ガスによる切断面の角度調整が行えると
いっても、その調整範囲はたかだか数度であって、垂直
な切断面が要求される場合におけるベベル角の矯正とい
う用途に留まり、少なくとも数十度以上の角度を持った
切断面加工が要求される開先加工を行う場合は依然とし
てトーチを傾けて切断せざるを得なかった。
On the other hand, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-246456, in the prior art aiming to improve the bevel angle by swirling the secondary gas, the torch is set in a state where the torch is perpendicular to the cutting material. Although the angle of the cutting surface can be adjusted by the next swirling gas, the adjustment range is at most several degrees, and it is limited to the application of correcting the bevel angle when a vertical cutting surface is required, and it is at least several tens of degrees. In the case of performing the groove processing which requires the cut surface processing with the above angles, the torch still has to be inclined and cut.

【0010】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、2次ガスによる切断面の角度の調整範囲を大幅に
増大できて、トーチを傾けることなしに開先加工を可能
にしたプラズマトーチ及びプラズマ切断方法を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been conceived in view of the above, and a plasma torch capable of drastically increasing the adjustment range of the angle of the cutting surface by the secondary gas and enabling groove processing without tilting the torch, It is an object of the present invention to provide a plasma cutting method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマトーチは、作動ガス噴出ノズ
ルを囲繞するようにして2次ガス噴出口を配置し、この
2次ガス噴出口に連らなる2次ガス通路に2次ガスに旋
回流を付与する旋回流手段を有するプラズマトーチにお
いて、2次ガス噴出口部に、2次ガス噴出口より噴出す
る2次ガスに、トーチの中心軸に対して0°より大きく
45°未満の速度ベクトルを付加する速度ベクトル付加
手段を設け、また作動ガス供給回路に作動ガス噴出ノズ
ルで生じる圧力損失を4kg/cm2 以下にする圧力損
失制御手段を設けた構成となっている。
In order to achieve the above-mentioned object, a plasma torch according to the present invention has a secondary gas ejection port arranged so as to surround a working gas ejection nozzle, and this secondary gas ejection port is arranged. In a plasma torch having a swirl flow means for imparting a swirl flow to the secondary gas in the secondary gas passage connected to the secondary gas passage, the secondary gas spouted from the secondary gas spout to the secondary gas spout A velocity vector addition means for adding a velocity vector greater than 0 ° and less than 45 ° to the central axis is provided, and the pressure loss control for reducing the pressure loss generated at the working gas jet nozzle to 4 kg / cm 2 or less in the working gas supply circuit. It is configured to have means.

【0012】そして上記構成のプラズマトーチにおい
て、速度ベクトル付加手段は、2次ガス噴出口付近に形
成された略平行にした通路であって、かつこの通路がト
ーチの中心軸に対して0°より大きく45°未満の角度
になっている。
In the plasma torch having the above structure, the velocity vector adding means is a substantially parallel passage formed in the vicinity of the secondary gas ejection port, and the passage has an angle of 0 ° with respect to the central axis of the torch. The angle is largely less than 45 °.

【0013】また、上記構成のプラズマトーチにおい
て、作動ガス噴出ノズルの周囲に、これと同心状にした
2次ガス噴出口を有するキャップを設け、2次ガス噴出
口付近のキャップ内面と作動ガス噴出ノズルの外面とに
て略平行にした通路よりなる速度ベクトル付加手段を構
成する。
Further, in the plasma torch having the above-mentioned structure, a cap having a secondary gas ejection port which is concentric with the working gas ejection nozzle is provided around the working gas ejection nozzle and the inner surface of the cap near the secondary gas ejection port and the working gas ejection port The velocity vector adding means is composed of passages that are substantially parallel to the outer surface of the nozzle.

【0014】さらに、上記構成のプラズマトーチにおい
て、圧力損失制御手段は、作動ガス噴出ノズル径、ノズ
ルのオリフィス部の長さ、プラズマ電流値、作動ガス供
給圧のそれぞれの調整手段の少なくとも1つからなって
いる。そして上記プラズマトーチには2次ガス流量を制
御する2次ガス流量制御手段を有している。
Further, in the plasma torch having the above structure, the pressure loss control means is provided by at least one of the means for adjusting the working gas jet nozzle diameter, the orifice length of the nozzle, the plasma current value, and the working gas supply pressure. Has become. The plasma torch has secondary gas flow rate control means for controlling the secondary gas flow rate.

【0015】上記構成のプラズマトーチを用いたプラズ
マ切断方法は、プラズマトーチをワーク表面に対して略
垂直に保持して開先加工を行うようにしている。
In the plasma cutting method using the plasma torch having the above structure, the plasma torch is held substantially perpendicular to the surface of the work to perform the groove processing.

【0016】このとき、2次ガス流量を連続的あるいは
断続的に変化させながら切断を行う。
At this time, the cutting is performed while continuously or intermittently changing the flow rate of the secondary gas.

【0017】[0017]

【作 用】プラズマ電源より電極に電流を供給し、作
動ガス噴出ノズルより作動ガスを噴出させることによ
り、電極とワークとの間にプラズマアークが形成されて
ワークの切断が行われる。
[Operation] By supplying a current from the plasma power source to the electrode and ejecting the working gas from the working gas jet nozzle, a plasma arc is formed between the electrode and the work to cut the work.

【0018】このとき、2次ガスは2次ガス噴出口より
切断溝へ向かって噴出され続け、切断面の角度を調整し
ながら切断が進行する。このときの2次ガスは旋回流と
なっていると共に、トーチの中心軸に対して0°より大
きく45°未満の速度ベクトルが付加される。この2次
ガスは上記速度ベクトルにより、2次ガス噴出口より噴
出後、拡散が抑えられ、これの旋回流がトーチの下方ま
で維持される。
At this time, the secondary gas continues to be ejected from the secondary gas ejection port toward the cutting groove, and the cutting proceeds while adjusting the angle of the cutting surface. At this time, the secondary gas has a swirling flow, and a velocity vector larger than 0 ° and smaller than 45 ° is added to the central axis of the torch. The secondary gas is suppressed from diffusing after being ejected from the secondary gas ejection port by the velocity vector, and the swirling flow of the secondary gas is maintained below the torch.

【0019】上記プラズマトーチを用いたプラズマ切断
において、作動ガスのノズル圧力損失と、2次ガス流量
を変えることにより、開先角が調整される。
In plasma cutting using the above plasma torch, the groove angle is adjusted by changing the nozzle pressure loss of the working gas and the flow rate of the secondary gas.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明を実施したプラズマ
トーチの一例を示すもので、図示しないプラズマ電源
(直流電源)に接続された電極1は絶縁体2を介してト
ーチ本体(図示せず)の先端側に支持されている。そし
てこの電極1の先端部及び絶縁体2を囲繞するようにし
て、先端に電極1と同心状にしたオリフィス3を持つノ
ズル4が配置され、このノズル4の内側が作動ガス通路
5となっている。この作動ガス通路5内には、絶縁体2
とノズル4に支持された第1スワラ6が介装されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a plasma torch according to the present invention. An electrode 1 connected to a plasma power source (DC power source) (not shown) has a torch body (not shown) via an insulator 2. It is supported on the tip side. A nozzle 4 having an orifice 3 concentric with the electrode 1 is arranged at the tip so as to surround the tip of the electrode 1 and the insulator 2, and the inside of the nozzle 4 serves as a working gas passage 5. There is. In this working gas passage 5, the insulator 2
The first swirler 6 supported by the nozzle 4 is interposed.

【0021】ノズル4の外側には筒体(ノズルキャッ
プ)7がノズル本体に固着されて配置され、この筒体7
とノズル4の間に冷却水路8を構成している。
A tubular body (nozzle cap) 7 is fixedly attached to the nozzle body outside the nozzle 4, and the tubular body 7 is provided.
A cooling water passage 8 is formed between the nozzle 4 and the nozzle 4.

【0022】筒体7の外側にはトーチ本体の先端部をカ
バーすると共に、筒体7との間で2次ガス通路9を構成
するキャップ10が設けてある。このキャップ10の内
側の2次ガス通路9には2次ガスに旋回流を与えるため
の第2スワラ11が介装してある。
A cap 10 is provided outside the cylindrical body 7 to cover the tip of the torch body and to form a secondary gas passage 9 with the cylindrical body 7. In the secondary gas passage 9 inside the cap 10, a second swirler 11 for providing a swirling flow to the secondary gas is interposed.

【0023】キャップ10の先端にはノズル4のオリフ
ィス3と同心のオリフィス12が開口されている。この
オリフィス12の開口部の直上流部はノズル4とキャッ
プ10との対向側面により略平行の2次ガス噴出通路1
3となっている。そしてこの2次ガス噴出通路13は電
極1の軸心に対する角度αが30°になるように傾斜さ
れている。
An orifice 12 concentric with the orifice 3 of the nozzle 4 is opened at the tip of the cap 10. Immediately upstream of the opening of the orifice 12, the secondary gas ejection passage 1 is substantially parallel to the side surfaces of the nozzle 4 and the cap 10 facing each other.
It is 3. The secondary gas ejection passage 13 is inclined so that the angle α with respect to the axis of the electrode 1 is 30 °.

【0024】なおこの実施例における各部分の寸法の一
例を示すと、ノズル4のオリフィス3の径は1.5m
m、2次ガス噴出通路13の平行部の長さは約5mm、
幅は約0.5mmであり、キャップ10のオリフィス1
2の径は4mmである。
Incidentally, as an example of the size of each part in this embodiment, the diameter of the orifice 3 of the nozzle 4 is 1.5 m.
m, the length of the parallel portion of the secondary gas ejection passage 13 is about 5 mm,
The width is about 0.5 mm and the orifice 1 of the cap 10
The diameter of 2 is 4 mm.

【0025】上記構成において、図示しないプラズマ電
源より電極1に電流が供給されることにより、電極1と
ワーク14との間にアークが形成されてワーク14の切
断が行われる。このアークはノズル4の作動ガス通路5
から旋回して噴出される作動ガスにて維持される。
In the above construction, when a current is supplied to the electrode 1 from a plasma power source (not shown), an arc is formed between the electrode 1 and the work 14 to cut the work 14. This arc is the working gas passage 5 of the nozzle 4.
It is maintained by the working gas which is swirled from and is ejected.

【0026】上記切断中、2次ガスはオリフィス12か
らワーク14の切断溝15へ向かって噴出され続け、切
断面の角度を調整しながら切断が進行する。このとき、
2次ガスは第2スワラ11にて旋回流となっていると共
に、2次ガス噴出通路13により、トーチの中心軸に対
してθ=α=30°の速度ベクトルが付加される。
During the cutting, the secondary gas continues to be ejected from the orifice 12 toward the cutting groove 15 of the work 14, and the cutting progresses while adjusting the angle of the cutting surface. At this time,
The secondary gas is swirling in the second swirler 11, and the velocity vector of θ = α = 30 ° is added to the central axis of the torch by the secondary gas ejection passage 13.

【0027】これはいいかえれば、旋回流の中心方向に
集束する流速ベクトルと、作動ガス噴出方向と同一方向
の流速ベクトルとを同時に積極的に2次ガスの旋回流に
付加していることになる。
In other words, this means that the flow velocity vector that converges in the central direction of the swirl flow and the flow velocity vector in the same direction as the working gas jet direction are positively added to the swirl flow of the secondary gas at the same time. .

【0028】中心方向に集束する流速ベクトルはキャッ
プ10のオリフィス13を出た直後に径方向に拡散して
しまいがちな2次ガスの拡散を抑えてこれの旋回流をト
ーチの下方まで維持している。また、作動ガス噴出方向
と同一方向の流速ベクトルは、加工誤差、パーツ組付け
誤差により発生する噴出口付近での旋回速度分布の不均
一性を軸方向に拡散している。
The flow velocity vector that converges in the central direction suppresses the diffusion of the secondary gas that tends to diffuse in the radial direction immediately after leaving the orifice 13 of the cap 10 and maintains the swirling flow of the secondary gas below the torch. There is. Further, the flow velocity vector in the same direction as the working gas jet direction diffuses in the axial direction the non-uniformity of the swirling velocity distribution near the jet port caused by the machining error and the part assembly error.

【0029】この実施例では、これら流速ベクトルの付
加を、トーチの中心軸に対する角度α=30°とした略
平行の2次ガス噴出通路13によって行うようにしてい
るが、上記2次ガス噴出通路13のトーチの中心軸に対
する角度αは、2次ガスの速度ベクトルの角度θが0°
<θ<45°となる範囲の角度とする。
In this embodiment, these flow velocity vectors are added by the substantially parallel secondary gas ejection passage 13 having an angle α = 30 ° with respect to the central axis of the torch. The angle α of the torch 13 with respect to the central axis is 0 ° for the angle θ of the velocity vector of the secondary gas.
The angle is in the range of <θ <45 °.

【0030】これはθ=0°では中心方向に集束させる
流速ベクトルが有効に与えられないためであり、これで
は、旋回流が第2オリフィス12を出た瞬間に径方向に
拡散して切断溝15に送り込まれる旋回流が弱くなって
しまう。これを補うためには、2次ガスの流量を多くす
るか、切断高さ(スタンドオフ)を低くするしかない。
This is because the flow velocity vector for focusing in the central direction is not effectively given at θ = 0 °. In this case, the swirling flow diffuses in the radial direction at the moment when it exits the second orifice 12, and the cutting groove is formed. The swirling flow sent to 15 becomes weak. In order to compensate for this, there is no choice but to increase the flow rate of the secondary gas or reduce the cutting height (standoff).

【0031】この場合、前者は大量の2次ガスを必要と
するので不経済であり、また、後者にあっては、単にワ
ーク14にノズル4やキャップ10が接触する危険性が
増大し、ダブルアークの発生または衝突によりトーチが
破壊しやすくなるばかりか、切断時に吹きあがってくる
溶湯がノズル4とキャップ10の間に堆積してしまい、
ノズル4とキャップ10の間の絶縁が破られ、これから
もダブルアークの危険性が増大する。さらに、吹きあが
り溶湯はワーク14が厚い場合、直接的にノズル4ある
いはノズル4を保護すべきキャップ10を溶融し、使用
不能の状態になることもある。
In this case, the former is uneconomical because it requires a large amount of secondary gas, and in the latter, the risk that the nozzle 4 and the cap 10 simply contact the work 14 increases, and the double Not only the torch is easily broken by the generation or collision of an arc, but also the molten metal blown up at the time of cutting is accumulated between the nozzle 4 and the cap 10,
The insulation between the nozzle 4 and the cap 10 is broken, and the risk of double arcs continues to increase. Further, when the work 14 is thick, the blown-up molten metal may directly melt the nozzle 4 or the cap 10 that protects the nozzle 4, and may become unusable.

【0032】一方θ=45°以上では作動ガス噴出方向
と同一方向の流速成分が十分でないため、加工誤差、パ
ーツ組付け誤差により発生する旋回速度分布の不均一性
を軸方向に拡散できない。このような状態で切断を行っ
た場合、切断方向によって製品(ワーク)の切断面の角
度がばらついてしまうので、後加工による修正が余儀な
くされ、場合によっては不良品となってしまう。
On the other hand, if θ = 45 ° or more, the flow velocity component in the same direction as the working gas jetting direction is not sufficient, so that the non-uniformity of the swirling speed distribution caused by the machining error and the part assembly error cannot be diffused in the axial direction. When cutting is performed in such a state, the angle of the cut surface of the product (workpiece) varies depending on the cutting direction, so correction by post-processing is unavoidable, and in some cases it becomes a defective product.

【0033】本発明者らは、このような2次ガス噴出通
路13の角度αの違いによる切断面の角度のバラツキを
実験で確認し実用に供せられる2次ガス噴出通路13の
角度αをα<45°とした。図3はその根拠となった実
験結果の概略を示す。2次ガス噴出通路13の角度αが
本発明の範囲内である30°の場合と、本発明の範囲か
らはずれた45°の場合の比較である。この実験では、
ノズル4その他の装置構成はそれぞれ同一である。
The inventors of the present invention confirmed the variation in the angle of the cut surface due to the difference in the angle α of the secondary gas ejection passage 13 by an experiment and set the angle α of the secondary gas ejection passage 13 that can be put to practical use. α <45 °. FIG. 3 shows an outline of the experimental results which are the basis for this. It is a comparison between the case where the angle α of the secondary gas ejection passage 13 is 30 °, which is within the range of the present invention, and the case where it is 45 °, which is outside the range of the present invention. In this experiment,
The nozzle 4 and other device configurations are the same.

【0034】図3に示す実験結果を得るための実験で
は、ベベル角の測定を容易にするため垂直切断を狙って
いて、その実験条件は、電流は120A、作動ガス供給
圧は4kg/cm2 、切断速度は2500mm/min
でワーク14の厚さは9mm、材質はSS400であ
る。このときのノズル圧力損失は約4kg/cm2 であ
り、ベベル角を0°にするために2次ガス流量を70リ
ットル/minが必要であった。
In the experiment for obtaining the experimental result shown in FIG. 3, the vertical cutting is aimed at in order to facilitate the measurement of the bevel angle, and the experimental conditions are the current of 120 A and the working gas supply pressure of 4 kg / cm 2. , Cutting speed is 2500mm / min
The thickness of the work 14 is 9 mm, and the material is SS400. The nozzle pressure loss at this time was about 4 kg / cm 2 , and the secondary gas flow rate of 70 liter / min was required to set the bevel angle to 0 °.

【0035】互いに直交する4つの切断方向のそれぞれ
に付き3回ずつの切断を行ない、そのときの実測ベベル
角のバラツキとして最大値、最小値をエラーで示してい
る。図3から明らかなように、α=45°の場合のバラ
ツキが平均値±4°であるのに比べて、α=30°での
バラツキは平均値±1°程度に収まっている。
The cutting is performed three times in each of the four cutting directions orthogonal to each other, and the maximum and minimum values are shown as errors as variations in the measured bevel angle at that time. As is clear from FIG. 3, the variation at α = 45 ° is an average value of ± 4 °, whereas the variation at α = 30 ° is within an average value of ± 1 °.

【0036】作動ガスのノズル圧力損失は外気が1at
m、18℃の下で、切断時の供給作動ガス圧から第1ス
ワラ6及び作動ガス配管路の圧力損失分を引くことによ
って求められる。なお、この第1スワラ6及び作動ガス
配管路の圧力損失は、切断時の作動ガス供給流量を計算
しておき、次にアークを出さない状態で圧力損失を無視
できる程度の大きなオリフィスを持つノズルを取付け、
切断時の作動ガス供給流量になるようにガス圧を調節し
たときの供給ガス圧として計測できる。
Nozzle pressure loss of working gas is 1 at
m, 18 ° C., it is determined by subtracting the pressure loss of the first swirler 6 and the working gas pipeline from the working gas pressure supplied at the time of cutting. As for the pressure loss of the first swirler 6 and the working gas piping, the working gas supply flow rate at the time of cutting is calculated in advance, and a nozzle having a large orifice in which the pressure loss can be ignored in the state where the arc is not generated next. Install,
It can be measured as the supply gas pressure when the gas pressure is adjusted so that the working gas supply flow rate at the time of cutting is obtained.

【0037】一般に、プラズマ切断では、ノズルでアー
クと作動ガス流を緊縮させ、作動ガスをアークに接近さ
せることによって作動ガス流を加熱してプラズマ化する
のであって、ノズル圧力損失が大きいということは緊縮
が強いということであり、効率よく作動ガスを加熱でき
るということである。
Generally, in plasma cutting, the arc and the working gas flow are tightened by the nozzle, and the working gas flow is heated to bring the working gas into plasma, thereby causing a large nozzle pressure loss. Means that the stringency is strong and that the working gas can be efficiently heated.

【0038】よって通常は電流を上げたり、ノズル径を
下げたり、作動ガスの供給圧を上げたりする等によって
作動ガスをより高温化するよう動作条件やノズル径を決
める。作動ガスを高温化すると切断速度を上げることが
でき、ドロスの付着も減らすことができるが、その一方
ノズルが高温にさらされ、アークとの電気的距離が近づ
くことからダブルアークを招く危険性が増す。
Therefore, normally, the operating conditions and the nozzle diameter are determined so as to raise the temperature of the working gas by increasing the current, lowering the nozzle diameter, raising the supply pressure of the working gas, and the like. The cutting speed can be increased by reducing the temperature of the working gas, and the adhesion of dross can be reduced, but on the other hand, the nozzle is exposed to high temperature, and the electrical distance from the arc is shortened, so there is a risk of causing a double arc. Increase.

【0039】しかるに本発明の実施例では、2次ガスの
旋回流によりワーク14の切断溝15内でプラズマ流を
屈折させやすくするために、あえてノズル圧力損失を下
げている。通常であれば、ノズル圧力損失を下げること
により、ベベル角が0°となる切断速度の低下、ドロス
付着の増加といった弊害が懸念される。
However, in the embodiment of the present invention, the nozzle pressure loss is intentionally lowered in order to facilitate the refraction of the plasma flow in the cutting groove 15 of the work 14 by the swirling flow of the secondary gas. Normally, by reducing the nozzle pressure loss, there are concerns that the cutting speed at which the bevel angle becomes 0 ° and the increase in dross adhesion may be adversely affected.

【0040】しかし本発明の実施例では、2次ガスの旋
回流成分が軸方向下流側に維持される距離が長くなり、
大気中に逃げる旋回流が少なく、十分な旋回力を発揮す
ることにより切断面の角度調整が可能であり、ベベル角
の調整のために切断速度を調整する必要がないので、切
断速度を分離限界値付近まで上げることができる。
However, in the embodiment of the present invention, the distance in which the swirling flow component of the secondary gas is maintained on the downstream side in the axial direction becomes long,
There is little swirl flow escaping into the atmosphere, and the angle of the cutting surface can be adjusted by exerting sufficient swirling force, and there is no need to adjust the cutting speed to adjust the bevel angle, so the cutting speed can be separated. It can be raised to around the value.

【0041】さらに、2次ガスを効率的に切断溝15へ
送り込めるので、ドロスの排出運動量を付加でき、ワー
クやキャップ等へのドロス付着を低減できる。
Further, since the secondary gas can be efficiently sent to the cutting groove 15, a dross discharge momentum can be added, and dross adhesion to a work or a cap can be reduced.

【0042】これらの理由から、本発明においては、ノ
ズル圧力損失を下げたことによる弊害は無いのであっ
て、ノズル圧力損失を低くしていることで、かえってダ
ブルアーク発生の危険が少ない。
For these reasons, in the present invention, there is no adverse effect due to lowering the nozzle pressure loss, and by lowering the nozzle pressure loss, the risk of double arc generation is rather small.

【0043】図4は本発明において、2次ガス流量を一
定に保った場合のノズル圧力損失と板厚9mのワーク1
4における切断溝15の左右の切断面のそれぞれ開先角
(deg)の関係を示す。この実施例における2次ガス
流量は120リットル/minであるが、これ以上流す
と2次ガスがプラズマ流を冷却してしまって切断能力が
低下してしまい、この2次ガスの流量はこの実施例にお
ける実質的最大流量である。よってこのような状態では
ノズル圧力損失が最大開先加工角度を決定する。
FIG. 4 shows, in the present invention, the nozzle pressure loss and the work 1 having a plate thickness of 9 m when the secondary gas flow rate is kept constant.
4 shows the relationship between the groove angles (deg) of the left and right cut surfaces of the cutting groove 15 in FIG. The flow rate of the secondary gas in this embodiment is 120 liters / min. However, if the flow rate exceeds this value, the secondary gas cools the plasma flow and the cutting ability is reduced. It is the substantially maximum flow rate in the example. Therefore, in such a state, the nozzle pressure loss determines the maximum groove processing angle.

【0044】図4に示す実験結果において、ノズル圧力
損失は電流値、及び作動ガス供給圧を様々に変えること
で変化させたのであるが、ノズルのオリフィス径やオリ
フィス部の長さをも変化させて、ある値のノズル圧力損
失を実現しても本発明に即する限り、図4に示す場合と
同様の結果が得られる。また2次ガス噴出方法を変える
と、実質的最大2次ガス流量の絶対値は変化するが、ど
のような2次ガス噴出方法であっても本発明に即する限
り、実質的最大2次ガス流量においてノズル圧力損失と
開先角の関係を実験的に確認すると、図4に示すものと
同様の結果が得られる。
In the experimental results shown in FIG. 4, the nozzle pressure loss was changed by variously changing the current value and the working gas supply pressure, but the orifice diameter of the nozzle and the length of the orifice portion were also changed. As long as the present invention is realized with a certain value of nozzle pressure loss, the same result as that shown in FIG. 4 can be obtained. Further, when the secondary gas injection method is changed, the absolute value of the substantially maximum secondary gas flow rate changes, but whatever the secondary gas injection method is, as long as it is in accordance with the present invention, the substantially maximum secondary gas flow rate. When the relationship between the nozzle pressure loss and the groove angle at the flow rate is experimentally confirmed, the same result as that shown in FIG. 4 is obtained.

【0045】また、板厚全体に対して強力な旋回流を作
用させるようにするため、比較的大流量、例えば、通常
のプラズマ切断作動時の流量より大流量の2次ガスを流
すが、必要な2次ガス流量はプラズマ動作条件、必要な
開先角、ワークの板厚、材質によって異なる。よって、
個々の動作条件と、所望の開先角、ワークごとによって
2次ガス流量を設定しておけばよい。
Further, in order to make a strong swirl flow act on the entire plate thickness, a relatively large flow rate, for example, a flow rate of a secondary gas larger than the flow rate during the normal plasma cutting operation, is required. The secondary gas flow rate depends on the plasma operating conditions, required groove angle, work plate thickness, and material. Therefore,
The secondary gas flow rate may be set according to individual operating conditions, a desired groove angle, and each work.

【0046】2次ガス噴出方法にもよるが、開先加工を
行おうとする場合は、従来技術のようにベベル角を数度
矯正する場合に比べると、概して大流量の2次ガスが必
要になる。
Although it depends on the method of jetting the secondary gas, a large amount of the secondary gas is generally required when the groove is to be processed, as compared with the case where the bevel angle is corrected by a few degrees as in the prior art. Become.

【0047】この実施例による切断実験では、電流値は
60A、作動ガスは酸素で、その供給圧は3kg/cm
2 、2次ガスは空気で供給流量が約120リットル/m
in、ノズル4の先端からの切断高さ(スタンドオフ)
は約2mm、切断速度は1000mm/minで、板厚
9mmの軟鋼材を、トーチを垂直状にして切断作業をし
た場合、切断方向に向って左側切断面の角度が約32
°、右側切断面の角度が約−30°の開先加工ができ
た。このときのノズル圧力損失は約2.5kg/cm2
であった。
In the cutting experiment according to this example, the current value was 60 A, the working gas was oxygen, and the supply pressure was 3 kg / cm.
2 , the secondary gas is air and the supply flow rate is about 120 liters / m
in, cutting height from the tip of nozzle 4 (standoff)
Is about 2 mm, the cutting speed is 1000 mm / min, and when the cutting work is performed on a mild steel material having a plate thickness of 9 mm with the torch vertical, the angle of the left cut surface is about 32 in the cutting direction.
The groove was processed with the angle of the right cut surface of about -30 °. The nozzle pressure loss at this time is about 2.5 kg / cm 2
Met.

【0048】また、図5から明らかなように、この実施
例はワーク14に対してトーチを垂直状態にし、2次ガ
ス流量を変化させることによって開先角の調整が可能で
ある。さらに、2次ガス流量制御手段16により2次ガ
ス流量を変化させることで、連続した開先加工が簡単に
でき、2次ガス流量制御を切断速度に同期させること
で、ワーク14の任意の部分に任意の開先加工を行うこ
とができる。当然のことであるが、2次ガス流量を調整
することで、切断面を垂直にする、いわゆる垂直切断も
可能であり、例えば、溶接部材の形状切断を行いなが
ら、同時に任意の部分に開先加工を施すことができる。
Further, as is clear from FIG. 5, in this embodiment, the groove angle can be adjusted by setting the torch in a vertical state with respect to the work 14 and changing the secondary gas flow rate. Further, by changing the secondary gas flow rate by the secondary gas flow rate control means 16, continuous groove machining can be performed easily, and by synchronizing the secondary gas flow rate control with the cutting speed, any part of the work 14 can be processed. Any groove processing can be performed. As a matter of course, by adjusting the secondary gas flow rate, it is also possible to make the cutting surface vertical, that is, so-called vertical cutting. For example, while cutting the shape of the welding member, it is possible to cut the groove into an arbitrary portion at the same time. It can be processed.

【0049】ところで、2次ガス流に、トーチの中心軸
に対して0°より大きく、45°未満の速度ベクトルを
付加する手段の無い場合は、ばらつきの少ない強力な旋
回流をワークの厚さ方向全体してわたって供給できない
ので、ノズル圧力損失を減らし2次旋回流量を多くして
も、切断面に大きなえぐれが生じたり、切断方向によっ
てベベル角がばらついたりしてしまい、実用に供される
ような開先加工は不可能である。
By the way, if there is no means for adding a velocity vector of greater than 0 ° and less than 45 ° to the center axis of the torch to the secondary gas flow, a powerful swirling flow with little variation is applied to the work thickness. Since it cannot be supplied over the entire direction, even if the nozzle pressure loss is reduced and the secondary swirl flow rate is increased, large cutouts occur on the cutting surface and the bevel angle varies depending on the cutting direction, so it is practically used. It is impossible to machine such a groove.

【0050】また、ノズル圧力損失が4kg/cm2
越える場合は、プラズマ流が十分屈曲しないので、トー
チの中心軸に対して0°より大きく45°未満の速度ベ
クトルを付加する手段を有し、開先角度を変えようとし
て2次ガス流量を多くしても、数十度をこえる開先角と
呼べる程度にまではベベル角を調整できない。それどこ
ろか、2次ガス流によって切断点付近を冷却してしまう
ので切断能力は低下してしまう。言うまでもなく、2次
ガス流量が十分でない場合は小さな開先角しか付けられ
ない。
Further, when the nozzle pressure loss exceeds 4 kg / cm 2 , the plasma flow does not bend sufficiently, so that means for adding a velocity vector larger than 0 ° and smaller than 45 ° to the central axis of the torch is provided. However, even if the secondary gas flow rate is increased in order to change the groove angle, the bevel angle cannot be adjusted to the extent that the groove angle exceeds several tens of degrees. On the contrary, the cutting ability is lowered because the vicinity of the cutting point is cooled by the secondary gas flow. Needless to say, when the secondary gas flow rate is not sufficient, only a small groove angle can be provided.

【0051】上記したように、本発明における2次ガス
の噴出法としては、作動ガス噴出口を囲繞するように配
置された2次ガス噴出口を持ち、トーチ内の2次ガス通
路にガス旋回手段(スワラ)を有し、このガス旋回手段
にて旋回されながら供給される2次ガス噴流に、トーチ
の中心軸に対して0°より大きく45°未満の速度ベク
トルを付加する手段を有していればよい。
As described above, the secondary gas ejection method according to the present invention has the secondary gas ejection port arranged so as to surround the working gas ejection port, and swirls the gas in the secondary gas passage in the torch. And a means for adding a velocity vector of more than 0 ° and less than 45 ° to the central axis of the torch to the secondary gas jet supplied while being swirled by the gas swirling means. If you have.

【0052】このことから、上記実施例のほかに図6以
下に示すような他の実施例を用いてもよい。例えば、図
6に示すように、ワーク14の下側に、切断中にワーク
14の下側からトーチより噴出される2次ガス噴流を吸
引する吸引装置17を付加して、これにより2次ガス噴
流に、トーチ軸に対して0°より大きく45°未満の速
度ベクトルを付与するようにしてもよい。この場合、切
断時のヒューム等も同時に排出できることになる。
Therefore, in addition to the above-mentioned embodiment, another embodiment as shown in FIG. 6 and thereafter may be used. For example, as shown in FIG. 6, a suction device 17 for sucking a secondary gas jet ejected from the torch from the lower side of the work 14 during cutting is added to the lower side of the work 14 to thereby remove the secondary gas. A velocity vector larger than 0 ° and smaller than 45 ° with respect to the torch axis may be applied to the jet flow. In this case, fumes and the like at the time of cutting can be discharged at the same time.

【0053】また、例えば、図7に示すように、キャッ
プ10aをワーク14の表面付近まで延長し、ノズル4
の先端からワーク14までの空間をキャップ10aで覆
い、第2スワラ11aにてキャップ10aの内壁に沿う
旋回流を噴出させ、トーチの中心軸に対して0°より大
きく45°未満の速度ベクトルを付加するようにしても
よい。この場合、ダブルアーク防止のためにキャップ1
0aはノズル4と絶縁しておくことが望ましい。
Further, for example, as shown in FIG. 7, the cap 10a is extended to near the surface of the work 14, and the nozzle 4
The space from the tip to the work 14 is covered with the cap 10a, and the swirl flow along the inner wall of the cap 10a is jetted by the second swirler 11a, so that a velocity vector greater than 0 ° and less than 45 ° with respect to the central axis of the torch is generated. It may be added. In this case, cap 1 to prevent double arc
It is desirable that 0a is insulated from the nozzle 4.

【0054】図1にて示す実施例では、2次ガスを旋回
流にするための第2スワラ1と2次ガス噴出通路13と
を別構成としたが、図8(a)に示すように、ノズル4
aとキャップ10bのそれぞれの先端部にて略平行に構
成される2次ガス噴出通路13a内に第2スワラ11b
をノズル4aの外面側に、これと一体状にして設けても
よい。また同様に図8(b)に示すように、この第2ス
ワラ11bを第2キャップ10bの内面側に、これと一
体状にして設けてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the second swirler 1 for turning the secondary gas into a swirling flow and the secondary gas ejection passage 13 have different structures, but as shown in FIG. 8 (a). , Nozzle 4
a and the cap 10b, the second swirler 11b is disposed in the secondary gas ejection passage 13a which is formed substantially parallel to each other.
May be provided integrally with the outer surface of the nozzle 4a. Similarly, as shown in FIG. 8B, the second swirler 11b may be provided integrally with the inner surface of the second cap 10b.

【0055】また図9(a)に示すように、上記第2ス
ワラ11cをノズル4b及びキャップ10cと別部材に
て構成してもよい。このように別部材とした場合、図9
(b),(c)に示すように、スパイラル溝18を第2
スワラ11cの内面、あるいは外面のいずれ側に設けて
もよい。
Further, as shown in FIG. 9 (a), the second swirler 11c may be formed as a separate member from the nozzle 4b and the cap 10c. When such a separate member is used, as shown in FIG.
As shown in (b) and (c), the spiral groove 18 is formed into a second groove.
It may be provided on either the inner surface or the outer surface of the swirler 11c.

【0056】また上記スパイラル溝18のかわりに螺旋
穴や螺旋スリット、さらにプロペラ状のフインでもよ
い。螺旋穴、スリットであれば第2キャップの先端や、
側面にも構成できる。
Instead of the spiral groove 18, a spiral hole or a spiral slit, or a propeller-shaped fin may be used. If it is a spiral hole or slit, the tip of the second cap,
It can also be configured on the side.

【0057】2次ガス噴出通路13は図1に示すよう
に、旋回手段(第2スワラ)の下流側に、キャップ10
とノズル4の間の空間にて構成してもよいが、図10に
示すように、キャップ10dに旋回流用の噴出口19の
外側に、これとは別に平行にした噴出口20として形成
してもよい。また、図11に示すように、キャップ10
eの外側に別の噴出手段21を設け、これを平行の噴出
口22としてもよい。
As shown in FIG. 1, the secondary gas ejection passage 13 is provided on the downstream side of the swirling means (second swirler), and the cap 10 is provided.
Although it may be constituted by a space between the nozzle 4 and the nozzle 4, as shown in FIG. 10, it is formed on the cap 10d outside the jet port 19 for swirling flow as a jet port 20 which is parallel to the jet port. Good. In addition, as shown in FIG.
Another jetting means 21 may be provided outside e and the jetting means 22 may be parallel to each other.

【0058】これらいずれの場合においてもトーチを垂
直にして数十度の切断角をもつ加工を行うためには、ノ
ズル圧力損失を4kg/cm2 以下とすることが必要で
あることはいうまでもない。さらに、比較的大流量の2
次ガスを供給することにより、顕著に開先角がつけられ
る。
In any of these cases, it is needless to say that the nozzle pressure loss must be 4 kg / cm 2 or less in order to perform processing with a cutting angle of several tens of degrees with the torch vertical. Absent. In addition, the relatively large flow rate of 2
The groove angle is markedly increased by supplying the secondary gas.

【0059】また、ノズル圧力損失を4kg/cm2
下にする手段は、この各実施例では、一定のノズル直径
(オリフィス径)、ノズル長さ(オリフィス部の長さ)
に対して、電流値、作動ガス供給圧を適当に調整するこ
とによって実現したが、これらの諸元のそれぞれのいず
れかを、または複数を同時に調整することによって行っ
てもよい。
Further, the means for reducing the nozzle pressure loss to 4 kg / cm 2 or less is, in each embodiment, a constant nozzle diameter (orifice diameter) and nozzle length (orifice length).
In contrast, the current value and the working gas supply pressure are appropriately adjusted, but any one of these specifications or a plurality of them may be adjusted simultaneously.

【0060】そしてこのとき2次ガス流量を変化させる
手段をトーチ側に有していれば、連続的な角度変化をも
つ開先面の加工が容易に行える。この2次ガス流量を制
御する手段は、電磁弁やフローコントローラ等、2次ガ
スの流量を制御できれば、何でもよい。
At this time, if a means for changing the secondary gas flow rate is provided on the torch side, the groove surface having a continuous angle change can be easily processed. The means for controlling the flow rate of the secondary gas may be any means such as an electromagnetic valve or a flow controller as long as the flow rate of the secondary gas can be controlled.

【0061】2次ガス流量の制御手段の設置位置は、配
管長による制御遅れを考慮してトーチ側に具備するのが
望ましいが、配管長による制御遅れを無視できたり、こ
れを補完する制御を行えれば、2次ガス通路のどこにあ
っても構わない。
It is desirable to install the secondary gas flow rate control means on the torch side in consideration of the control delay due to the pipe length, but the control delay due to the pipe length can be ignored, or a control that complements this can be performed. It can be anywhere in the secondary gas passage, if possible.

【0062】以上のように、2次ガスの流速成分の付加
により、2次旋回流が軸方向下流に維持される距離が長
くなり、同時に、旋回速度分布の不均一性を軸方向に拡
散できるので、切断材の下面にまで周方向速度成分のば
らつきが少ない旋回流が維持される。
As described above, by adding the flow velocity component of the secondary gas, the distance in which the secondary swirling flow is maintained downstream in the axial direction becomes long, and at the same time, the non-uniformity of the swirling velocity distribution can be diffused in the axial direction. Therefore, the swirling flow with little variation in the circumferential velocity component is maintained even on the lower surface of the cutting material.

【0063】加えて、切断時に作動ガスがノズルを通過
する際に生じる圧力損失を4kg/cm2 以下として、
切断溝内のプラズマ流を2次ガス流の旋回によってトー
チ軸に対して角度をもたせ易く、いわば屈曲し易くして
いる。
In addition, the pressure loss generated when the working gas passes through the nozzle during cutting is set to 4 kg / cm 2 or less,
The plasma flow in the cutting groove is easily swung by the secondary gas flow so as to form an angle with respect to the torch axis, that is, it is easily bent.

【0064】以上のように周方向速度成分のばらつきが
少ない旋回流を切断材の下面にまで作用させ、プラズマ
流を切断材の板厚全体に渡って強力に屈曲することがで
きるので、数十度の切断面の角度調整が行える。よっ
て、トーチ垂直の状態での開先加工が可能となる。
As described above, since the swirling flow with little variation in the circumferential velocity component is applied to the lower surface of the cutting material, and the plasma flow can be strongly bent over the entire thickness of the cutting material, several tens of tens can be obtained. The angle of the cut surface can be adjusted. Therefore, it becomes possible to perform the groove processing in the vertical state of the torch.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、ワーク14の切断溝1
5中における2次ガスの強力な旋回流により、ワーク1
4の板厚全体にわたってプラズマ流を屈曲できるので、
切断面の角度調整範囲を大幅に増大することができる。
According to the present invention, the cutting groove 1 of the work 14 is
Due to the strong swirling flow of the secondary gas in 5, the work 1
Since the plasma flow can be bent over the entire plate thickness of 4,
The angle adjustment range of the cut surface can be greatly increased.

【0066】その結果、トーチを垂直にした状態での開
先加工が可能となり、しかもトーチ角度を全く変化する
ことなしに開先角度を調整できる。このとき、2次ガス
流量を変化させる手段にて連続的な角度変化を持つ開先
面の加工を容易に行なうことができる。
As a result, the groove machining can be performed with the torch vertical, and the groove angle can be adjusted without changing the torch angle at all. At this time, the groove surface having a continuous angle change can be easily processed by the means for changing the secondary gas flow rate.

【0067】また、切断速度に同期して2次ガス流量を
変化させることにより、ワークの任意の部分に任意の角
度の開先加工を、トーチを垂直にした状態で施すことが
できる。もちろん、このとき、2次ガス流量を調整する
ことで垂直切断も可能である。また、例えば、プラズマ
切断機を登載し、NC制御で動作する2次元加工機は広
く一般に存在するが、このような加工機に本発明を実施
すれば、垂直切断と同時に開先加工を行えるので、今ま
で必要だった開先加工専用機や特別なトーチ角度制御設
備、及びその操作のための要員、工数は不要となり、大
幅なコスト低減と、工数削減が可能となる。
Further, by changing the secondary gas flow rate in synchronization with the cutting speed, it is possible to perform the groove processing at any angle on the workpiece with the torch in a vertical position. Of course, at this time, vertical cutting is also possible by adjusting the secondary gas flow rate. In addition, for example, a two-dimensional processing machine having a plasma cutting machine mounted thereon and operating under NC control generally exists widely. However, if the present invention is applied to such a processing machine, the groove cutting can be performed simultaneously with the vertical cutting. , The special groove processing machine and special torch angle control equipment, and the personnel and man-hours required for its operation, which have been necessary up to now, are no longer required, and it is possible to significantly reduce costs and man-hours.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の要部を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention.

【図2】2次ガスに旋回流を付与するためのスワラを示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a swirler for imparting a swirling flow to the secondary gas.

【図3】2次ガス噴出口のトーチの中心軸に対する角度
に対する切断面のベベル角の関係を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a bevel angle of a cut surface and an angle of a secondary gas ejection port with respect to a central axis of a torch.

【図4】ノズル圧力損失と開先角との関係を示す線図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between nozzle pressure loss and groove angle.

【図5】2次ガス流量に対する開先角の関係を示す線図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a groove angle and a secondary gas flow rate.

【図6】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図8】(a)はノズルの外周部に2次ガス用のスワラ
を一体状に取付けた場合の断面図である。(b)はキャ
ップの内周側に2次ガス用のスワラを一体上に取付けた
場合を示す断面図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a case where a swirler for secondary gas is integrally attached to the outer peripheral portion of the nozzle. (B) is a sectional view showing a case where a swirler for secondary gas is integrally mounted on the inner peripheral side of the cap.

【図9】(a)は2次ガス噴出口部の他例を示す断面図
である。(b),(c)はスワラの他例を示す斜視図で
ある。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing another example of the secondary gas ejection port portion. (B), (c) is a perspective view which shows another example of a swirler.

【図10】2次ガス噴出通路の他例を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the secondary gas ejection passage.

【図11】2次ガス噴出通路の他例を示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the secondary gas ejection passage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電極 2…絶縁体 3,12…オリフィス 4,4a,4b…ノズル 5…作動ガス通路 6,11,11a,11b,11c,11d…スワラ 7…筒体 8…冷却水路 9…2次ガス通路 10,10a,10b,10c,10d,10e…キャ
ップ 13…2次ガス噴出通路 14…ワーク 15…切断溝 16…2次ガス流量制御手段 17…吸引装置 18…スパイラル溝 19,20,21…噴出口 21…噴出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode 2 ... Insulator 3,12 ... Orifice 4,4a, 4b ... Nozzle 5 ... Working gas passage 6,11, 11a, 11b, 11c, 11d ... Swirler 7 ... Cylindrical body 8 ... Cooling water passage 9 ... Secondary gas Passages 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e ... Cap 13 ... Secondary gas ejection passage 14 ... Work 15 ... Cutting groove 16 ... Secondary gas flow rate control means 17 ... Suction device 18 ... Spiral groove 19, 20, 21 ... Spout 21 ... Spouting means

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動ガス噴出ノズルを囲繞するようにし
て2次ガス噴出口を配置し、この2次ガス噴出口に連ら
なる2次ガス通路に2次ガスに旋回流を付与する旋回流
手段を有するプラズマトーチにおいて、2次ガス噴出口
部に、2次ガス噴出口より噴出する2次ガスに、トーチ
の中心軸に対して0°より大きく45°未満の速度ベク
トルを付加する速度ベクトル付加手段を設け、また作動
ガス供給回路に作動ガス噴出ノズルで生じる圧力損失を
4kg/cm2 以下にする圧力損失制御手段を設けたこ
とを特徴とするプラズマトーチ。
1. A swirl flow in which a secondary gas spout is arranged so as to surround a working gas spout nozzle, and a swirl flow is imparted to the secondary gas in a secondary gas passage connected to the secondary gas spout. In a plasma torch having means, a velocity vector for adding a velocity vector greater than 0 ° and less than 45 ° to the central axis of the torch to the secondary gas jetting portion, to the secondary gas jetted from the secondary gas jetting portion. A plasma torch, wherein additional means is provided, and pressure loss control means is provided in the working gas supply circuit to reduce the pressure loss generated at the working gas jet nozzle to 4 kg / cm 2 or less.
【請求項2】 請求項1記載のプラズマトーチにおい
て、速度ベクトル付加手段は、2次ガス噴出口付近に形
成された略平行にした通路であって、かつこの通路がト
ーチの中心軸に対して0°より大きく45°未満の角度
になっていることを特徴とするプラズマトーチ。
2. The plasma torch according to claim 1, wherein the velocity vector addition means is a passage formed in the vicinity of the secondary gas ejection port and substantially parallel to each other, and the passage is with respect to the central axis of the torch. A plasma torch having an angle of more than 0 ° and less than 45 °.
【請求項3】 請求項1記載のプラズマトーチにおい
て、作動ガス噴出ノズルの周囲に、これと同心状にした
2次ガス噴出口を有するキャップを設け、2次ガス噴出
口付近のキャップ内面と作動ガス噴出ノズルの外面とに
て略平行にした通路よりなる速度ベクトル付加手段を構
成したことを特徴とするプラズマトーチ。
3. The plasma torch according to claim 1, wherein a cap having a secondary gas ejection port which is concentric with the working gas ejection nozzle is provided around the working gas ejection nozzle, and the cap inner surface near the secondary gas ejection port is activated. A plasma torch, characterized in that a velocity vector adding means is constituted by a passage which is substantially parallel to the outer surface of the gas ejection nozzle.
【請求項4】 請求項1記載のプラズマトーチにおい
て、圧力損失制御手段は、作動ガス噴出ノズル径、ノズ
ルのオリフィス部の長さ、プラズマ電流値、作動ガス供
給圧のそれぞれの調整手段の少なくとも1つからなるこ
とを特徴とするプラズマトーチ。
4. The plasma torch according to claim 1, wherein the pressure loss control means is at least one of means for adjusting the diameter of the working gas jet nozzle, the length of the orifice portion of the nozzle, the plasma current value, and the working gas supply pressure. A plasma torch that consists of two parts.
【請求項5】 請求項1記載のプラズマトーチにおい
て、2次ガス流量を制御する2次ガス制御手段を有する
ことを特徴とするプラズマトーチ。
5. The plasma torch according to claim 1, further comprising secondary gas control means for controlling a secondary gas flow rate.
【請求項6】 請求項1または5記載のプラズマトーチ
を用いたプラズマ切断方法において、プラズマトーチを
ワーク表面に対して略垂直に保持して開先加工を行うこ
とを特徴とするプラズマ切断方法。
6. A plasma cutting method using a plasma torch according to claim 1 or 5, wherein the plasma torch is held substantially perpendicular to the surface of the workpiece to perform groove processing.
【請求項7】 請求項6記載のプラズマ切断方法におい
て、2次ガス流量を連続的あるいは断続的に変化させな
がら切断を行うことを特徴とするプラズマ切断方法。
7. The plasma cutting method according to claim 6, wherein cutting is performed while continuously or intermittently changing the flow rate of the secondary gas.
【請求項8】 請求項7記載のプラズマ切断方法におい
て、2次ガス流量を切断速度に同期させて変化させなが
ら切断を行うことを特徴とするプラズマ切断方法。
8. The plasma cutting method according to claim 7, wherein the cutting is performed while changing the flow rate of the secondary gas in synchronization with the cutting speed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006190493A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Tohoku Techno Arch Co Ltd Plasma treatment device and plasma treatment method
JP2009156518A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Tetsuo Harada Fusing nozzle for metallic body
JP2009255105A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Tetsuo Harada Fusing nozzle for metallic body
JP2012236209A (en) * 2011-05-11 2012-12-06 Nissan Tanaka Corp Beveling processing program, control system, and plasma cutting device

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