具有椭圆形孔入口轮廓的喷嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有椭圆形孔入口轮廓的喷嘴，用于在喷嘴轴线上对称布置的等离子体电弧焊枪；且包含以喷嘴轴为中心的喷嘴孔以及具有类圆柱形的孔侧壁；在喷嘴轴线上对称布置以及包围所述孔的气体引导表面；以及将所述气体引导表面连接到所述孔侧壁的入口，所述入口具有在喷嘴轴线上以类椭圆形状旋转而产生的可变曲率，其中所述类椭圆形状至少接近具有长轴和短轴的椭圆的一部分，其长轴与短轴的比率大于2：1，而且其中所述类椭圆形状被定位成使得所述气体引导表面在与其交叉处基本上与所述椭圆相切，并且所述孔侧壁在与其交叉处基本上与椭圆相切。

【技术实现步骤摘要】
具有椭圆形孔入口轮廓的喷嘴
等离子体电弧焊枪采用喷嘴来约束等离子体气体以控制电弧，本技术提供了一种用于孔的入口的轮廓，该轮廓被发现提供了增加的稳定性，从而提高了切割质量和更快的切割速度。
技术介绍
图1举例说明了现有技术中的喷嘴10。喷嘴10在纵向喷嘴轴12上对称形成，并且具有孔14，该孔通过在纵向喷嘴轴12上对称形成的喷嘴10形成通道。通常，孔一般为圆柱形，并且展示的喷嘴10具有圆柱形孔侧壁16，其形成孔14的长度的重要部分。在喷嘴10的内表面包围孔14的是气体引导表面18，该气体引导表面也在喷嘴轴线12上对称布置，并且其垂直延伸。入口20将气体引导表面18连接到孔14，并且以喷嘴轴线12为中心形成浅锥体。
技术实现思路
等离子体电弧焊枪采用喷嘴来约束等离子体气体以控制电弧。本技术提供了一种用于等离子体电弧焊枪的喷嘴孔的入口的轮廓，其中入口采用了可变曲率，该可变曲率被发现提供了增加的稳定性并且减少了等离子体电弧的收缩，从而提高了切割质量和更快的切割速度。本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种喷嘴，用于在喷嘴轴线上对称布置的等离子体电弧焊枪；其包含：-以喷嘴轴线为中心以及具有类圆柱形孔侧壁的喷嘴孔；-以喷嘴轴线对称布置并包围所述孔的气体引导表面；以及-将所述气体引导表面连接到所述孔侧壁的入口，所述入口具有通过以所述喷嘴轴线的类椭圆形状的旋转而产生的可变曲率，其中所述类椭圆形状至少接近具有长轴和短轴的椭圆的一部分，其中所述长轴与短轴的比率大于2：1，而且其中所述类椭圆形状被定位成使得所述气体引导表面在与其交叉处基本上与所述椭圆相切，并且所述孔侧壁在与其交叉处基本上与所述椭圆相切。优选的，所述椭圆的长轴与短轴的比率至少为3:1，并且所述椭圆的长轴相对于所述喷嘴轴线以角度δ被定向，角度δ范围满足45°～90°。优选的，所述椭圆的长轴与短轴的比率为4.5:1。孔由以喷嘴的喷嘴轴线为中心的孔侧壁形成，并且被垂直与喷嘴轴线延伸的气体引导表面包围。孔侧壁典型地具有一般圆柱形(类圆柱形)形状，并且可以呈喇叭状、陡峭圆锥形，和/或阶梯状，该阶梯状具有圆柱形，喇叭状或陡锥形。本技术的喷嘴具有将气体引导表面连接到孔侧壁的入口，并且其具有可变的弯曲轮廓，以促进气体顺利地流入孔，这减少了等离子体气体被电离时产生的电弧的不稳定性。入口的可变曲率被限定为类椭圆形状，其可以是椭圆的一部分或者是这样的部分的近似。椭圆通常被定向成使得其长轴相对于喷嘴轴线形成大约45°和90°之间的角度δ，并且被定位成使得气体引导表面和孔侧壁两者基本在与其各自的交叉处与椭圆相切。因此，与气体引导表面相交的与椭圆相切的线基本上垂直于喷嘴轴线，而其与孔侧壁相交的与椭圆相切的线基本平行于喷嘴轴线。椭圆也被选择为使得长轴明显大于短轴，使得长轴与短轴的比率大于2：1，并且更优选地至少3：1。在初步测试中，发现4.5：1的轴比率在125安培(amps)下特别有效，提供了期望程度的等离子体电弧的稳定性，并且从而增加了最大切割速度(大约增加20％)，对比除具有浅锥体孔入口以外的类似喷嘴，其锥体表面的直径和深度与限定可变弯曲入口的旋转椭圆的深度和直径相同，具有与孔侧壁和气体引导表面相同的相交叉点。这种改进的切割性能是在不降低喷嘴使用寿命的情况下得以实现。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术提供了一种用于等离子体电弧焊枪的喷嘴孔的入口的轮廓，其中入口采用了可变曲率，该可变曲率被发现提供了增加的稳定性并且减少了等离子体电弧的收缩，从而提高了切割质量和更快的切割速度。附图说明图1是一个局部剖视图，示出了现有技术的喷嘴，该喷嘴具有通过浅锥体入口连接的孔和气体引导表面，以帮助引导气流进入孔。图2是一个局部剖视图，示出了本技术的喷嘴，其具有通过可变弯曲入口连接的孔和气体引导表面，其中入口的可变弯曲轮廓被限定为在喷嘴轴线上通过椭圆旋转的形状。椭圆形入口用于引导气体平稳地进入孔以减小所产生的等离子弧的不稳定性和收缩。图3是图2中所示的区域3的放大图，更清楚地示出了限定孔入口的椭圆形状的几何形状。该实施例的椭圆形状是椭圆形，被定向为其长轴延伸垂直于喷嘴轴线，并且其短轴平行于喷嘴轴线。椭圆被进一步定位成使得它以切向的方式与气体引导表面相交，并且以切向的方式与喷嘴孔的孔侧壁相交。图4示出了与图3中所示的相似的区域，对于另一个喷嘴，其中椭圆形形状被定位成使得其与孔侧壁以微小的角度相交并且与气体引导表面以微小的角度相交。交点是这样的，即在交点处与椭圆相切的延长线相对于孔侧壁和气体引导表面倾斜。图5示出了另一个喷嘴的与图3和4所示的相似的区域。在该喷嘴中，椭圆被定向为其长轴和短轴相对于喷嘴轴线倾斜，而不是长轴垂直且短轴平行。图6示出了与图3-5中所示的相似的区域，但是对于具有由长轴与短轴之比约为4.5:1的椭圆所限定的入口的喷嘴。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。图2和图3示出了形成本技术的一个实施例的等离子体电弧焊枪喷嘴100。喷嘴100具有纵向喷嘴轴线102和以喷嘴轴线102为中心且与内部空间106连通的孔104。孔104由以喷嘴轴线102为中心的圆柱形孔侧壁108部分地限定。虽然所示的孔104是具有两个圆柱形部分的阶梯形，但是本领域技术人员应该理解的是，孔可以由一个或多个喇叭形和/或陡峭的锥形表面形成。内部空间106部分地被气体引导表面110界定，其包围孔104并且位于垂直于喷嘴轴线102的平面内的气体引导表面。入口112将气体引导表面110连接到孔侧壁108。入口112具有由椭圆形状114限定的可变弯曲轮廓。入口112的可变弯曲表面通过沿喷嘴轴线102旋转椭圆形状114而产生。如在图3的放大图中更好地示出的，椭圆形状114是具有长轴118和短轴120的椭圆116的一部分。椭圆116被定向为使得长轴118垂直于喷嘴轴线102延伸(并因此平行于气体引导表面110的平面)，并且短轴120平行于喷嘴轴线102。椭圆116进一步定位成使得其在短轴120的一端处与气体引导表面110相交，并且在长轴118的一端处与孔侧壁108相交。椭圆116与气体引导表面110的相交位置导致气体引导表面110在交叉点处与椭圆116相切。类似地，椭圆116与孔侧壁108的相交位置导致孔侧壁108在交叉点处与椭圆116相切。尽管椭圆116被示出为其长轴118与其短轴120的比率为大约2:1，但是在125安培焊枪中的初步测试表明较大的比率提供了更好的切割性能，表明它们提供了更大地降低了使用过程中等离子体电弧的不稳定性。对于测试的125安培的喷嘴，3：1的轴(118,120)的比率似乎是比2：1更实际的最小比率，提供明显更好的质量切割。具有1.625:1比率的喷嘴被发现是不切实际的，因为切割质量差，并且难以将电弧转移到工件上。具有比率为4.5:1的喷嘴被发现提供了最佳的性能，产生高质量的切割和比具有3:1比率的喷嘴明显更快的最大切割速度。图4和图5示出了可能的几何形状的轻微变化的一些示例。这样的变化可以允许自由度更好地匹配入口轮廓到期望的状态，同时仍然提供本技术的益处。图4是喷嘴100'的局部视图，图4中所示的区域对应于图3中对于喷嘴100所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷嘴，用于在喷嘴轴线上对称布置的等离子体电弧焊枪；其特征在于：其包含：‑以喷嘴轴线为中心以及具有类圆柱形孔侧壁的喷嘴孔；‑以喷嘴轴线对称布置并包围所述孔的气体引导表面；以及‑将所述气体引导表面连接到所述孔侧壁的入口，所述入口具有通过以所述喷嘴轴线的类椭圆形状的旋转而产生的可变曲率，其中所述类椭圆形状至少接近具有长轴和短轴的椭圆的一部分，其中所述长轴与短轴的比率大于2：1，而且其中所述类椭圆形状被定位成使得所述气体引导表面在与其交叉处基本上与所述椭圆相切，并且所述孔侧壁在与其交叉处基本上与所述椭圆相切。

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴，用于在喷嘴轴线上对称布置的等离子体电弧焊枪；其特征在于：其包含：-以喷嘴轴线为中心以及具有类圆柱形孔侧壁的喷嘴孔；-以喷嘴轴线对称布置并包围所述孔的气体引导表面；以及-将所述气体引导表面连接到所述孔侧壁的入口，所述入口具有通过以所述喷嘴轴线的类椭圆形状的旋转而产生的可变曲率，其中所述类椭圆形状至少接近具有长轴和短轴的椭圆的一部分，其中所述长轴与短轴的比率大于2：1，而...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·亚瑟·克罗，
申请(专利权)人：胜卡特有限公司，
类型：新型
国别省市：捷克,CZ