具有可互换电极系统的等离子体焰炬技术方案

提供一种用于等离子体焰炬的电极系统，其包括构造在第一切割装置中的第一电极支座并适于切割更薄的工件。该第一电极支座构造成容纳第一电极组件，该第一电极组件包括在其中容纳发射插入元件的支座元件。构造在第二切割装置中的第二电极支座并适于切割更厚的工件。该第二电极支座与第一电极支座可相对于等离子体焰炬互换。第二电极支座进一步构造成容纳包括笔形元件的第二电极组件。因此可互换的第一和第二电极支座允许单个等离子体焰炬同时可切割厚和薄的两种工件。还提供了相关的电极系统和电极装置。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种等离子体焰炬，以及更尤其涉及一种具有可互换电极系统的等离子体焰炬，使得该等离子体焰炬能有效地切割更厚和更薄的两种工件。
技术介绍
等离子体焰炬通常用于金属的加工，包括切割、焊接、表面处理、熔融和退火。该焰炬包括支持电弧的电极，该电弧从电极延伸到工件。等离子气体通常直接冲击工件，同时气体以回旋方式围绕电弧。在一些焰炬中，辅助的或保护气体，或水的回旋喷射，用于围绕等离子气体和电弧的喷射来控制工件操作。现存的等离子体焰炬的一个特征在于在用于切割相对薄的工件和用于切割相对厚的工件的焰炬或焰炬构造之间有很少的或没有通用性。因此，希望能切割薄和厚两种工件的使用者就必须经常购买两个完整的且不同的焰炬装置。此外，希望制造两种类形焰炬的等离子弧焰炬制造者必须制造并保养两组完整的不同部件，因此当包括两种类形的焰炬时，制造成本的复杂性就会增加。如果焰炬能切割厚和薄的两种工件，用于切割更厚工件的该焰炬的操作条件例如在效率方面是不理想的。例如，由ESAB Group，Inc.制造的PT-15形焰炬是一种能切割薄和厚两种金属板材的例子。然而，切割例如6英寸厚的金属板，需要该焰炬以1000安培的电流，400scfh的气流，以及250伏特的电压工作。因此，这样的操作参数使得厚金属板切割操作要承担相对高的成本。在典型的等离子弧焰炬中，等离子气体和保护气体或水由具有同心环层或连续设置的等离子气体喷嘴和保护气体或水注射喷嘴的喷嘴组件引导。喷嘴组件是导电的并且与电极绝缘，使得这种电极和喷嘴组件之间可存在电势差来启动焰炬。为了启动该焰炬，电势源的一侧，通常是阴极侧，连接到该电极，并且另一侧，通常是阳极侧，通过开关和电阻连接到喷嘴组件。阳极侧也并联到工件，其中没有插入电阻。通过电极和喷嘴组件强加的高电压和高频率跨接在电极和喷嘴组件上，导致横跨们之间的间隙邻近等离子产生电弧放电。通常称为引导或启动电弧的该电弧处于高频率和高电压和相对低的电流下以避免破坏焰炬。引起等离子气体从等离子气体喷嘴流过以穿过喷嘴放电向外吹动引导弧直到该电弧接触工件。然后将电源连接到喷嘴组件的开关打开，以及该焰炬处于传递弧模式以在工件上执行操作。供应给焰炬的能量在传递弧模式中增加以产生切割电弧，该切割电弧的电流比引导电弧的电流高。在一些等离子弧焰炬中，发射插入形电极用于产生从电极到工件的电弧。一些这样的电极包括，例如，在铜支座中固定有银隔板的铜支座。铪发射元件插入固定在银隔板中。通常，铜支座通过外螺纹固定在焰炬中，该外螺纹与电极支座的内螺纹相配合。使用发射插入形元件的该焰炬通常公知可以有效地切割相对薄的材料，例如，大约1英寸厚的碳钢板。在一些情况下，例如当切割厚金属工件时，由于结构的限制使用铪发射元件的焰炬通常不适于最大大约400安培的电流。然而，使用钨代替铪插入在支座的焰炬能用于切割厚材料，但是使用嵌入钨的电极的该焰炬结构为了切割6英寸厚的材料，通常需要大约1000安培的最小电流值。形成这样一种在高电流电平下操作的焰炬，不希望地导致关于例如安全、运行效率、以及构造成本的关切。其它等离子弧焰炬，例如使用钨笔形电极的焰炬，通常认为有助于切割厚材料。这样的钨笔电极例如是涂钍钨形成笔形而形成的，其固定在具有特殊电极固定装置的焰炬中。然而，钨笔形电极不能与通常和发射插入形电极一起使用的空气或氧气(如等离子气体)一起使用。作为替代，该钨笔形电极通常与35％的氢和65％氩的混合体一起使用，在电流大约600安培时用于切割厚的板材，或者与氮一起使用以及在电流低于大约150安培时用于切割薄的板材。然而，通常不优选氮以及35％的氢和65％的氩的混合体来切割小于1到2英寸厚的钢。总的来说，现存的等离子电弧焰炬常具有几个缺点，例如，在用于切割相对薄工件的焰炬以及焰炬构造和用于切割相对厚工件的焰炬以及焰炬构造之间缺乏通用。因此，希望出现一种能够以有效方式切割更厚和更薄的两种金属板材料的等离子体焰炬。
技术实现思路
通过本专利技术满足上述和其它需求，其中的一个实施例提供了一种用于等离子切割焰炬的电极系统。该电子系统包括一第一电极支座，其构造成由第一切割装置中的等离子切割焰炬接收。该第一电极支座进一步构造成接收第一电极装置，包括具有在其中容纳的发射插入元件(emissive insert element)的支座元件，以便该等离子切割焰炬适于切割薄工件。一第二电极支座构造成由第二切割装置中的等离子切割焰炬接收。该第二电极支座可与第一电极支座相对于等离子切割焰炬互换。该第二电极支座进一步构造成接收包括笔形元件的第二电极装置，以便该等离子切割焰炬适于切割更厚的工件。从而构造可互换的第一和第二电极支座以便一单独的等离子切割焰炬适于切割更厚和更薄的两种工件。本专利技术的另一方面包括了一用于等离子切割焰炬的电极系统，其中该等离子切割焰炬具有在第一切割装置中容纳的第一电极支座。该第一电极支座构造成接收包括支座元件的第一电极组件以便该等离子切割焰炬适于切割薄工件，所述支座元件具有在其中容纳的发射插入元件。该电极系统包括一可与第一电极支座互换的第二电极支座，该第二电极支座构造成由第二切割装置中的等离子切割焰炬接收，其中该第二电极支座进一步构造成接收包括笔形元件的第二电极组件。该第二电极支座和第二电极组件由此构造成，使得当与等离子体焰炬中的第一电极支座和第一电极组件互换时，该等离子切割焰炬适于切割更厚的工件。本专利技术的又一方面包括用于等离子切割焰炬的电极装置，其中该等离子切割焰炬适于在第一切割装置中容纳第一电极支座。该第一电极支座包括一具有支座元件的第一电极组件，该支座元件具有在其中容纳的发射插入元件，以便该等离子切割焰炬适于切割薄工件。该电极装置包括一由第二切割装置中的等离子切割焰炬接收的第二电极支座，该第二电极支座可与第一电极支座互换。当与等离子体焰炬中的第一电极支座互换时，该第二电极支座还进一步适于接收具有笔形元件的第二电极组件，以便该等离子体焰炬适于切割更厚的工件。因此，本专利技术的实施例提供了如这里进一步所述的显著优势。附图说明现在将参考附图对本专利技术进行概括描述，其不必接近比例尺。其中图1示意性地表示出了根据本专利技术一实施例实现发射插入形第一电极组件的等离子弧焰炬的头部；图2示意性地表示出了根据本专利技术一实施例的发射插入形第一电极组件、相关的喷嘴、以及第一电极支座作为一个组件从图1所示的焰炬头部移除； 图3示意性地表示出根据本专利技术一实施例，作为组合的笔形第二电极组件、相关的喷嘴、以及第二电极支座能与在图1所示的焰炬头内的图2所示的包括发射插入形第一电极组件、相关的喷嘴、以及第一电极支座的组件相互换；图4是根据本专利技术一实施例的图3所示的笔形第二电极组件、相关的喷嘴、以及第二电极支座的分解图；图5是根据本专利技术一实施例的图4所示的笔形第二电极组件的进一步分解图；图6是根据本专利技术一实施例的图5所示夹套的透视图。具体实施例方式现在本专利技术将参考附图进行更详细的说明，其中示出本专利技术的部分但不是全部实施例。实际上，这些专利技术可以以许多不同的方式实施并不限定在这里所述的实例中；然而，提供这些实施例以便使得该公开满足适用法律的需求。全文中相同的附图标记代表相同的元件。图1示出了根据本专利技术的等离子体焰炬的一个实施例，其使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子切割焰炬的电极系统，其包括：一第一电极支座，其构造成由第一切割装置中的等离子切割焰炬接收，该第一电极支座进一步构造成接收第一电极组件，该第一电极组件包括具有在其中容纳发射插入元件的支座元件，以便该等离子切割焰炬适于切割 更薄的工件；以及一第二电极支座，其构造成由第二切割装置中的等离子切割焰炬接收，该第二电极支座可与第一电极支座相对于等离子切割焰炬可互换，该第二电极支座进一步构造成接收包括笔形元件的第二电极装置，使得该等离子切割焰炬适于切割更厚的工件 ，由此构造可互换的第一和第二电极支座，以便一单独的等离子切割焰炬适于切割更厚和更薄的工件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小WS塞弗伦斯，
申请(专利权)人：依赛彼集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]