等离子切割方法及其装置制造方法及图纸

一种等离子切割方法及切割装置。采用本方法和装置可获得附着渣少、切断面干净的切割产品，即使在穿孔时也能进行高速切割。为此，穿出孔时的等离子气体采用氧化性气体（Ｏ↓［２］），切割时的等离子气体采用非氧化性气体（Ｎ↓［２］）对被切割材料（６）进行切割。另外，从穿孔向切割过渡时，也可在停止供给氧化性气体（Ｏ↓［２］）之前开始供非氧化性气体（Ｎ↓［２］）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用等离子气体来切断被切割材料的等离子切割方法及其装置。在以往的等离子切割方法及其装置中，有用非氧化性气体作为等离子气体来切断被切割材料的。例如，当被切割材料是不锈钢或铝合金时，等离子气体是用氮气、氩气、氢气、甲烷等非氧化性气体。这样，被切割产品上附着的渣少，而且可得到干净、整齐的切断面。又例如，像钨电极那样，一旦氧化其熔点便降低，电极的消耗就会急剧增加，因此，也采用非氧化性气体作等离子气体。这样，便可防止电极氧化、避免电极早期消耗。下面就使用现有技术对穿孔开始时的情况进行说明。如图4所示，将被切割材料切断而得到b-c-d-e-b所围住的切断产品62时，从b点开始切割，该b点的孔径大而且附着的渣很多，不能保证切割质量。因此，首先在b点附近的a点穿孔、穿出孔61，然后，从该孔61开始按b-c-d-e-b-f的顺序进行切割，便得到高质量的切断产品62。当被切割材料b为薄板时，则用等离子弧穿孔。如果是厚板，一般是预先用钻穿孔。在切割时用非氧化性气体来切断被切割材料的等离子切割方法，如上所述切割时确实附着的渣少、切断面干净，而且电极消耗也少。但是，由于穿孔时等离子气体不含氧，而不能利用氧化反应热，因此，存在着穿孔时间长的问题。当板的厚度较大时，或被切割材料为不锈钢时，上述问题更为突出。切割时间延长是因为渣附着在等离子吹管上的机会增多而造成的。等离子吹管上附着渣之后，便产生双弧，这是导致等离子吹管早期损坏的原因。本专利技术是为了解决现有技术所存在的这些问题而开发的，目的是为了提供一种可以得到附着渣少、切断面干净的切断制品，而且电极消耗少，即使在穿孔时也可进行高速切割的等离子切割方法及其装置。本专利技术的等离子切割方法是一面向电极周围供给等离子气体，一面从喷嘴喷射等离子弧来切断被切割材料。这种等离子切割方法是在穿孔和切割时转换向电极周围供给的等离子气体的组成而对被切割材料进行切割。穿孔时的等离子气体最好是氧化性气体，切割时的等离子气体最好是非氧把性气体。氧化性气体是氧气或含有氧气的气体，非氧化性气体采用至少含有氮气、氩气、氢气及甲烷气体之中的任意一种气体即可。从穿孔向切割过渡时，在停止供给氧化性气体之前也可开始供给非氧化性气体。采用这种结构，可根据电极及被切割材料的材质选择穿孔时及切断时的等离子气体组成，因此，可以选定更为合适的切割条件。例如，穿孔时的等离子气体使用氧化性气体，穿孔时可获得氧化反应热。这样，可以缩短穿孔时间。在向切割过渡之前，开始供给非氧化性气体，这样，可以减小过渡时的气体压力波动，使等离子弧稳定。本专利技术的等离子切割装置，具有向电极周围供给等离子气体的等离子气体供给机构，以及把上述等离子气体作为等离子弧进行喷射的喷嘴，利用上述等离子弧来切断被切割材料。这种等离子切割装置的等离子气体供给机构具有在穿孔时供给第一等离子气体的第一等离子气体供给机构；在切割时供给第二等离子气体的第二等离子气体供给机构；在穿孔或切断时，对第一等离子气体供给机构和第二等离子气体供给机构进行选择转换的切换机构。另外，第一等离子气体最好采用氧化性气体，第二等离子气体最好采用非氧化性气体。切换机构也可这样设定，即从穿孔向切断过渡时，在停止供给氧化性气体之前开始供给非氧化性气体。与上述本专利技术的等离子切割方法一样，这种结构可以选择更合适的切割条件，而且在穿孔时使用氧化性气体的情况下，利用氧化反应热可以缩短穿孔时间，又因切换机构可以像上述那样进行设定，所以，可使过渡时的气压波动减小，使等离子弧稳定。附图的简要说明附图说明图1是本专利技术实施例的时间流程，(a)为第一及第二实施例共用的等离子起动指令；(b)为第一实施例，(b1)表示氧化性气体用开关阀的驱动，(b2)表示非氧化性气体用开关阀的驱动；(c)为第二实施例，(c1)表示氧化性气体用开关阀的驱动，(c2)表示非氧化性气体用开关阀的驱动；图2是实施例的等离子切割机的概要说明图；图3是表示第一实施例的试验成绩的曲线图；图4是利用现有技术的一般性穿孔起动的说明图。下面按照附图详细说明本专利技术的等离子切割方法及其装置的理想实施例。图2是采用本专利技术等离子切割机的样机，等离子吹管4的中心部电极1与外周部的喷嘴2之间具有等离子气体7的通路10。通路10是两个通路8、9的合流通路，其中通路8具有开关阀(切换机构)13和流量控制阀12，并与氮气N2的供给源11相连接。通路9具有开关阀(切换机构)16及流量控制阀15，并与氧气O2的供给源14相连接。氧气O2的供给源14与流量控制阀15为第一等离子气体供给机构，氮气N2的供给源11和流量控制阀12为第二等离子气体供给机构。这些等离子气体供给机构至少要具有所规定气体的供给源。另外，流量控制阀12、15也可以是压力调节阀。上述开关阀13、16和流量控制阀12、15的安装顺序也可颠倒，开关阀和流量控制阀也可以是一体型的。在本实施例中，作为第一等离子气体的一例，是使用氧气O2，作为第二等离子气的一例是用氮气N2。电极1连接在电源17的阴极上，被切割材料6连接在阳极上。在电源17的阳极一侧，设有电流检测器18。电流检测器18、流量控制阀12、15及开关阀13、16连接在控制装置19上。参照图1之(a)、(b)说明上述样机的第一实施例。根据控制装置19发出的等离子起动指令A，开关阀16打开，并调整流量控制阀15的开度。这样，少量的氧气O2便作为等离子气体7而流向等离子吹管4，并进行穿孔。接着，由控制装置19发出切割开始的指令B，则开关阀16关闭，停止供给氧气O2，同时打开开关阀13，并调整流量控制阀12的开度。这样，大量的氮气N2便作为等离子气体7流向等离子吹管4，利用等离子弧5进行切割。此外，发出切割开始指令B的时间可用计时器这样进行计算，即从电流检测器18检测出等离子弧形成时产生的电流时开始计算，也可以用计时器从上述等离子起动指令A发出时开始计算。该第一实施例的试验数据示于图3。试验是使用电流为300A、氧气O2及氮气N2的气体压力为6kg/cm2的上述样机，穿孔高度为15mm，研究对每一种厚度的被切割材料6(不锈钢)进行穿孔所需要的时间。在该图中，以板厚(mm)为横座标，穿孔时间(秒)为纵座标。从该图可以看出，以第一实施例为例，使用氧气O2时比使用氮气N2时的穿孔时间短。因此，附着在等离子吹管4上的渣3(参照图2)少。而且，使用氮气N2时板厚超过35mm就不能穿孔，而使用氧气O2时，板厚超过40mm也可穿孔。上述第一实施例具有如下作用及效果(1)切割时，由于是使用经过最佳选择的非氧化性气体，所以切割产品的切断部位附着的渣少，切断面很干净，而且电极消耗也少。(2)穿孔时，由于是使用氧化性气体，所以利用氧化反应热可缩短穿孔时间。而且，由于穿孔时间缩短，所以等离子吹管上附着的渣少，这样，便可防止等离子吹管产生双弧现象，可延长等离子吹管的寿命。(3)由于可穿孔的板厚可以增大，前工序(该工序是指进行预钻孔的穿孔作业)可使能穿孔的板厚范围扩大。下面就第二实施例进行说明。在本实施例中，进行图1的(a)及(c)所示的操作，即在控制装置19发出切割开始指令B的稍前时刻发出动作指令B1。根据该动作指令B1，打开开关阀13，并调整流量调整阀12，于是氮气N2流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子切割方法，该方法是一面向电极（１）周围供等离子气体（７）、一面从喷嘴（２）喷射等离子弧（５）来切断被切割材料（６），其特征在于，在穿孔时及切割时，改变向电极周围供给的等离子气体（７）的组成而对所述被切割材料（６）进行切割。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐尾克男，长谷川雅彦，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]