水等离子弧切割制造技术

本发明专利技术提供的水等离子弧切割，公开了以冷却水作为等离子气。它与氩、氮等等离子弧切割相比具有介质单一，回路单一，结构简单，等离子气来源广，成本低等优点；与空气等离子弧切割相比，由于水冷却好，可制成大功率等离子弧切割中厚板，同时机配微型水泵代替了空压机，体积小，重量轻，噪音低，成本低等优点。本发明专利技术同时提供的复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴与现用水冷喷嘴相比，具有体小无漏水无外接水管，结构简单，装卸方便，可使割炬、焊炬制得轻小灵便。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子弧切割中采用的等离子气和水冷喷嘴。等离子弧切割是利用割炬产生的等离子体的高温加热、熔化并吹去所熔材料来进行切割的。等离子弧切割的等离子气(即产生等离子体的气体)从氩气发展到氮气、混合气体和空气，每发展一步均使等离子气来源扩大，成本降低，割炬结构简单，操作灵便。目前，氩、氮等等离子弧切割，由于其等离子气来源受限，且成本高，另外由于其采用分体配合内锥面空腔水冷喷嘴，体大密封难和外接水管等造成割炬使用不便，以致在薄板切割方面逐渐被空气等离子弧切割所取代。而空气等离子弧切割，由于空气冷却效果差，难以制成大功率等离子弧切割中厚板，另外由于大部分切割场地无空压站，使用时需另配空压机，由于空压机体大质重成本高，且噪音污染大，在某种程度上影响了空气等离子弧切割的使用。本专利技术提供的水等离子弧切割，是以冷却喷嘴、电极后的水作为等离子气，其目的就是既可使等离子气来源广，成本低，又可制成小、中、大功率的等离子弧切割薄、中、厚板材，同时免去由于空压机所带来的体大质重成本高噪音大等缺点。本专利技术同时提供的复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴，解决了现用的分体配合内锥面空腔水冷喷嘴造成的体大密封难、水流不均和外接水管等不便，能使水等离子弧切割的割炬和其他等离子弧的割炬或焊炬制得轻小灵便。本专利技术是这样实现的将一定压力的水(自来水或机配微型水泵供水)作为冷却介质，经过复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴后，通过由炬体、瓷螺套等组成的防止放电的水道到达电极座，在电极座周围的水(包括冷却过程中汽化了的水气)分二路，一路经电极座的中孔回水(小功率等离子弧可无回水)，另一路经分配器切向射入电极表面，使其汽化并旋转向下，在电极与工件间或电极与喷嘴间的电场(包括引弧高频电场)作用下电离放电成为等离子体，经喷嘴压缩后射出即成为有切割能力的等离子弧。水等离子弧切割的形成机理、电源特性和控制原理等基本与空气等离子弧切割相同，只是相应将空气收为水，在割炬中增加从喷嘴到电极座间的防止放电的水道。复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴是这样实现的将喷嘴同轴分为内外二锥体(生产中分别加工研磨复合)，内锥体的内腔与普通喷嘴相同，将内锥体的外锥面加工成具有多头(逢双，进出对应)螺旋沟槽，且在喷嘴孔道一端加工有连通槽;外锥体的外形根据装配设计，外锥体的内锥面与内锥体的外锥面同形，且经研磨密合后，将两锥体的两端焊为一体(复合面可焊或不焊)，喷嘴上端留有与锥面螺旋沟槽相对应的进水孔和出水孔。水等离子弧切割与空气等离子弧切割相比，由于水冷却效果好，可制成大功率等离子弧切割厚板，同时由于功率大，割缝表面成形质量高，另外，机配微型水泵代替了空压机，体小质轻，噪音低，价格便宜;与氩、氮等等离子弧切割相比，具有等离子气来源广、成本低、割炬简单轻小等优点。复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴与其他水冷喷嘴相比结构简单、体积小、冷却效果好、装卸方便，可使割炬或焊炬做得轻小灵便。本专利技术的具体结构可由以下实施例及附图给出附图说明图1是接触引弧割炬轴向旋转剖面2是接触引弧割炬径向剖面3是非接触引弧割炬轴向旋转剖面4是非接触引弧割炬径向剖面图结合图1、图2复合内锥面四头螺沟水冷喷嘴〔10〕和密封圈〔11〕由压紧套〔12〕装紧在炬体〔2〕的下端，喷嘴〔10〕与炬体〔2〕间由二个定位销〔9〕定位，使喷嘴〔10〕的二个进水孔对着进水道〔15〕，二个出水孔对着中水道〔6〕，同时保证喷嘴孔道〔10-1〕与电极〔8〕同轴，定位销〔9〕与炬体〔2〕过盈配合。与喷嘴〔10〕间隙配合。炬体〔2〕的轴线上装有管状电极座〔1〕，电极座〔1〕的上端与回水管和电源相连接，下端轴心装有六角电极〔8〕，下端外壁装有分配器〔5〕，在分配器〔5〕上端的电极座〔1〕上钻有若干个回水孔。在分配器〔5〕的柱面上均布3～4个切向进水孔，分配器〔5〕通过密封圈〔13〕将瓷螺套〔4〕压在炬体〔2〕内，瓷螺套〔4〕与炬体〔2〕间由密封圈〔7〕径向压紧密封，瓷螺套〔4〕与分配器〔5〕间形成一个环形水腔〔14〕，瓷螺套〔4〕上端有两个对称进水口与中水道〔6〕的内端位差90°，由环形水道〔3〕沟通，瓷螺套〔4〕的内壁上有双头螺旋沟槽与密封套〔16〕一起构成双头螺旋水道，双头螺旋水道上端有一环形水道使之与进水口连通。这样水从进水管进入割炬后，分二路由进水道〔15〕进入喷嘴〔10〕的二进水孔。然后螺旋向下至喷嘴孔道〔10-1〕外壁，再螺旋上升至喷嘴〔10〕的二出水孔，由中水道〔6〕到达环形水道〔3〕，再分两路各转90°后从瓷螺套〔4〕的二进水口进入环形水道，经双头螺旋水道至环形水腔〔14〕，在环形水腔〔14〕中的水一路经电极座〔1〕的回水孔回水，另一路经分配器〔5〕柱面上的切向进水孔切向射到电极〔8〕的周壁上，形成旋转水气并向下到达电极〔8〕的下端。当电极〔8〕与喷嘴〔10〕下端的工件间加有一定强度的电场(包括引弧高频电场)时，水气电离放电成为等离子体，在进水压力、热胀力和电磁力等作用下，等离子体经喷嘴〔10〕压缩后从喷嘴孔道〔10-1〕中射出，成为能切割工件的等离子弧。结合图3、图4在图1图2的基础上，为增长喷嘴〔10〕与环形水腔〔14〕之间的水道，并有效防止电极座〔1〕与喷嘴〔10〕之间通过水道放电，将瓷螺套〔4〕的外壁再加工成双头螺旋沟槽，与密封套〔16〕构成外双头螺旋水道，在瓷螺套〔4〕的上端内外各有一环形水道〔3〕，并有一对进水口，进水口与内外螺旋水道的上端口各位差90°，在瓷螺套〔4〕的下端外壁上也有一环形水道〔3〕，使外螺旋水道与中水道〔6〕连通，内外螺旋水道的螺旋方向相反，即一左旋则一右旋，为减少切割粉尘和冷却工件，可在喷嘴外锥体〔10-2〕近出水孔处钻有去尘水孔，并在与压紧套〔12〕的配合面上均布若干去尘水沟，使冷却喷嘴后的水一部分经去尘水孔射到压紧套〔12〕与喷嘴〔10〕间的周隙中，再由各去尘水沟流出，经喷嘴〔10〕的外壁到达割缝四周。带有内外双头螺旋沟槽的瓷螺套〔4〕及其结构和带有去尘水孔、去尘水沟的喷嘴〔10〕同样适用于接触引弧割炬。非接触引弧的割炬与接触引弧的割炬其基本差别在于图3、图4中加了一对触头〔17〕，触头〔17〕的一端与电源相连，另一端由弹簧将其压在喷嘴〔10〕上，使得喷嘴〔10〕与电极〔8〕之间可加有引弧高频和维弧电流，其余水路和装配关系基本与接触引弧割炬相同。复合内锥面四头螺沟水冷喷嘴结合图1，将喷嘴内锥体〔10-3〕的外锥面车出四头螺旋沟槽，在孔道〔10-1〕端外周车一环形连通槽，然后再与外锥体〔10-2〕的内锥面研磨复合，使两锥面密配不漏水，再将二锥体二端分别焊接成为一体，上端对应四条沟槽均布四个水孔，最后加工孔道〔10-1〕和定位销孔。其内锥体〔10-3〕的内锥面与普通喷嘴相同，外锥体〔10-2〕的外锥面按装配要求加工。结合图3，喷嘴内锥体〔10-3〕的外锥面及其四头螺旋沟槽用压制方法加工成形，其余加工与装配等与图1基本相同。权利要求1.水等离子弧切割其特征是以冷却水作为等离子气。2.根据权利要求1所规定的装置，其特征是具有瓷螺套〔4〕、喷嘴〔10〕、分配器〔5〕、中水道〔6〕、环形水道〔3〕、环形水腔〔14〕、进水道〔15〕和定位销〔9〕。3.复合内锥面多头螺沟水冷喷嘴其特征是喷嘴由内外二同轴锥体复合成一本文档来自技高网...

【技术保护点】
水等离子弧切割其特征是：以冷却水作为等离子气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余建明，叶秀渭，
申请(专利权)人：余建明，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]