接触式等离子割炬制造技术

一种等离子割炬，特别是接触式等离子割炬，其结构有笔形的弯头形两种。两者都通过使用一种螺旋槽式的电极的割嘴，提高了电离效果，改进了冷却方式，笔形割炬的工作气体可由空气改成氧气，其冷却方式可由单一气体冷式改成单一水冷式或气水混合式，这就提高了割炬对切割条件的适应性，扩大了割炬适用范围。该割炬可切割板厚为０．１～２０毫米的不锈钢、碳钢，６毫米以下铜或铝。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种等离子割炬，特别是接触式等离子割炬。该割炬专用于切割金属薄板。现有的接触式等离子割炬(或焊炬)，其电极结构一般为空心或实心圆柱体，割咀(或焊咀)结构为一般的圆锥漏斗形(见美国专利US4558201和日本专利特开昭58-51791)。这种电极和割咀寿命短，同时，工作气体是以切线式直接进入电离室，所以电离效果差，能量利用率低。一种割炬，一般只能使用一种工作气体，也就是只能使用空气或氧气(见日本《焊接技术》，No.10，p29，1983，日本专利特开昭59-229282)，与此相关，割咀的冷却，只能使用空气冷却或水冷却(日本《焊接技术》No.8，p15，1986，No.4，p99，1980)，这就限制了割炬的适用范围。本专利技术的目的在于提供一种能量利用率高、关键零件寿命长、适用范围广的接触式等离子割炬。本专利技术的目的，是通过以下两种结构的接触式等离子割炬实现的。一种是笔形接触式空气或氧气等离子割炬。其结构是将一般的空心圆柱电极改成螺旋槽式空心圆柱电极。改进的电极结构由三部分组成，下部为球头形小圆柱体，其球端嵌有锆或铪;中部为带有多头螺旋槽的大圆柱体;上部为带有内螺纹的光滑圆柱体。该割炬将割咀结构由一般的圆锥漏斗形改成螺旋槽式漏斗形，下部为带螺旋槽的小圆柱体，上部为带有圆环体的圆锥形漏斗，其下部空腔为电离室。另一种是弯头形接触式等离子割炬，主要零件结构与第一种基本相同。电极亦由三部分组成，但上部为带有外螺纹的圆柱体。割咀亦由两部分组成，但上部为带有圆筒体的圆锥形漏斗结构。附图描述了本专利技术的两种实施例。图1.笔形接触式等离子割炬局部剖视图。图2.图1中Ⅰ-Ⅰ局部剖面图。图3.图1中Ⅱ-Ⅱ局部剖面图。图4.弯头形接触式等离子割炬局部剖视图。图1给出了笔形接触式等离子割炬的主要结构。该割炬由电极(1)、割咀(2)、割咀盖(3)、壳体(4)、隔套(5)、导气套(6)、阴极杆(7)、中心气管(8)、弯头(9)、堵头(10)、绝缘套(11)、顶盖(12)、弹簧(13)、弹簧座(14)、塔形接头(15)、气电缆(气管中带有软电缆)(16)组成。电极(1)为多头螺旋槽结构，气冷式，下部为球头形小圆柱体(1-a)，其球端嵌有锆或铪;中部为带有多头螺旋槽的大圆柱体(1-b);上部为一带有内螺纹的光滑圆柱体(1-c);上部与中部之间有一环形槽(1-d)，槽底有4～6个径向孔(1-e)，其位置与螺旋槽对应，如图2所示。割咀(2)为螺旋槽式漏斗结构，材料为紫铜，下部为带螺旋槽的小圆柱体(2-a)，其中心钻有工作气体喷射孔;上部为带圆环体的圆锥漏斗形(2-b)。割咀盖(3)由铜材料或陶瓷材料制成，用螺纹与壳体(4)连接。割咀(2)与割咀盖(3)之间的环形空腔为冷却室;壳体(4)与铜制隔套(5)之间的环形空腔为冷却水路或气路;隔套(5)与陶瓷导气套(6)之间的环形空腔为冷却气体通道;导气套(6)内腔上部有环形槽(6-a)，径向孔(6-b)，如图3所示。下部用一止口(或螺纹)与割咀上部形成柱面连接(或螺纹连接);导气套(6)内腔下部与电极外圆周配合，上部与阴极杆(7)配合;铜制阴极杆(7)与电极(1)为螺纹连接，阴极杆(7)内腔有中心气管(8);壳体(4)外壁上部连接有弯头(9)及其堵头(10);阴极杆(7)外圆周与隔套(5)内圆周之间为绝缘套(11)，其上部用螺纹与顶盖(12)连接;顶盖(12)内腔有弹簧(13)及弹簧座(14);弹簧座(14)与塔形接头(15)、气电缆(16)连接。按工作气体种类和割咀冷却方式，利用上述这种割炬结构，可以形成五种类型割炬，即空气等离子气冷式、水冷式、气水混合式及氧气等离子气冷式、水冷式。当工作气体为空气时，其气路为压气自气电缆(16)进入中心气管(8)，然后分为两路一路由电极(1)径向孔(1-e)出来，经其中部(1-b)螺旋槽进入电离室;另一路则由阴极杆(7)径向孔(7-a)出来，经导气套(6)环形槽(6-a)、径向孔(6-b)进入隔套(5)与导气套(6)间的环形腔，再经割咀(2)与割咀盖(3)间的环形腔，冷却割咀(2)后经其螺旋槽喷到割件上，既保护了割咀，又冷却了割件，同时还抑制了弧的扩散。当冷却方式需要由单一气冷改成单一水冷式或气水混合式，或者工作气体需要由空气改成氧气时，只要将割炬个别零件稍加调整，即将堵头(10)卸下，在弯头(9)上接上水(或气)源;在隔套(5)和割咀(2)上部外缘之间加一个“o”形密封圈即可。而气水混合状态则通过调节水的流量即可。该“o”形密封圈既可防止来自导气套(6)环形槽(6-a)、径向孔(6-b)中的氧气进入割咀(1)与割咀盖(3)间的冷却腔，也可以防止来自弯头(9)的冷却水进入电离室。该割炬的电路为使气电缆(16)与电源连接，再使割咀与割件接触，其电流经(15)、(7)至(1)，即可产生高频引弧，使工作气体电离。图4给出弯头形接触式等离子割炬的主要结构。螺旋槽式空心圆柱电极(1)由三部分组成下部为球形小圆柱体(1-a)，球端嵌有锆或铪;中部为带有多头螺旋槽的大圆柱体(1-b);上部为带有外螺纹的小圆柱体(1-c);上部与中部之间有4～6个径向孔(1-d)。割咀(2)的下部为带有多头螺旋槽的小圆柱体(2-a);上部为带有圆筒体的圆锥形漏斗结构(2-b)，筒体外径稍小于壳体(4)的孔径。当割咀(2)筒体与壳体(4)内孔为滑动配合时，割咀上部的筒体带有若干条槽，槽位与导气套(5)径向孔位一致。该割炬零件组成及其连接关系为电极(1)用外螺纹与连接套(7)连接;而连接套(7)又用外螺纹与壳体(4)内腔固定;连接套(7)下部套有弹簧(6);陶瓷导气套(5)内孔与电极(1)配合，外圆周面上部与壳体(4)配合，下部与割咀(2)配合;中心气管(8)与连接套(7)配合;连接套(7)和中心气管(8)的上部端面有垫圈(9)，与软铜电缆(11)、气电缆(14)相连。(12)为微动开关，(13)为连接头。上述结构的割炬，只适用于空气等离子割炬。其气路为压气由气电缆(14)进入中心气管(8)后分为两路一路经电极径向孔(1-d)进入(1-b)部分的螺旋槽，至电离室;另一路经导气套(5)径向孔进入割咀(2)与壳体(4)之间的间隙，至冷却室，再由(2-a)部分的螺旋槽喷到割件上。其电路为使气电缆(14)与电源连接，再使割咀与割件接触，其电流经(11)、(9)、(7)至(1)，即可产生高频引弧，使工作气体电离。本专利技术具有如下优点1，改进了工作气体流路，使工作气体由电极外部以切线式直接进入电离室，变成由电极内腔以折线式回旋进入电离室，即工作气体首先进入电极内腔经过预热，然后从其径向孔出来，再经螺旋槽进入电离室，这就提高了工作气体电离效果与电极冷却效果，能量利用率高。如当电流为50安、功率为5千瓦时，一般的割炬只能切割13毫米厚的割件，而本专利技术则可切割20毫米厚的割件。2，改进了冷却方式，使割咀能得到充分冷却。冷却气体或冷却水是通过割咀下端的螺旋槽通道，再喷到割件上的。这样不仅使割咀提高了冷却效果，延长了使用寿命，而且减小了割件的变形、热影响区以及切缝宽度。该割炬割咀寿命可达4小时以上，电极寿命可达5小时以上。对于笔形接触式等离子割炬，还有一个突出优点，就是能以简单方式满足特殊的切割条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触式等离子割炬，包括电极（１）、割咀（２）、割咀盖（３）、壳体（４）、中心气管（８），其特征是电极（１）采用螺旋槽式空心圆柱结构，下部为球头形小圆柱体（１－ａ），其球端嵌有锆或铪，中部为带有多头螺旋槽的大圆柱体（１－ｂ），上部为一带有内螺纹的光滑圆柱体（１形槽（１－ｄ），槽底有多个径向孔（１－ｅ），其位置与螺旋槽对应。

【技术特征摘要】
1.一种接触式等离子割炬，包括电极(1)、割咀(2)、割咀盖(3)、壳体(4)、中心气管(8)，其特征是电极(1)采用螺旋槽式空心圆柱结构，下部为球头形小圆柱体(1-a)，其球端嵌有锆或铪，中部为带有多头螺旋槽的大圆柱体(1-b)，上部为一带有内螺纹的光滑圆柱体(1形槽(1-d)，槽底有多个径向孔(1-e)，其位置与螺旋槽对应。2.按权利要求1所述的接触式等离子割炬，其特征是割咀(2)采用螺旋槽式漏斗结构，其下部为带有多头螺旋槽的小圆柱体(2-a)，其中心钻有工作气体喷射孔，上部为带凸缘的圆锥漏斗形(2-b)。3.按权利要求2所述的等离子割炬，其特征是电极(1)的上部与阴杆(7)连接，电极(1)的外周与导气套(6)配合，导气套(6)内腔上部有环形槽(6-a)和径向孔(6-b)，阴极杆(7)外圆周与绝缘套(11)配合，阴极杆(7)上部与顶盖(12)连接，顶盖(12)内腔有弹簧(13)及弹簧座(14)，弹簧座(14)与塔形接头(15)、气电缆(16)连接。4.按权利要求3所述的等离子割炬，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏俊全，欧阳涛，卢崇仁，
申请(专利权)人：核工业部第六研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]