等离子割炬制造技术

一种离子割炬，特别是数控等离子割炬，由电极、喷嘴及其电路系统、气路系统及水路系统组成。主要技术特征及其效果是：（１）使压力水流冷却电极与喷嘴后，分别通过压盖与下喷嘴形成管状水流，包围弧柱，喷到割件上，既有效地进行了消烟、除尘、遮光，又充分地冷却了割件。（２）使电极为双锥度的锥体，既保证了起弧可靠，又消除了“双弧”现象。（３）使管接头以轴向布置在割炬上端部，并用绝缘盖盖住，既美观，又安全。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种等离子割炬，特别是数控等离子割炬。由电极、喷嘴及其电路、气路及水路系统组成。属于电弧切割领域。等离子切割，一般都有两个方面的问题。首先是作业环境问题。因为产生大量烟尘、强光和有害气体，不仅直接危害人体健康，而且带来社会公害。据测定，等离子切割时产生的烟雾状微粒非常小，其粒径平均值为0.7微米的占50％，如附图说明图1所示。产生的烟尘量随切割材料、切割厚度等而变化，大约为3-10毫克/分钟在同等条件下，空气等离子切割产生的烟尘量较大，如图2所示。其次是切割面质量问题，尤其是切割面垂直度与热影响区问题。因为切割面倾斜，使适用范围受到一定限制，割件冷却不充分，形成热影响区。产生热变形。为了消除切割烟尘，充分冷却割件，目前国内外一般采取三种措施。一是配置集尘系统或集尘装置。这就是在切割系统中增加一个集尘系统或集尘装置。该系统又有固定式和移动式两种。固定式的如图3所示，集尘系统由排烟槽、风机和集尘器组成。移动式的如图4所示，集尘装置由小型电气集尘机与袋式过滤器组成。如日本天野公司产FC-45等离子专用集尘机，其性能如下电源 3 200V 50/60Hz2.2KW风量 20m3/min袋滤器面积11.7m2尺寸(宽×长×高)mm1022×1080×1828重量 250Kg价格 约20余万元/台国内外对焊割领域的消烟除尘，主要是采取通风措施。近年来，在焊接领域使用了一些消烟除尘装置，如焊接烟尘净化机、焊接烟尘除毒器、焊接烟尘吸收器，跟踪式电焊消烟器等。上述种种措施，虽然消烟除尘效果较好，但是系统复杂、使用不便，也不经济。二是采用水下切割方法。这种方法效果好，但能量损失大，而且使用、管理不便。三是配置喷水装置。这就是在割炬外面接一根泄水管。CN85200541U介绍了一种割炬，带有紧跟割炬前进并冷却割件的阴极冷却水泄水装置，如图5所示。该割炬在使用中存在如下问题。(1)不能消烟除尘。用这种割炬切割不锈钢板，只要连续切割10分钟左右，室内便被黄色烟雾笼罩。(2)不能切割曲线。当切割圆形、椭圆形及直线与曲线组合形割件时，无法调整泄水管，不能进行切割作业。(3)使用不方便。当进行直线切割时，为了冷却切口，每改变一次切割方向，必须靠人工调整一次泄水管，并且泄水管的调整还受到管道限制。(4)用不安全。管接头多，共有四个，其中三个沿径向不同角度布置，所以调整泄水管时，容易造成短路。尤其是将割炬安装在数控等离子切割机上使用时，因管路紊乱，更容易与其Z轴夹持机构相碰而形成短路。为了提高切割面垂直度，国内外采取的主要措施是提高电极与喷嘴的同心度，提高割炬安装的垂直度，以及合理选择工艺参数，使其相互匹配。这些措施有较好效果，但有时也不可靠。本技术的主要目的是要提供一种多功能的等离子割炬，在既不配置集尘系统或集尘装置，也不配置泄水装置，既不增加零件，也不增加成本的前提下，使割炬本身具有消烟、除尘、遮光及充分冷却割件的作用，而且既能方便地切割直线，也能方便地切割曲线。本技术的其它目的还有通过零件结构及联接关系设计，提高切割面垂直度，防止切割面倾斜，提高割炬的通用性及安全性，使其既能装在小车上，也能装在切割机上，并且不论什么场合，都能防止短路事故，保证人身安全。本技术的目的是通过如下措施达到的。改进冷却系统设计。使冷却电极的压力水流经流路降压后，通过压盖形成管状水流，罩住电弧，并流到割件上。改进电极结构设计，使电极为带有双锥度的锥体，上锥角为10°＜β＜18°，下锥角为36°＜α＜44°。改进管接头设计。首先是取消泄水装置接头，其次是冷却水管和工作气管接头，都以轴向布置在割炬上端部，再加上绝缘盖盖住。采用上述结构的割炬，具有如下优点和积极效果。(1)结构简单，功能齐全。由于割炬在切割过程中，冷却喷嘴和电极的压力水流，由割炬头排出后部形成管状水流，层层包围弧柱，喷到割件上，不仅充分冷却了电极、喷嘴和割件，防止割件产生热变形，而且还达到了消烟、除尘、遮光的目的，既有利于人体健康，又有利于环境保护。又由于这种效果是通过割炬零部件结构及其联接关系设计实现的，因此，节省了大型的集尘系统和复杂的集尘装置，节约了大量资金。(2)操作简单，用途广泛因为由割炬头喷出的管状水流始终包围弧柱。所以，不论切割方向怎样变化，都不需要调整泄水装置之类的辅助操作。因此，既可方便地进行直线切割，又可方便地进行曲线切割。(3)电弧集中，垂直度好由于设计了双锥电极和起弧区，改进了喷嘴冷却水流路设计，所以，起弧率达100％，而且消除了“双弧”现象，电弧弧柱集中，提高了切口垂直度，尤其是切割圆形类割件，效果更为明显。当切割10毫米厚钢板时，切口垂直度误差不大于1毫米。(4)管道集中，安全性高。由于少了一个管接头(泄水管)，并且改善了配置，使三个管接头都以轴向布置在割炬上端部，便于用绝缘盖盖住，不仅外形美观，而且使用安全，尤其是适合于用在数控切割机上。本技术具有如下附图。图1为等离子切割烟尘粒度分布图。图2为等离子切割烟尘量比较图。图3为固定式消烟除尘系统图。图4为跟踪式专用集尘机示意图。图5为CN85200541U割炬主视图。图6为本技术割炬主视图。图7为图6中A-A剖面图。图8为图6中B-B剖面图。图9为图6中B-B剖面图。图10为图6中电极主视图。下面根据附图6-10对本技术作详细说明。如图6所示。该割炬由下喷嘴(1)、上喷嘴(4)、电极(5)及其冷却水路系统、电路系统及气路系统组成。电极(5)的冷却水路系路结构为电极(5)利用螺纹连接在阴极管(13)的下端，阴极管(13)上部带有两个O型密封圈(9)与出水孔(13-a)，阴极管(13)、管接头(15、18)利用螺纹连接在绝缘调节件(14)上，阴极管(13)中心装有水针管(8)、绝缘套(16)及管接头(17)而形成一个部件，再将此部件装入绝缘套(11)中，在绝缘套(11)上依次连接有调节套(13)、带软导线的阳极环(7)、上喷嘴(4)及套管(6)，套管(6)下端利用螺纹连接在压盖(2)上，压盖(2)内腔套有O型密封圈(3)的下喷嘴(1)，压盖(2)外圆柱面带有多个出水槽(2-a)套管(6)上端利用螺纹连接在绝缘套(11)上。电极(5)的冷却水路系统采用上述结构后，压力水流由管接头(17)下降至水针管(8)下端，冷却电极(5)后，沿电极(5)与阴极管(13)之间的空腔上升。横穿阴极管(13)的出水孔(13-a)，进入环形槽(13-b)(图7)，又横穿绝缘套(11)的出水孔(11-a)，下降至绝缘套(11)与套管(6)之间的空腔，通过压盖(2)外圆柱面上的多个出水槽(2-a)(图8)，形成管状水流，包围弧柱，流到割件上。形成管状水流的出水槽(2-a)，除图8所示结构外，还可以将出水槽(2-a)改成一个管状空腔(图9)。外套(10)的内腔是冷却水向外喷出的通道，外表面是与切割机或小车夹持装置的连接面，为保证安全，采用了绝缘材料。喷嘴(1、4)的冷却水路为压力水流由管接头(15)依次进入套管(6)内腔、上喷嘴(4)与下喷嘴(1)之间的环形空腔，以及螺旋槽、环形槽，通过压盖(1)上的出水孔(1-a)，形成管状水流，包围弧柱，喷到割件上。电路系统为阳极(喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子割炬，包括下喷嘴（１）、压盖（２）、上喷嘴（４）、电极（５）、管接头（１５、１７、１８），其特征是电极（５）冷却水路系统的结构为：电极（５）利用螺纹连接在阴极管（１３）的下端，阴极管（１３）上部带有两个Ｏ型密封圈（９）与出水孔（１３－α），阴极管（１３）、管接头（１５、１８）利用螺纹连接在绝缘调节件（１４）上，阴极管（１３）中心装有水针管（８）、绝缘套（１６）及管接头（１７）而形成一个部件，再将此部件装入绝缘套（１１）中，在绝缘套（１１）上依次连接有调节套（１２）、带软导线的阳极环（７）、上喷嘴（４）及套管（６），套管（６）下端利用螺纹连接压盖（２），压盖（２）内腔套有Ｏ型密封圈（３）的下喷嘴（１），压盖（２）外圆柱面带有多个出水槽（２－α），套管（６）上端利用螺纹连接在绝缘套（１１）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳群发，
申请(专利权)人：核工业第六研究所，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]