一种等离子弧割炬制造技术

本发明专利技术提供一种等离子弧割炬，包括割炬本体、电极和喷口，将喷口内孔设计为圆形喇叭状，中心有一个中心孔，外形为分段式喇叭口，主材质使用紫铜加工。喷口里面为电极，电极安装在电极底座上，外形中端向内凹进，整体设计成葫芦形，扩大喷口与电极之间的空间，避免电极上的正电离子在非中心孔处发射到喷口上面，从而避免双弧效应。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子弧割炬
本专利技术涉及弧割炬
，特别是涉及一种等离子弧割炬。
技术介绍
中国市场现有机用型等离子弧割炬设计结构简单，生产制作工艺差，再加上国内没有这方面的技术学院，缺乏技术知识教育，即使有厂家生产，但大部分都是模仿的国外技术，没有自主创新设计割炬能力，故而技术一直落后时代，制作出来的割炬切割能力弱，切割质量差，消耗件使用寿命短，使用成本高等一系列问题。国内市场上电流达到120A及以上时割炬本体内部必须采用水循环冷却方式，包括美国发达国家割炬内部气冷冷却方式最大电流也只有到达125A。如图1所示，现有技术中的等离子弧割炬由于结构的缺陷，有时会出现一种破坏电弧稳定燃烧的现象，这时除已存在的等离子弧主弧05以外，在电极01-喷嘴02-工件03之间会产生另外一种旁路电弧04(或者叫副弧)，即主弧05和旁路电弧04同时存在，形成双弧现象。双弧现象带来的危害主要表现在下列几个方面：1)破坏等离子弧的稳定性，使切割过程不稳定并会恶化切割缝成型；2)双弧同时存在，在电极和切割件之间形成了两条并联的导电通路，减小了主弧电流，降低了主弧的功率，使对切割件的熔透能力减弱；3)双弧现象一旦发生，喷嘴就成为并联弧的电极并通过并联弧电流，且主弧和喷嘴孔内壁之间的冷气膜位障遭受破坏，使喷嘴受到强烈加热，容易烧坏喷嘴。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种等离子弧割炬。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种等离子弧割炬，包括割炬本体，所述割炬本体内的后部设有上内绝缘体，所述上内绝缘体中设有气管和引弧线，所述割炬本体的前部设有喷口，所述喷口通过喷口底座与所述上内绝缘体的外缘连接，且所述喷口底座后部与所述引弧线连接，所述喷口的内孔包括从下到上依次连接的球形部和锥形部整体形成圆形喇叭状，所述球形部的中心设有中心孔，所述喷口底座内部的上内绝缘体上连接有电极底座，所述电极底座前部连接电极，所述电极向前延伸至喷口内孔的球形部内，所述电极外壁中部向内凹进整体形成葫芦形状，所述电极外壁与所述喷口内孔之间形成等离子气体通道，所述电极底座内设有中心气管，所述中心气管连通所述气管与所述电极的内孔，所述电极底座和喷口底座之间还设有下内绝缘体，所述下内绝缘体用于分配气流以及实现喷口与电极之间绝缘，所述喷口外侧罩设有保护罩，所述割炬本体前部的喷口底座外侧设有铜外套，所述保护罩后部与所述铜外套固定连接，且所述铜外套和保护罩内壁与所述喷口外壁之间形成冷却气体通道，所述中心气管、电极底座、下内绝缘体和喷口底座上还设有气流分配结构，所述等离子气体通道和冷却气体通道通过气流分配结构与所述中心气管连通。由于电离子的吸附效应，所以电离子集成在导体的表面积运动，容易产生电极和喷口间的正负电离子产生组合，形成电弧，而产生双弧效应。再加上内部强压力气体流动性造成内压强严重减弱，给电离子流动性创造了机会。因此，将喷口内孔设计为圆形喇叭状，中心有一个中心孔，外形为分段式喇叭口，主材质使用紫铜加工。喷口里面为电极，电极安装在电极底座上，外形中端向内凹进，整体设计成葫芦形，扩大喷口与电极之间的空间，从而增大了弧柱和喷嘴孔壁之间的冷气膜位障，避免电极上的正电离子在非中心孔处发射到喷口上面，从而避免了双弧效应，保证了等离子的稳定性。下端平面中心位置镶嵌有一颗铪丝，主体材质使用紫铜加工。另外，电极外壁的圆形内凹能导流气体更多的在电极表面行走，使电极下端处的喷口正电离子更容易发射给带有负极的电极，故而增强点火的成功性。优选的，所述电极外壁凹进的部分与所述喷口的锥形部相对。使喷口的末端的锥形部与电极外壁凹进的位置对齐，增大了两者之间的距离，有利于增加冷气膜位障的厚度。进一步，所述电极前端平面中心位置镶嵌一颗铪丝，所述电极内孔为盲孔，所述盲孔的底部设有锥形凸点，所述锥形凸点的顶部伸入到所述中心气管内，所述盲孔内壁为台阶孔，且靠近盲孔底部的内径小于开口端内径，所述中心气管靠近锥形凸点的一端的内孔侧壁上设有凸台，所述凸台的孔径小于中心气管后端的孔径，所述中心气管外壁与电极内壁之间的距离小于所述中心气管的内孔孔径。锥形凸点可以增加内部散热面积；能让通过的气离子更多的接触到锥面上，增强散热性；能让通过的气流形成扩散性导向，使中心气管出口的气流能更好的贴紧电极内壁行走，增强散热性。在电极内部设计成台阶孔，中心气管前端也是小口径，气体由中心气管进入电极与中心气管之间时，由于口径变小使压缩气体经过二次压缩，增强压缩密度，使高密度气体的体积在出口处能够瞬间膨胀时会产生吸热原理，从而更好的降低电极谷底高温。进一步，所述气流分配机构包括设置在所述中心气管外壁上的环形第一凸缘、设置在电极底座上的第一气孔和第二气孔、设置在所述下内绝缘体上的第三气孔以及设置在喷口底座前端面上的第四气孔，所述第一凸缘侧面与所述电极底座内壁抵接，所述第一凸缘上端面、中心气管外壁和电极底座内壁围成第一冷却气体室，所述第一凸缘下端面、中心气管外壁和电极底座内壁围成第一等离子气体室，所述第一凸缘上沿轴向设有连通所述第一冷却气体室和第一等离子气体室的多条导气槽；所述电极底座外壁上设有环形的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽之间形成第二凸缘，所述第二凸缘侧面与所述下内绝缘体内壁抵接，所述第一凹槽与所述下内绝缘体内壁形成第二冷却气体室，所述喷口底座内壁与所述下内绝缘体外壁之间形成第三冷却气体室，所述第一气孔两端连通第一冷却气体室和第二冷却气体室，所述第三气孔两端连通第二冷却气体室和第三冷却气体室，所述第四气孔连通第三冷却气体室和冷却气体通道；所述第二凹槽与所述下内绝缘体内壁形成第二等离子气体室，所述第二气孔连通所述第一等离子气体室与所述第二等离子气体室，所述电极底座前端面设有多条旋转气槽，所述旋转气槽连通所述第二等离子气体室与等离子气体通道。采用一个气源通过气流分配机构同时产生等离子弧气体和冷却气体，能够同时实现切割和降温。进一步，所述第一气孔的孔径大于所述第二气孔的孔径，所述第一冷却气体室的体积小于第一等离子气体室的体积，且所述第一冷却气体室的体积小于第二冷却气体室，所述第二冷却气体室的体积小于第三冷却气体室，所述第一等离子气体室的体积大于第二等离子气体室的体积。通过控制气孔孔径和气体室的体积实现冷却气流与等离子气流的控制，从而实现等离子弧的稳定性。另外，通过控制气孔孔径和气体室的体积的控制可以进一步压缩冷却气体，使喷口处气体迅速膨胀实现快速降温。进一步，所述铜外套包括铜外套绝缘件和铜外套铜件，所述铜外套绝缘件与伸出割炬本体的喷口底座的外壁固定连接，所述铜外套铜件一端与所述铜外套绝缘件外壁固定连接，另一端通过固定盖与所述保护罩固定连接。进一步，所述下内绝缘体与所述电极底座的连接面上设有第一密封圈，所述下内绝缘体与所述喷口底座的连接面上设有第二密封圈。本专利技术提供的一种等离子弧割炬具有以下有益效果：(1)保护罩是为了等离子在机用自动化工作时特意添加的一配件，切割质量的好坏直接取决于喷口，它能有效保护喷口减少损伤，从而使保护罩起到保护作用。另外又能压缩喷口外侧的保护气，增强切割能力。保护罩前端的一周小孔能增强散热性，延长保护罩的使用寿命。(2)喷口的作用：电极产生的离子弧通过喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子弧割炬，其特征在于：包括割炬本体(13)，所述割炬本体(13)内的后部设有上内绝缘体(14)，所述上内绝缘体(14)中设有气管(12)和引弧线(11)，所述割炬本体(13)的前部设有喷口(2)，所述喷口(2)通过喷口底座(10)与所述上内绝缘体(14)的外缘连接，且所述喷口底座(10)后部与所述引弧线(11)连接，所述喷口(2)的内孔包括从下到上依次连接的球形部和锥形部，所述球形部的中心设有中心孔(29)，所述喷口底座(10)内部的上内绝缘体(14)上连接有电极底座(8)，所述电极底座(8)前部连接电极(3)，所述电极(3)向前延伸至喷口(2)内孔的球形部内，所述电极(3)外壁中部向内凹进，所述电极(3)外壁与所述喷口(2)内孔之间形成等离子气体通道(26)，所述电极底座(8)内设有中心气管(4)，所述中心气管(4)连通所述气管(12)与所述电极(3)的内孔，所述电极底座(8)和喷口底座(10)之间还设有下内绝缘体(9)，所述下内绝缘体(9)用于分配气流以及实现喷口(2)与电极(3)之间绝缘，所述喷口(2)外侧罩设有保护罩(1)，所述割炬本体(13)前部的喷口底座(10)外侧设有铜外套，所述保护罩(1)后部与所述铜外套固定连接，且所述铜外套和保护罩(1)内壁与所述喷口(2)外壁之间形成冷却气体通道(27)，所述中心气管(4)、电极底座(8)、下内绝缘体(9)和喷口底座(10)上还设有气流分配结构，所述等离子气体通道(26)和冷却气体通道(27)通过气流分配结构与所述中心气管(4)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种等离子弧割炬，其特征在于：包括割炬本体(13)，所述割炬本体(13)内的后部设有上内绝缘体(14)，所述上内绝缘体(14)中设有气管(12)和引弧线(11)，所述割炬本体(13)的前部设有喷口(2)，所述喷口(2)通过喷口底座(10)与所述上内绝缘体(14)的外缘连接，且所述喷口底座(10)后部与所述引弧线(11)连接，所述喷口(2)的内孔包括从下到上依次连接的球形部和锥形部，所述球形部的中心设有中心孔(29)，所述喷口底座(10)内部的上内绝缘体(14)上连接有电极底座(8)，所述电极底座(8)前部连接电极(3)，所述电极(3)向前延伸至喷口(2)内孔的球形部内，所述电极(3)外壁中部向内凹进，所述电极(3)外壁与所述喷口(2)内孔之间形成等离子气体通道(26)，所述电极底座(8)内设有中心气管(4)，所述中心气管(4)连通所述气管(12)与所述电极(3)的内孔，所述电极底座(8)和喷口底座(10)之间还设有下内绝缘体(9)，所述下内绝缘体(9)用于分配气流以及实现喷口(2)与电极(3)之间绝缘，所述喷口(2)外侧罩设有保护罩(1)，所述割炬本体(13)前部的喷口底座(10)外侧设有铜外套，所述保护罩(1)后部与所述铜外套固定连接，且所述铜外套和保护罩(1)内壁与所述喷口(2)外壁之间形成冷却气体通道(27)，所述中心气管(4)、电极底座(8)、下内绝缘体(9)和喷口底座(10)上还设有气流分配结构，所述等离子气体通道(26)和冷却气体通道(27)通过气流分配结构与所述中心气管(4)连通。2.如权利要求1所述的等离子弧割炬，其特征在于：所述电极(3)外壁凹进的部分与所述喷口(2)的锥形部相对。3.如权利要求1所述的等离子弧割炬，其特征在于：所述电极(3)前端平面中心位置镶嵌一颗铪丝(32)，所述电极(3)内孔为盲孔，所述盲孔的底部设有锥形凸点(34)，所述锥形凸点(34)的顶部伸入到所述中心气管(4)内，所述盲孔内壁为台阶孔(35)，且靠近盲孔底部的内径小于开口端内径，所述中心气管(4)靠近锥形凸点(34)的一端的内孔侧壁上设有凸台(33)，所述凸台(33)的孔径小于中心气管(4)后端的孔径，所述中心气管(4)外壁与电极(3)内壁之间的距离小于所述中心气管(4)的内孔孔径。4.如权利要求3所述的等离子弧割炬，其特征在于：所述气流分配机构包括设置在所述中心气管(4)外壁上的环形第一凸缘(20)、设置在电极底座(8)上的第一气孔(18)和第二气孔(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宇锋，
申请(专利权)人：常州九圣焊割设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32