等离子加工方法技术

一种等离子加工方法，是利用等离子弧在加工工件上穿孔，并且从该穿孔位置开始进行切割的等离子加工方法，其特征在于，具有：　　　　（ａ）第１工序，将具有在与所述加工工件之间形成等离子弧的电极和喷出作为该等离子弧的母体的等离子气体的喷嘴的等离子割炬、向该加工工件的穿孔位置进行相对移动，使该等离子割炬相对于加工工件的位置处于初始高度，即与作为切割时的等离子割炬与加工工件之间的距离的切割高度相同，或近似相同，或比该切割高度更接近加工工件但不引起双电弧的高度。　　　　（ｂ）第２工序，在决定所述等离子割炬的位置后，通过以在所述电极和喷嘴间产生的引导电弧作为先导、使之转化为在该电极和所述加工工件之间的主电弧而形成等离子弧，一边保持该等离子弧、一边将所述等离子割炬相对移动至比所述初始高度离加工工件更远的穿孔高度。　　　　（ｃ）第３工序，然后直至穿孔完成为止，在使所述等离子割炬停止在所述穿孔高度处的状态下，保持所述等离子弧。　　　　（ｄ）第４工序，将等离子割炬相对移动至所述切割高度并开始切割。（*该技术在2023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利用从等离子割炬产生的等离子弧来进行穿孔和切割的，更详细地说是涉及一种包含可以提高等离子割炬的喷嘴寿命的穿孔操作的。
技术介绍
利用具有在机械上、电气上收缩的等离子柱的电弧的高密度热量的，由于可以实现高精度、高效率的切割，因而被广泛应用于实际加工中。该，一般是从等离子割炬产生等离子弧，通过使该等离子弧稳定地持续，并移动等离子割炬而进行切割加工。上述等离子割炬的构成为，具有电极和为包覆该电极而设置的喷嘴，通过在该电极和喷嘴之间划分出的通路，向被切割材料喷出等离子气体。在使用这样的等离子割炬切割被切割材料时，首先在电极和喷嘴之间产生引导电弧，然后通过使引导电弧长大并转化为主电弧，以此在电极和被切割材料之间产生高温并具有高能量密度的等离子弧。使用从该等离子割炬产生的等离子弧，在例如将钢板切割成各种形状的情况下，有从钢板的端部开始切割的方法和在钢板的特定位置设置贯通孔并从此贯通孔开始切割的方法。后者即被称作所谓的穿孔起始法，由于利用该穿孔起始法可以在钢板面内切割出所需的形状，所以在使用NC的自动切割中，通常以该穿孔起始法为主要的方法。但是，在利用此穿孔起始法切割钢板的情况下，在通过等离子弧于切割开始部形成贯通孔的被称作穿孔的操作的期间，被等离子弧熔化的金属形成飞溅熔渣(熔化金属的飞渣)而被吹上来，这些被吹上来的飞溅熔渣有会附着在喷嘴上。由于附着于喷嘴上的飞溅熔渣会造成喷嘴的熔损或双电弧而损伤喷嘴，因此成为切割质量显著降低的主要原因。以往，为了避免这种由飞溅熔渣造成的喷嘴损伤，一般采用以下的穿孔起始法，如图5(a)的①～④所示，将等离子割炬51移动至等离子弧可对钢板W点火的最高高度位置h1(①)，在这个高度的位置进行穿孔(②～③)，穿孔完成、飞溅熔渣不被吹上来后，将等离子割炬51下降至适宜切割的高度位置h2并开始切割(④)，这是进行穿孔的一般所用的方法。另外，在特开2000-351076号公报中提出了对这种以往一般所用的穿孔起始法改良后的方法。在该特开2000-351076号公报中所提出的穿孔方法(以下称为“上升穿孔法”)中，如图5(b)的①～④所示，将等离子割炬51移动至等离子弧可对钢板W点火的最高高度位置H1，在此高度位置点燃等离子弧(①～②)，然后在穿孔开始的同时，为避免由于飞溅熔渣被吹上来、对喷嘴造成损伤，而在可以保持等离子弧的范围内，将等离子割炬51上升一定的距离达到高度位置H2后再进行穿孔(③)，在穿孔完成时，将等离子割炬下降至适宜切割的高度位置H3，开始进行切割。这里，分别将等离子弧最初形成的高度定义为“初始高度”、进行穿孔的高度定义为“穿孔高度”、进行切割的高度定义为“切割高度”，在上述图5(a)中所示的一般的穿孔方法中，初始高度h1和穿孔高度被设定为同一高度，而且设定初始高度h1比切割高度h2更高。另外，在上述图5(b)所示的上升穿孔法中，初始高度H1被设定为比穿孔高度H2低，而且初始高度H1被设定为比切割高度H3高。但是，喷嘴损伤除了由上述的附着飞溅熔渣产生外，还可以由引导电弧产生。即由于上述引导电弧同主电弧一样具有高密度的热能，因此引导电弧产生的时间越长，喷嘴被熔损的程度就越大。本申请人的在先申请特愿2002-021284号中提出了可以防止这类问题的技术。在该在先申请的专利技术的技术中，在将形成引导电弧时的引导电流电路和形成主电弧时的主电弧电路的切换进行晶体管化的同时，通过在引导电流电路中适当地加入电阻，使得从引导电弧到主电弧的转化更加迅速，从而抑止喷嘴被引导电弧所熔损。但是，在上述的一般穿孔法和上升穿孔法中，虽然可以避免由穿孔时产生的飞溅熔渣造成的喷嘴损伤，但是有由引导电弧使喷嘴劣化的问题。即，在这些穿孔法中，由于初始高度被设定为比较高的位置(切割高度的2倍左右)，因此(A)在使引导电弧长大而转化为主电弧时，必须使用更大的引导电流，另外(B)由于与电极-喷嘴间的放电路径的电阻相比，电极-钢板间的放电路径的电阻极端增大，因此容易引起电流向喷嘴流入，从而有延缓从引导电弧到主电弧的转化的倾向。由于(A)(B)的原因，喷嘴就会被引导电弧过度熔损。另外，这样将初始高度设定为比较高的高度，会导致电弧的点火不良的问题。即，根据(A)的情况，虽然有必要设定较大的引导电流，但是当由于引导电流的调整不充分而使电流较低时，引导电弧的势力较弱，无法转化为主电弧，从而使点火失败。这里，虽然为了减省调整引导电流的工夫，可以考虑将引导电流固定在机器能够输出的最高值，但是这种状况会导致更加快由引导电弧造成的喷嘴熔损的结果。另外，在上述的在先专利技术的技术中，通过使引导电弧向主电弧快速转化，可以期待在一定程度上对喷嘴恶化的抑制效果，而由于初始高度被设定为比较高的位置(切割高度的2倍左右)，因此可以说还有改善的余地。
技术实现思路
鉴于以上所述的问题点和状况，本专利技术的目的在于提供一种可以避免由穿孔时产生的飞溅熔渣造成的喷嘴损伤，同时可以可靠地抑制由引导电弧引起的喷嘴的劣化，并因此大幅度延长喷嘴的寿命等的离子加工方法。为了达到上述目的，本专利技术的加工方法是利用等离子弧在加工工件上穿孔，并且从该穿孔位置开始切割的，其特征在于，具有(a)第1工序，将具有在与上述加工工件之间形成等离子弧的电极和喷出作为该等离子弧的母体的等离子气体的喷嘴的等离子割炬、对向该加工工件的穿孔位置相对移动，使该等离子割炬相对于加工工件的位置处于初始高度，即与作为进行切割时的等离子割炬与加工工件之间的距离的切割高度相同，或近似相同，或比该切割高度更接近加工工件但不引起双电弧的高度。(b)第2工序，在决定上述等离子割炬的位置后，通过以在上述电极和喷嘴间产生的引导电弧作为先导、使之转化为在该电极和上述加工工件之间的主电弧而形成等离子弧，一边保持该等离子弧、一边将上述等离子割炬相对移动至比上述初始高度离加工工件更远的穿孔高度。(c)第3工序，然后直至穿孔完成为止，在使上述等离子割炬停止在上述穿孔高度处的状态下，保持上述等离子弧。(d)第4工序，将等离子割炬相对移动至上述切割高度并开始切割。根据本专利技术，在进行穿孔之前，作为在加工工件和电极之间形成等离子弧时的加工工件与等离子割炬间的距离的初始高度，由于被设定为与作为进行切割时的等离子割炬与加工工件之间的距离的切割高度相同，或近似相同，或比该切割高度更接近加工工件但不引起双电弧的高度，因此与以往相比可以用较小的引导电流使引导电弧转化为主电弧，同时，由于减小了电极-喷嘴间的放电路径的电阻与电极-加工工件间的放电路径的电阻的差，因此可以顺利地进行从引导电弧到主电弧的转化。因此，由于减小了喷嘴被引导电弧熔损的程度，因此可以起到抑制喷嘴的劣化、从而延长其寿命的效果。另外，由于在初始高度，在电极和加工工件之间形成等离子弧之后，继续保持该等离子弧，并将等离子割炬从初始高度相对移动至离加工工件更远的位置的穿孔高度处，此后直至穿孔完成，以使上述等离子割炬停止在上述穿孔高度的状态下，保持上述等离子弧，因此可以防止穿孔时产生的飞溅熔渣(熔化金属的飞渣)附着在喷嘴上，从而可以避免由飞溅熔渣造成的喷嘴损伤。在本专利技术中，在从上述引导电弧向上述主电弧转化后，最好在向上述引导电弧供给引导电流的引导电流的引导电流电路中，通过插入在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：山口义博，加端哲也，入山孝宏，
申请(专利权)人：小松产机株式会社，
类型：发明
国别省市：