[发明专利]水等离子弧切割

说明书

本发明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。

本发明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。本发明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。

本发明是这样实现的：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。

本发明的具体结构可由以下实施例及附图给出：

图1是接触引弧割炬轴向旋转剖面图

图2是接触引弧割炬径向剖面图

图3是非接触引弧割炬轴向旋转剖面图

图4是非接触引弧割炬径向剖面图