等離子切割方法及其裝置制造方法及圖紙

一種等離子切割方法及切割裝置。采用本方法和裝置可獲得附著渣少、切斷面干凈的切割產品，即使在穿孔時也能進行高速切割。為此，穿出孔時的等離子氣體采用氧化性氣體（Ｏ↓［２］），切割時的等離子氣體采用非氧化性氣體（Ｎ↓［２］）對被切割材料（６）進行切割。另外，從穿孔向切割過渡時，也可在停止供給氧化性氣體（Ｏ↓［２］）之前開始供非氧化性氣體（Ｎ↓［２］）。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用等離子氣體來切斷被切割材料的等離子切割方法及其裝置。在以往的等離子切割方法及其裝置中，有用非氧化性氣體作為等離子氣體來切斷被切割材料的。例如，當被切割材料是不銹鋼或鋁合金時，等離子氣體是用氮氣、氬氣、氫氣、甲烷等非氧化性氣體。這樣，被切割產品上附著的渣少，而且可得到干凈、整齊的切斷面。又例如，像鎢電極那樣，一旦氧化其熔點便降低，電極的消耗就會急劇增加，因此，也采用非氧化性氣體作等離子氣體。這樣，便可防止電極氧化、避免電極早期消耗。下面就使用現有技術對穿孔開始時的情況進行說明。如圖4所示，將被切割材料切斷而得到b-c-d-e-b所圍住的切斷產品62時，從b點開始切割，該b點的孔徑大而且附著的渣很多，不能保證切割質量。因此，首先在b點附近的a點穿孔、穿出孔61，然后，從該孔61開始按b-c-d-e-b-f的順序進行切割，便得到高質量的切斷產品62。當被切割材料b為薄板時，則用等離子弧穿孔。如果是厚板，一般是預先用鉆穿孔。在切割時用非氧化性氣體來切斷被切割材料的等離子切割方法，如上所述切割時確實附著的渣少、切斷面干凈，而且電極消耗也少。但是，由于穿孔時等離子氣體不含氧，而不能利用氧化反應熱，因此，存在著穿孔時間長的問題。當板的厚度較大時，或被切割材料為不銹鋼時，上述問題更為突出。切割時間延長是因為渣附著在等離子吹管上的機會增多而造成的。等離子吹管上附著渣之后，便產生雙弧，這是導致等離子吹管早期損壞的原因。本專利技術是為了解決現有技術所存在的這些問題而開發的，目的是為了提供一種可以得到附著渣少、切斷面干凈的切斷制品，而且電極消耗少，即使在穿孔時也可進行高速切割的等離子切割方法及其裝置。本專利技術的等離子切割方法是一面向電極周圍供給等離子氣體，一面從噴嘴噴射等離子弧來切斷被切割材料。這種等離子切割方法是在穿孔和切割時轉換向電極周圍供給的等離子氣體的組成而對被切割材料進行切割。穿孔時的等離子氣體最好是氧化性氣體，切割時的等離子氣體最好是非氧把性氣體。氧化性氣體是氧氣或含有氧氣的氣體，非氧化性氣體采用至少含有氮氣、氬氣、氫氣及甲烷氣體之中的任意一種氣體即可。從穿孔向切割過渡時，在停止供給氧化性氣體之前也可開始供給非氧化性氣體。采用這種結構，可根據電極及被切割材料的材質選擇穿孔時及切斷時的等離子氣體組成，因此，可以選定更為合適的切割條件。例如，穿孔時的等離子氣體使用氧化性氣體，穿孔時可獲得氧化反應熱。這樣，可以縮短穿孔時間。在向切割過渡之前，開始供給非氧化性氣體，這樣，可以減小過渡時的氣體壓力波動，使等離子弧穩定。本專利技術的等離子切割裝置，具有向電極周圍供給等離子氣體的等離子氣體供給機構，以及把上述等離子氣體作為等離子弧進行噴射的噴嘴，利用上述等離子弧來切斷被切割材料。這種等離子切割裝置的等離子氣體供給機構具有在穿孔時供給第一等離子氣體的第一等離子氣體供給機構；在切割時供給第二等離子氣體的第二等離子氣體供給機構；在穿孔或切斷時，對第一等離子氣體供給機構和第二等離子氣體供給機構進行選擇轉換的切換機構。另外，第一等離子氣體最好采用氧化性氣體，第二等離子氣體最好采用非氧化性氣體。切換機構也可這樣設定，即從穿孔向切斷過渡時，在停止供給氧化性氣體之前開始供給非氧化性氣體。與上述本專利技術的等離子切割方法一樣，這種結構可以選擇更合適的切割條件，而且在穿孔時使用氧化性氣體的情況下，利用氧化反應熱可以縮短穿孔時間，又因切換機構可以像上述那樣進行設定，所以，可使過渡時的氣壓波動減小，使等離子弧穩定。附圖的簡要說明附圖說明圖1是本專利技術實施例的時間流程，(a)為第一及第二實施例共用的等離子起動指令；(b)為第一實施例，(b1)表示氧化性氣體用開關閥的驅動，(b2)表示非氧化性氣體用開關閥的驅動；(c)為第二實施例，(c1)表示氧化性氣體用開關閥的驅動，(c2)表示非氧化性氣體用開關閥的驅動；圖2是實施例的等離子切割機的概要說明圖；圖3是表示第一實施例的試驗成績的曲線圖；圖4是利用現有技術的一般性穿孔起動的說明圖。下面按照附圖詳細說明本專利技術的等離子切割方法及其裝置的理想實施例。圖2是采用本專利技術等離子切割機的樣機，等離子吹管4的中心部電極1與外周部的噴嘴2之間具有等離子氣體7的通路10。通路10是兩個通路8、9的合流通路，其中通路8具有開關閥(切換機構)13和流量控制閥12，并與氮氣N2的供給源11相連接。通路9具有開關閥(切換機構)16及流量控制閥15，并與氧氣O2的供給源14相連接。氧氣O2的供給源14與流量控制閥15為第一等離子氣體供給機構，氮氣N2的供給源11和流量控制閥12為第二等離子氣體供給機構。這些等離子氣體供給機構至少要具有所規定氣體的供給源。另外，流量控制閥12、15也可以是壓力調節閥。上述開關閥13、16和流量控制閥12、15的安裝順序也可顛倒，開關閥和流量控制閥也可以是一體型的。在本實施例中，作為第一等離子氣體的一例，是使用氧氣O2，作為第二等離子氣的一例是用氮氣N2。電極1連接在電源17的陰極上，被切割材料6連接在陽極上。在電源17的陽極一側，設有電流檢測器18。電流檢測器18、流量控制閥12、15及開關閥13、16連接在控制裝置19上。參照圖1之(a)、(b)說明上述樣機的第一實施例。根據控制裝置19發出的等離子起動指令A，開關閥16打開，并調整流量控制閥15的開度。這樣，少量的氧氣O2便作為等離子氣體7而流向等離子吹管4，并進行穿孔。接著，由控制裝置19發出切割開始的指令B，則開關閥16關閉，停止供給氧氣O2，同時打開開關閥13，并調整流量控制閥12的開度。這樣，大量的氮氣N2便作為等離子氣體7流向等離子吹管4，利用等離子弧5進行切割。此外，發出切割開始指令B的時間可用計時器這樣進行計算，即從電流檢測器18檢測出等離子弧形成時產生的電流時開始計算，也可以用計時器從上述等離子起動指令A發出時開始計算。該第一實施例的試驗數據示于圖3。試驗是使用電流為300A、氧氣O2及氮氣N2的氣體壓力為6kg/cm2的上述樣機，穿孔高度為15mm，研究對每一種厚度的被切割材料6(不銹鋼)進行穿孔所需要的時間。在該圖中，以板厚(mm)為橫座標，穿孔時間(秒)為縱座標。從該圖可以看出，以第一實施例為例，使用氧氣O2時比使用氮氣N2時的穿孔時間短。因此，附著在等離子吹管4上的渣3(參照圖2)少。而且，使用氮氣N2時板厚超過35mm就不能穿孔，而使用氧氣O2時，板厚超過40mm也可穿孔。上述第一實施例具有如下作用及效果(1)切割時，由于是使用經過最佳選擇的非氧化性氣體，所以切割產品的切斷部位附著的渣少，切斷面很干凈，而且電極消耗也少。(2)穿孔時，由于是使用氧化性氣體，所以利用氧化反應熱可縮短穿孔時間。而且，由于穿孔時間縮短，所以等離子吹管上附著的渣少，這樣，便可防止等離子吹管產生雙弧現象，可延長等離子吹管的壽命。(3)由于可穿孔的板厚可以增大，前工序(該工序是指進行預鉆孔的穿孔作業)可使能穿孔的板厚范圍擴大。下面就第二實施例進行說明。在本實施例中，進行圖1的(a)及(c)所示的操作，即在控制裝置19發出切割開始指令B的稍前時刻發出動作指令B1。根據該動作指令B1，打開開關閥13，并調整流量調整閥12，于是氮氣N2流動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等離子切割方法，該方法是一面向電極（１）周圍供等離子氣體（７）、一面從噴嘴（２）噴射等離子弧（５）來切斷被切割材料（６），其特征在于，在穿孔時及切割時，改變向電極周圍供給的等離子氣體（７）的組成而對所述被切割材料（６）進行切割。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：齊尾克男，長谷川雅彥，
申請(專利權)人：株式會社小松制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]