專利名稱：反極性多電極等離子體切割炬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于等離子體切割炬設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種反極性多電極等離 子體切割炬。
背景技術(shù)：
己有的等離子體切割炬由一個陰極和一個噴口組成。工作時陰極接電源負
極，被切割金屬接電源iE極，從而形成電弧放電。經(jīng)由陰極和噴口之間引入的工 作氣體在噴口通道中被高度壓縮的高密度電弧加熱，從而形成具有極高溫度和速
度的等離子體射流，將被切割金屬迅速熔化并吹走，形成切割縫。這種等離子體 切割炬有兩個根本的缺陷，其一為，在極高溫度下受等離子體中離子轟擊引起的
濺射大大加大了陰極的損耗，減少其壽命；其二為，用小孔噴口壓縮電弧，在噴
口兩端之間形成高電u、:，這是在噴口通道內(nèi)形成高溫高速等離子體射流的主要機 制。越小的噴口，越長的通道就會產(chǎn)生更高的電壓和歐姆加熱功率，形成溫度更 高速度更快的等離子體射流。但在單噴口情況下，過高的電壓會在噴口通道中形 成串聯(lián)放電，即電弧電流不從孔中心流過，而是被噴口短路。這樣不僅不能形成 高溫高速等離子體射流而且噴口會很快燒毀。這種機制限制了進一步提高已有的 等離子體炬的切割能力。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型涉及一種反極性、雙壓縮通道電極的等離子體切割炬，其特征是
以一水冷紫銅作為切割炬的陽極(2)，在水冷紫銅陽極(2)下面同軸地安排一 個漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)，在漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)的底端有兩個相 互絕緣的、同軸安排的、兩者中間有二次進氣分配環(huán)(5)的壓縮通道電極(4,6)。
本實用新型的目的在于提供一種電極壽命長、工作電壓高、電弧壓縮效應(yīng)強、 切割能力強的等離子體切割炬。
本實用新型在如下-個方面做出發(fā)明一、 與已有等離子休切割炬內(nèi)安置陰極不同，本實用新型的等離子體切割炬內(nèi)安置的是水冷紫銅陽極(2)，水冷紫銅陽極的中心軸與兩壓縮通道電極(4,6)的中心軸重合，電源正極與陽極相接，被切割工件與電源負極相接。這一發(fā)明解決了已有等離子體切割炬的陰極壽命短的問題，因為直流電弧放電中陰極遭受離子的強烈轟擊形成濺射，而且電弧的陰極弧根通常屬于收縮型斑點，面積非常小，能在瞬間達到陰極的熱功率，所以陰極壽命很短，只有數(shù)小時之久。當?shù)入x子體切割炬內(nèi)設(shè)置成陽極時，直流電弧放電過程中只有電子到達陽極，不會產(chǎn)生濺射過程，而且電弧的陽極弧根通常屬于擴展型斑點，傳到陽極的熱功率密度比傳到陰極的要小2 3個量級，閎此在良好的陽極冷卻條件下，陽極壽命是大大超過陰極壽命。因此本實用新型中等離子體切割炬內(nèi)電極設(shè)計成陽極。
二、 本實用新型的等離子體切割炬設(shè)計了兩個壓縮通道電極(4,6)。這一發(fā)明解決了已有等離子體切割炬在提高工作電壓時在噴口處形成串聯(lián)放電從而嚴重損壞切割炬的缺點，閃為同樣通道長度時，單電極時在電極長度上的電壓降是雙電極時電極長度上電壓降的兩倍，電極長度上的電壓降超過等離子體電弧周圍冷氣流的擊穿電壓時，在噴口處就會形成串聯(lián)放電。因此雙壓縮通道電極的結(jié)構(gòu)有效避免了提高切割電i[i時噴口處串聯(lián)放電的產(chǎn)生，提高了等離子體切割炬的切割電壓和切割能力。
三、 本實用新型的等離子體切割炬中，在第一壓縮通道電極(4)和水冷紫銅陽極(2)之間設(shè)計了一個漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)，其作用有兩個:. 一是在陽極表面前形成寬束弧柱，降低到達陽極表面的熱功率密度，從而減輕陽極表面受到的熱燒蝕作用，延長了陽極的壽命；二是從陽極周圍進入的工作氣體在到達第一壓縮通道前被進行預(yù)加熱，使其后在壓縮通道內(nèi)的加熱更為有效。
本實用新型采用上述點發(fā)明后，在相同等離子體切割炬工作電流情況下，提高工作電壓近一倍，相應(yīng)的等離子體切割炬的加熱功率提高大約一倍，從而能獲得溫度更高速度更快，因而切割能力更強的等離子體射流，同時還大大延長等離子體切割炬的電極壽命。

圖1是反極性多電極等離子體切割炬結(jié)構(gòu)示意圖中標號l是工作氣體進氣分配環(huán)，2是水冷紫銅陽極，3是漸縮型的錐形預(yù)加熱室，4是第一壓縮通道電極，5是二次進氣分配環(huán)，6是第二壓縮通道電極，7是工作氣體進氣旋氣環(huán)，8是二次進氣旋氣環(huán)。
具體實施方式
具體的實施步驟是如下
1、 氣體在高氣壓的作用下進入等離子體切割炬內(nèi)，經(jīng)工作氣體進氣旋氣環(huán)
(7)和二次進氣旋氣環(huán)(8)后旋轉(zhuǎn)進入；
2、 旋轉(zhuǎn)氣體經(jīng)過工作氣體進氣分配環(huán)(1)和二次氣體分配環(huán)(5)后均勻、高速旋轉(zhuǎn)進入；
3、 在等離子體切割炬工作電源的作用下，工作氣體和二次進氣分別逐次在水冷陽極(2)和第一壓縮通道電極(4)以及第二壓縮通道電極(6)之間被擊穿形成電弧，并最終在水冷陽極和被切割工作之間形成穩(wěn)定的直流電弧，第一壓縮通道電極(4)和第二壓縮通道電極(6)對電弧起壓縮作用，形成穩(wěn)定的直流電弧后，新進入的氣體在漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)內(nèi)被預(yù)加熱，進入):l、:縮通道電極(4， 6)后被直流電弧高效率壓縮加熱形成高溫高速的等離子體射流，最終實現(xiàn)對被切割工作的高質(zhì)量切割。
權(quán)利要求1. 本實用新型涉及一種反極性、雙壓縮通道電極的等離子體切割炬，其特征是以一水冷紫銅作為切割炬的陽極(2)，在水冷紫銅陽極(2)下面同軸地安排一個漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)，在漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)的底端有兩個相互絕緣的、同軸安排的、兩者中間有二次進氣分配環(huán)(5)的壓縮通道電極(4，6)。
專利摘要本實用新型涉及一種反極性、雙壓縮通道電極的等離子體切割炬，其特征是以一水冷紫銅作為切割炬的陽極(2)，在水冷紫銅陽極(2)下面同軸地安排一個漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)，在漸縮型的錐形預(yù)加熱室(3)的底端有兩個相互絕緣的、同軸安排的、兩者中間有二次進氣分配環(huán)(5)的壓縮通道電極(4，6)。本實用新型解決的技術(shù)問題有兩個，一是有效延長電極的壽命，二是有效提高工作氣體的加熱效率和切割炬的功率。
文檔編號B23K10/00GK201304541SQ200820150518
公開日2009年9月9日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者周前紅, 張俊亭, 郭少峰, 郭文康, 平 須 申請人:上海尤仕力等離子體科技有限公司