[发明专利]一种等离子弧割炬

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及弧割炬技术领域，特别是涉及一种等离子弧割炬。

背景技术

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种等离子弧割炬。

本发明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。