[发明专利]用于通过相同耗材组对工件进行打标和切割的方法及等离子电弧焊炬系统

权利要求书

1.一种操作等离子电弧焊炬以在不必改变所述焊炬的任何耗材的情况下有选择地切割金属工件及在所述金属工件的表面上进行打标的方法，包括步骤：

(1)提供等离子电弧焊炬，所述焊炬包括：

(a)焊炬本体，所述焊炬本体限定有纵向轴线；

(b)电极，所述电极沿着所述纵向轴线安装到所述焊炬本体上并且限定有前部排放端，所述前部排放端支承能够操作用于发射电弧的发射元件；

(c)等离子喷嘴，所述等离子喷嘴安装在所述焊炬本体上以覆盖所述电极的所述前部排放端并且由此限定出它们之间的等离子空腔，所述等离子喷嘴包括前壁，所述前壁具有延伸穿过其中且沿着所述纵向轴线与所述电极对准的等离子喷嘴口，使得从所述发射元件发射的电弧能够与等离子气体流一起穿过所述等离子喷嘴口；

(d)液体喷射防护杯状物，所述液体喷射防护杯状物安装到所述焊炬本体上以便以间隔开的关系覆盖所述等离子喷嘴的所述前壁并且限定出在所述液体喷射防护杯状物与所述等离子喷嘴之间的环形液体腔，所述液体喷射防护杯状物包括前壁，所述前壁具有延伸穿过其中且沿着所述纵向轴线与所述电极对准的轴向液体喷射口，使得从所述等离子喷嘴口发出的所述电弧及等离子气体流穿过所述轴向液体喷射口并且朝向与所述液体喷射防护杯状物的所述前壁相邻的工件行进，所述液体喷射防护杯状物和所述等离子喷嘴构造为且布置为协作地限定出切向液体喷射口，所述切向液体喷射口通常为环形且共轴环绕从所述等离子喷嘴的所述等离子喷嘴口发出的所述电弧及等离子气体流，并且将液体从所述环形液体腔切向向内地喷射到所述电弧及等离子气体流中并且随后穿过所述轴向液体喷射口朝向所述工件行进； 

(e)等离子气体通道，所述等离子气体通道延伸穿过所述焊炬本体并且到达所述等离子空腔；以及

(f)液体喷射通道，所述液体喷射通道延伸穿过所述焊炬本体并且到达所述环形液体腔；

(2)通过如下过程对工件进行打标：将等离子打标气体输送至所述等离子气体通道并且由此到达所述等离子空腔，将液体输送至所述液体喷射通道并且由此到达所述环形液体腔，并且将适于对所述工件进行等离子打标的相对较低功率水平的电力输送至所述电极，使得相对较低电流的电弧与等离子打标气体流和所述液体一起被远离所述轴向液体喷射口引向所述工件；以及

(3)通过如下过程切割所述工件或另一工件：将等离子切割气体输送至所述等离子气体通道并且由此到达所述等离子空腔，将液体输送至所述液体喷射通道并且由此到达所述环形液体腔，并且将适于对所述工件进行等离子切割的相对较高功率水平的电力输送至所述电极，使得相对较高电流的电弧与等离子切割气体流和所述液体一起被远离所述轴向液体喷射口引向所述工件。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)和(3)分别包括将第一组成的气体输送至所述等离子气体通道用于打标和将第二组成的气体输送至所述等离子气体通道用于切割，其中所述第二组成不同于所述第一组成。

3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)包括将不大于50安培的电流输送至所述电极用于打标，而步骤(3)包括将比步骤(2)中使用的电流大的电流输送至所述电极用于切割。

4.如权利要求1所述的方法，其中，借助所述等离子喷嘴和所述液体喷射防护杯状物的构造，通过所述切向液体喷射口将液体沿着与所述纵向轴线基本垂直的方向向内喷射到所述电弧及等离子气体流中。

5.如权利要求1所述的方法，其中，借助所述等离子喷嘴和所述液体喷射防护杯状物的构造，通过所述切向液体喷射口将液体沿着与所述纵向轴线倾斜的方向向内喷射到所述电弧及等离子气体流中，以形成 向内指向的喷射液体的圆锥。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述圆锥具有大约1°到80°的半角。

7.如权利要求1所述的方法，其中，以被调节的体积流率将液体输送至所述液体喷射通道。