[发明专利]用于等离子电弧焊炬的高电流电极

说明书

相关申请的交叉引用

本发明申请要求2011年2月28日提交的题为“PLASMA ARC TORCH HAVING IMPROVED CONSUMABLES LIFE”的美国临时申请序列No.61/447,560的优先权。上述申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及等离子电弧焊炬，更具体地涉及用于等离子电弧焊炬的电极及其制造方法。

背景技术

在这部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息并且不可构成现有技术。

等离子电弧焊炬，也称为电弧焊炬，通常用于通过使由电离的气体颗粒组成的高能量等离子流朝向工件来切割、标记、刨削和焊接金属工件。在典型的等离子电弧焊炬中，被电离的气体被提供至焊炬的远端并且在通过等离子电弧焊炬的喷嘴（tip）中的孔口或管口（nozzle）离开之前流经电极。电极具有相对的负电势并且作为阴极进行操作。相反地，焊炬喷嘴构成相对的正电势并且在引导过程中作为阳极进行操作。而且，电极与喷嘴处于间隔开的关系，从而在焊炬的远端处产生间隙。在操作中，在电极和喷嘴之间的常常称为等离子电弧腔的间隙中产生引导电弧，其中引导电弧加热和电离气体。电离的气体被喷出焊炬并且表现为离开喷嘴向远端延伸的等离子流。随着焊炬的远端向靠近工件的位置移动，在通过电源激活的开关电路的帮助下，电弧从焊炬喷嘴跳转或转移至工件。因此，工件充当阳极，以及等离子电弧焊炬在“转移电弧”的模式下工作。

由于高电流/功率和高操作温度，等离子电弧焊炬的耗材，诸如电极和喷嘴，易于磨损。在启动引导电弧和产生等离子流之后，电极和喷嘴在等离子电弧焊炬的整个操作中经受由等离子流引起的高热量以及磨损。在等离子切割领域中一直需要改进的耗材和操作等离子电弧焊炬的方法以提高耗材的寿命，从而增加操作时间并且降低成本。

发明内容

用于等离子电弧焊炬的电极包括限定了近端部分、远端部分和设置在远端部分处的远端面的导电体。多个发射插入物延伸穿过远端面并延伸到远端部分中，其中发射插入物具有靠近远端面设置的远端部分以及相对于远端部分成角度地从远端部分径向且向外延伸的近端部分。

在另一种形式中，用于等离子电弧焊炬的电极包括限定了近端部分和远端部分以及设置在远端部分处的远端面的导电体。至少一个发射插入物延伸穿过远端面并延伸到远端部分中，其中发射插入物具有靠近远端面设置的远端部分和相对于远端部分成角度地从远端部分径向向外延伸的近端部分。

在又一种形式中，用于等离子电弧焊炬的电极包括限定了中央腔和远端面的导电体、从远端面延伸到中央腔中的中央突起部以及设置在中央突起部内的至少一个发射插入物。至少一个发射插入物具有靠近远端面设置的远端部分和相对于远端部分成角度地从远端部分径向向外延伸的近端部分。

在另一种形式中，用于等离子电弧焊炬的电极包括限定了中央腔和远端面的导电体、从远端面延伸到中央腔中的中央突起部、设置在中央突起部中的多个发射插入物以及延伸到远端面并且至少部分地延伸到发射插入物中的浅凹，所述浅凹关于导电体的中心线同中心地定位。发射插入物具有靠近远端面设置的远端部分和相对于远端部分成角度地从远端部分径向向外延伸的近端部分。

其他方面的实用性将从本文提供的描述中变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在为了说明的目的并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅为了说明的目的且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1为根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的立体图；

图2为根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的分解立体图；

图3为沿着图1的A-A线所取的根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的分解截面图；

图4为图3的等离子电弧焊炬的焊炬头的截面图；

图5为根据本公开的原理构造的等离子电弧焊炬的耗材筒的立体图；

图6为根据本公开的原理的耗材筒的沿图5的B-B线的截面图；

图7为根据本公开的原理构造的电极的立体图；

图8为根据本公开的原理构造的电极的立体截面图；

图9为根据本公开的原理构造的包括交叠的发射插入物的电极的端视图；

图10为根据本公开的原理构造的替代形式的电极的立体图；

图11A至11D为根据本公开的原理构造的多种形式的电极的视图；

图12为喷嘴的截面示意图，示出了喷嘴中央孔口和喷嘴埋头孔的直径；