[发明专利]用于等离子切割工件的组件和方法

说明书

本发明涉及一种用于等离子切割工件的组件和方法，所述组件具有至少两个等离子燃烧器，所述等离子燃烧器在加工工件期间相继地且相互间隔地相对于其运动方向/送刀轴方向被布置；且所述等离子燃烧器可以以相同的驱动方式被驱动。所述等离子燃烧器也可被这样地驱动，使得所述等离子燃烧器在切割工件的绝大部分时间期间以直接驱动方式或主要直接驱动方式被驱动，且至少一个第二等离子燃烧器(2b；2c)以间接驱动方式或主要间接驱动方式被驱动。

技术领域

本发明涉及一种用于等离子切割工件的组件和方法。

背景技术

热高温导电气体被称为等离子，其由正离子和负离子、电子以及受激励的和中性的原子和分子构成。

不同的气体可用作为等离子气体，例如单原子的氩气和/或双原子的气体(氢气、氮气、氧气)、或空气。所述气体通过等离子电弧离子化和分解。

等离子射流在其参数方面可通过喷嘴和电极的设计而受到强烈影响。等离子射流的参数例如是气体的射流直径、温度、能量密度和流速。

对于等离子切割，等离子通过可气体冷却或水冷却的喷嘴成束。其中，喷嘴具有喷嘴孔，等离子射流流动通过该喷嘴孔。由此可以实现达2×10⁶W/cm²的能量密度。在等离子射流中出现达30,000℃的温度，其结合气体的高流速实现在所有导电工件上的非常高的切割速度。

当前，等离子切割是一种切割导电工件的开创的方法，其中，根据切割目的而使用不同的气体和气体混合物。

对于该方法，工件通过高能量密度在小空间上经受高温。在该步骤之后，切割面的特征在于硬化，其高于工件的初始硬度。

对于非合金钢(结构钢)S235JR的工件，根据EN10025，基础硬度根据依据维氏硬度的测量方法在200(HV10)之下。DIN1090-2从2011年8月允许该钢种类具有380(HV10)的最大硬化程度。然而，在切割之后，硬度超过400(HV10)，而由此硬度太高。

这对于后续的加工步骤，例如焊接、去棱角或涂层可能是不利的。因此，在焊接时可能导致形成气孔，在去棱角时可能导致裂纹，或在涂层时可能导致层的附着变差。

减小该硬化的一个解决方案可以是对工件进行预加热和后加热，例如通过火焰方法(气体加热)。这是非常昂贵的，且持续时间很长，且成本很高，伴随生产率损失。而这对于等离子切割是不利的，通过等离子切割至50mm的厚度的非合金钢和低合金钢，可快于通过火焰切割来分开。对于直至该板厚，针对等离子切割的典型的切割速度超过1m/min。

当额外地在工件的上侧与切割面之间形成边缘锋利的边缘时，涂层是特别有问题的。对于现代等离子切割方法，特别对于具有改善的成束的方法，根据DVS规则2107，切割面通过根据DIN EN ISO 9013的很小的垂直度和倾斜公差以及通过很小的粗糙度而实现。然而，该好的结果通常也伴随边缘锋利的过渡部。在此，为了更好的涂层附着，边缘的去棱角或至少一次“折断”是有利的。

使用传统的等离子切割燃烧器可形成去棱角的边缘，然而这导致更大的垂直度和倾斜公差，且由此导致更差的切割质量。针对硬化的值同样过高。

发明内容

本发明的目的在于，在等离子切割时减小切割面硬化程度，且在此也保持切割面的尽可能好的质量，特别地，保持小的垂直度和倾斜公差。当可能时，工件上侧面与切割面之间的上边缘应被断开地去棱角，使得其不再是边缘锋利的。

同时，应保持等离子切割的生产率，特别地，应保持切割速度，且根据可能性而不需要额外对工件进行预加工和后加工。