[发明专利]在降低的电流和气压水平下操作等离子体电弧处理系统及相关的系统和方法

说明书

在一些方面中，用于在低操作电流模式下控制等离子体切割系统的等离子体炬中的等离子体电弧的方法可以包括：由等离子体电源内的计算设备来接收用来使等离子体处理操作开始的命令（102）；生成用来在等离子体炬内生成导引电弧的导引电弧命令，该导引电弧命令的生成包括将电信号和气流引导到等离子体炬，该电信号被配置成在具有第一电弧安培数大小的电流下生成导引电弧（104）；以及生成用来促进从导引电弧到操作等离子体电弧的转变的操作电弧命令，该操作电弧命令的生成包括将引导到等离子体炬的电流调整到低于第一电弧安培数大小的第二电弧安培数大小（106）。

相关申请

本申请要求于2016年8月26日提交的题为“Gas Systems and Low Amperage Control”的美国临时专利申请序号62/380,208的权益，其内容特此通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及等离子体电弧处理系统，并且更具体地涉及以降低的电流和气压水平操作等离子体电弧处理系统以及相关的系统和方法。

背景技术

等离子体切割和等离子体气刨（gouging）是用于从工件快速去除大量材料的技术。在其中希望精确或受控地去除材料的应用中，等离子体操作可能缺乏用来在不损坏或破坏其他部件的情况下去除材料的必要的控制和/或技巧。例如，在汽车维修行业中，去除点焊可能是一项费力的工作。去除点焊的目的通常是去除顶部表面或层上的焊接而不损坏或切穿基底或底层金属。点焊在一起的金属通常是薄规材料，诸如软钢、高强度钢、不锈钢或铝。

目前，用于点焊去除的一种常见的方法是使用特殊的钢硬化钻头来钻出或铣出每个点焊。这些钻头可能非常昂贵，并且通常不会持续超过几个点焊去除，特别是在新车辆中使用的硬的高强度钢上。例如，好的点焊去除钻头可花费约80美元，并且对于软钢来说具有仅为30-40点焊的可用寿命且对于高强度钢来说具有1-2点焊的可用寿命。此外，此钻孔/铣削工艺可能是非常劳动和时间密集型的。

发明内容

在一些方面，用于在低操作电流模式下控制等离子体切割系统的等离子体炬中的等离子体电弧的计算机实现的方法可以包括：由设置在等离子体电源内的计算设备来接收用来使等离子体处理操作开始的命令；使用计算设备来生成用来在等离子体炬内生成导引电弧的导引电弧命令，该导引电弧命令的生成包括将电信号和气流引导到等离子体炬，该电信号被配置成在具有第一电弧安培数大小的电流下生成导引电弧；以及使用计算设备来生成用来促进从导引电弧到操作等离子体电弧的转变的操作电弧命令，该操作电弧命令的生成包括将引导到等离子体炬的电流调整到低于第一电弧安培数大小的第二电弧安培数大小。

实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施例中，操作等离子体电弧包括气刨电弧。在一些实施例中，第一电弧安培数大小具有小于约20A的值。在一些实施例中，第二电弧安培数大小具有小于约15A的值。在一些实施例中，第二电弧安培数大小比第一电弧安培数大小更低至少约25％。在一些实施例中，生成操作电弧命令包括响应于电弧安培数大小的变化来修改等离子体切割系统的电感器的开关频率。在一些情况下，所述修改包括随着电弧安培数大小减小而收紧控制带宽。

在一些实施例中，该计算设备以逐渐的方式来调整电弧安培数大小。在一些情况下，生成操作电弧命令包括随着电弧安培数大小减小而增加系统总线电压。在一些实施例中，方法还包括基于从导引电弧到操作等离子体电弧的转变来调整到等离子体炬的气流的压强（pressure）。在一些情况下，调整压强包括调整压强以使得充气（plenum）压强变得小于约25PSI。例如，调整压强包括调整压强以使得充气压强变得小于约10PSI。

在一些实施例中，所述等离子体炬是气冷的。