專利名稱：等離子切割機(jī)用電極頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及等離子切割機(jī)加工工藝領(lǐng)域，更特別是有關(guān)于一種等離子切割機(jī)用電極頭。
技術(shù)背景 等離子切割機(jī)是借助等離子切割技術(shù)對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的機(jī)械。等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部分或局部熔化(和蒸發(fā))，并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法，一般用于切割難以切割的金屬，尤其是對(duì)于有色金屬(例如不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳)切割效果更佳，其主要優(yōu)點(diǎn)在于切割厚度不大金屬的時(shí)候，等離子切割速度快，尤其在切割普通碳素鋼薄板時(shí)，速度可達(dá)氧切割法的 5 6倍，且切割面光潔、熱變形小，幾乎沒(méi)有熱影響區(qū)，故現(xiàn)階段已成為金屬加工業(yè)對(duì)金屬材料進(jìn)行切割加工的首選。此外，電極頭對(duì)等離子弧的切割特性以及切割品質(zhì)、速度有極明顯的影響，而電極頭一般是由套管，承載體及電極所構(gòu)成。現(xiàn)有技術(shù)中，電極頭之間的連接方式大多由干涉配合(或稱過(guò)盈配合)達(dá)到連接之方式。但干涉配對(duì)制作精度要求高的電極頭、加工或裝拆都比較困難。干涉配合的裝配法一般來(lái)說(shuō)有三種(1)壓入法可用錘子加墊塊敲擊壓入或用壓力機(jī)壓入，如此雖可達(dá)到緊密配合的目的，但所需額外的夾治具設(shè)備夾持。當(dāng)工件的尺寸較小時(shí)，夾治具的設(shè)置與夾持不易， 便無(wú)法施工。且因瞬間壓入力量過(guò)大導(dǎo)致夾具設(shè)備時(shí)常無(wú)法事實(shí)緊密夾持，產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)不易、 制作不便的缺點(diǎn)此外，以等離子切割機(jī)的構(gòu)件組成為例，瞬間壓入力量極大，因此的壓入配合容易造成電極頭變形或損壞，導(dǎo)致無(wú)法高精度、高準(zhǔn)確度的將電極插入套管中，造成經(jīng)常性的制造廢品，導(dǎo)致成本上的負(fù)擔(dān)，較為不符經(jīng)濟(jì)效益。(2)熱脹法利用物體熱脹冷縮的原理，將套管加熱使其中的孔徑增大，然后將軸狀的電極裝入孔中。其常用的加熱方法是把套管放入熱水中(80°C 100°C)或熱油 (90°C 320°C )中進(jìn)行。(3)冷縮法利用物體熱脹冷縮的原理，將軸狀的電極進(jìn)行冷卻，待電極縮小后再把電極裝入套管的孔中。常用的冷卻方法是采用干冰和液態(tài)氮進(jìn)行冷卻。熱脹法及冷縮法用于電極頭組件的配合，不僅多加了一道作業(yè)程序，更繁復(fù)了整個(gè)加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)亦不方便。有鑒于此，如何針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)電極頭組件連接配合方法所存在的缺點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)改良，讓電極頭的各組件能緊密連接配合，并使連接配合程序更為簡(jiǎn)化，且避免不必要的損壞，實(shí)為相關(guān)業(yè)界所需努力研發(fā)的目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決前述現(xiàn)有技術(shù)不盡理想之處，本實(shí)用新型提供了一種等離子切割機(jī)用電極頭，包括有承載體、電極芯與硬焊結(jié)構(gòu)。承載體呈管狀，具有一個(gè)管壁、以及位于管壁兩端的封閉端與開(kāi)放端，封閉端更朝向承載體的內(nèi)部伸出一個(gè)凸出結(jié)構(gòu)，封閉端的中央由外朝向凸出結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成有一個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)，凸出結(jié)構(gòu)與管壁之間形成一個(gè)環(huán)狀溝；電極芯設(shè)置于凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且通過(guò)硬焊結(jié)構(gòu)固接至凹陷結(jié)構(gòu)。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，硬焊結(jié)構(gòu)的厚度介于0. 01毫米至5毫米。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，凹陷結(jié)構(gòu)為柱狀孔，電極芯為柱狀體。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，電極芯為鉿質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，電極芯為鋯質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，承載體為銅質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，承載體為銀質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其中，承載體的管壁與封閉端的連接部位的外側(cè)進(jìn)一步形成有一個(gè)環(huán)狀的導(dǎo)角結(jié)構(gòu)。因此，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種等離子切割機(jī)用電極頭，通過(guò)硬焊的技術(shù)手段，使電極芯通過(guò)硬焊結(jié)構(gòu)固接至承載體的凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的等離子切割機(jī)用電極頭制作時(shí)不需要過(guò)度的外力擠壓，且硬焊強(qiáng)度大于現(xiàn)有技術(shù)過(guò)盈配合的強(qiáng)度， 所以電極頭不易變形與毀損，應(yīng)力強(qiáng)度較佳。本實(shí)用新型的又一目的是提供一種等離子切割機(jī)用電極頭，通過(guò)硬焊的技術(shù)手段，其導(dǎo)電性較現(xiàn)有技術(shù)過(guò)盈配合的導(dǎo)電性更佳，能提高等離子切割機(jī)的切割效能。本實(shí)用新型的再一目的是提供一種等離子切割機(jī)用電極頭，是以鉿質(zhì)結(jié)構(gòu)或鋯質(zhì)結(jié)構(gòu)作為電極芯材料，放電效果與散熱效果均較現(xiàn)有技術(shù)為佳。

[0019]圖1是本實(shí)用新型所提出的等離子切割機(jī)用電極頭剖面分解圖。[0020]圖2是本實(shí)用新型所提出的等離子切割機(jī)用電極頭剖面圖。[0021]圖3是本實(shí)用新型所提出的等離子切割機(jī)用電極頭另一個(gè)剖面圖[0022]附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明[0023]等離子切割機(jī)用電極頭100[0024]承載體1[0025]管壁11[0026]封閉端12[0027]開(kāi)放端13[0028]凸出結(jié)構(gòu)14[0029]凹陷結(jié)構(gòu)15[0030]環(huán)狀溝16[0031]電極芯2[0032]硬焊結(jié)構(gòu)3[0033]硬焊結(jié)構(gòu)的厚度T[0034]導(dǎo)角結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
[0035]由于本實(shí)用新型公開(kāi)一種等離子切割機(jī)用電極頭， 其中所利用的等離子切割機(jī)相關(guān)原理及實(shí)施方法，已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所能明了，故以下文中的說(shuō)明，不再作完整描述。同時(shí)，以下文中所對(duì)照的附圖，意在表達(dá)與本實(shí)用新型特征有關(guān)的含義，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，在先聲明。電極頭必須具備高導(dǎo)電性，導(dǎo)電性愈高者，其操作效率愈高。等離子切割機(jī)用電極頭除了必須具備高導(dǎo)電性之外，亦需具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐高溫度、以及較高的電子發(fā)射率。如就金屬的導(dǎo)電性而言，銀最佳，其次依序?yàn)殂~、金、鋁。銀與金的導(dǎo)電性雖好極佳， 但是熔點(diǎn)太低，不耐高溫，受熱后容易軟化；而等離子切割機(jī)在操作時(shí)，電極頭的電極芯因?yàn)榉烹姰a(chǎn)生電弧，會(huì)發(fā)生高熱和高溫，因此銀與金并不適用于等離子切割機(jī)的電極芯。同時(shí)整個(gè)電極如果都使用銀，亦太昂貴，不符經(jīng)濟(jì)效益。因此，本實(shí)用新型首先提出一種新穎的等離子切割機(jī)用電極頭，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)去結(jié)合銅與銀、及其它高放電率的金屬，可兼顧高導(dǎo)電性、高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、高放電率，但可以適當(dāng)?shù)亟档筒牧铣杀荆袠O佳的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。首先，請(qǐng)參考圖1所示，為本實(shí)用新型所提出的較佳實(shí)施例，為一種等離子切割機(jī)用電極頭100，包括有承載體1、電極芯2、硬焊結(jié)構(gòu)3。承載體1以銅質(zhì)結(jié)構(gòu)或銀質(zhì)結(jié)構(gòu)的管狀結(jié)構(gòu)為較佳，銀是導(dǎo)電性最佳的金屬，其次為銅，但可視實(shí)際需求、使用其它導(dǎo)電性較佳的金屬材質(zhì)。承載體另外具有一個(gè)管壁11，以及位于管壁11兩端的封閉端12與開(kāi)放端 13，且封閉端12與開(kāi)放端13為相對(duì)的兩端，封閉端12更朝向承載體1的內(nèi)部伸出一個(gè)凸出結(jié)構(gòu)14，封閉端12的中央由外朝向凸出結(jié)構(gòu)14的內(nèi)部形成有一個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)15，凸出結(jié)構(gòu)14與管壁11之間形成一個(gè)環(huán)狀溝16，電極芯2設(shè)置于凹陷結(jié)構(gòu)15內(nèi)，且通過(guò)硬焊結(jié)構(gòu) 3固接至凹陷結(jié)構(gòu)15。請(qǐng)參考圖2，電極芯2以耐高溫、且放電率較高的金屬為佳，其中，鉿的熔點(diǎn)溫度將近2200°C，且在常溫時(shí)耐氧化，因此電極芯2以鉿質(zhì)結(jié)構(gòu)為優(yōu)選、其次為鋯質(zhì)結(jié)構(gòu)。在此較佳實(shí)施例中，重要的是，本實(shí)用新型通過(guò)硬焊的工藝，可以使硬焊結(jié)構(gòu)3具有較佳的抗高溫能力(相較于軟焊而言)，并且在焊接過(guò)程中不會(huì)傷害到被焊接的材料(相較于電弧焊而言)，因此硬焊為制作等離子切割機(jī)用電極頭的優(yōu)選工藝。同時(shí)，為了通過(guò)硬焊的工藝，使電極芯2固接于承載體1的凹陷結(jié)構(gòu)15內(nèi)，硬焊結(jié)構(gòu)3僅能由銀與銅所組成， 不能含有其它金屬材料，否則電極芯2便不能穩(wěn)穩(wěn)地固接于承載體1的凹陷結(jié)構(gòu)15內(nèi)；且硬焊結(jié)構(gòu)3以含有20% 80%的銀為較佳。較佳的實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖2所示，硬焊結(jié)構(gòu)3形成薄管狀，且硬焊結(jié)構(gòu)的厚度T以介于0. 01毫米至5毫米之間為較佳。硬焊結(jié)構(gòu)的厚度T的具體尺寸可以依照實(shí)際需求而作調(diào)整。此外，當(dāng)所述的凹陷結(jié)構(gòu)15為柱狀孔時(shí)，所述的電極芯2以為柱狀體為較佳，倘若要使本實(shí)用新型所提出的等離子切割機(jī)用電極頭100具有更佳的應(yīng)力強(qiáng)度，所述的凹陷結(jié)構(gòu)15以為均勻的圓柱孔為較佳，所述的電極芯2以為外徑均勻的圓柱體為較佳，當(dāng)然也可以采用其他的柱狀體結(jié)構(gòu)，例如三角柱、四方柱等。請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，為了進(jìn)一步可降低制作成本，凸出結(jié)構(gòu)14形成為一個(gè)外徑均勻的圓柱體為較佳，以便于車削制作。并且，所述的凸出結(jié)構(gòu)14與所述的管壁11之間形成一個(gè)環(huán)狀溝16，可供電極芯2操作放電而產(chǎn)生高溫時(shí)，冷卻液能夠的順利地在環(huán)狀溝16內(nèi)流動(dòng)以達(dá)到散熱的功效。由于等離子切割機(jī)用電極頭100需要有良好的導(dǎo)電作用，故等離子切割機(jī)用電極頭100中各個(gè)組件材料的選用顯得非常關(guān)鍵。在此較佳實(shí)施例中的等離子切割機(jī)用電極頭100，承載體1優(yōu)選使用銅質(zhì)結(jié)構(gòu)或銀質(zhì)結(jié)構(gòu)作為導(dǎo)電材料，其目的不僅較其它導(dǎo)電材料節(jié)省額外制作成本，且同時(shí)具有極佳的導(dǎo)電率；電極芯2則優(yōu)選使用鉿質(zhì)結(jié)構(gòu)，其次使用鋯質(zhì)結(jié)構(gòu)，其放電率較高，且硬度大，強(qiáng)度高，常溫下可有效避免受到強(qiáng)烈的氧化腐蝕，即使在反復(fù)電子發(fā)射的情況下也不會(huì)損壞電極頭，故可顯著地延長(zhǎng)等離子切割機(jī)用電極頭100的壽命。要特別說(shuō)明的是，「硬焊」根據(jù)焊料的差異，有銀焊、銅焊、鋁焊...等。其中以銀焊為佳，在此較佳實(shí)施例中，以使用銀焊為佳，且焊料中僅有銀和銅，更以含有20% 80%的銀為較佳。請(qǐng)參考圖3所示，承載體1的管壁11與封閉端12的連接部位的外側(cè)進(jìn)一步形成有一個(gè)環(huán)狀的導(dǎo)角結(jié)構(gòu)4。因此，通過(guò)承載體1上的導(dǎo)角結(jié)構(gòu)4，所述的等離子切割機(jī)用電極頭100可較一般不具導(dǎo)角結(jié)構(gòu)4的承載體1更便于放電作業(yè)的完成。重要的是，本實(shí)用新型公開(kāi)的等離子切割機(jī)用電極頭100，其中承載體1與電極芯 2兩者間的固接方式是以硬焊配合，所以制作時(shí)不需要像現(xiàn)有技術(shù)使用過(guò)盈配合般的過(guò)度外力擠壓，所以本實(shí)用新型的等離子切割機(jī)用電極頭100應(yīng)力較佳。并且，本實(shí)用新型使用硬焊配合所制造的等離子切割機(jī)用電極頭100的強(qiáng)度會(huì)大于使用現(xiàn)有技術(shù)過(guò)盈配合所制造的等離子切割機(jī)用電極頭強(qiáng)度，因此，可使等離子切割機(jī)用電極頭100的各個(gè)構(gòu)件能更堅(jiān)固緊密的連接配合。再者，使用硬焊配合不僅解決現(xiàn)有過(guò)盈配合技術(shù)的程序復(fù)雜，不需使用夾治具，因此制作更方便，更可以降低制造成本。以上所述僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，并非用以限定本實(shí)用新型申請(qǐng)專利權(quán)利； 同時(shí)以上的描述，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可明了與實(shí)施，因此其它未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于權(quán)利要求中。
權(quán)利要求1.一種等離子切割機(jī)用電極頭，包括有一個(gè)承載體(1)及一個(gè)電極芯O)，其特征在于所述等離子切割機(jī)用電極頭更包括一個(gè)硬焊結(jié)構(gòu)(3)；所述承載體(1)呈管狀，具有一個(gè)管壁(11)、以及位于所述管壁(11)兩端的一個(gè)封閉端(12)與一個(gè)開(kāi)放端(13)，所述封閉端(12)更朝向所述承載體(1)的內(nèi)部伸出一個(gè)凸出結(jié)構(gòu)(14)，所述封閉端(12)的中央由外朝向所述凸出結(jié)構(gòu)(14)的內(nèi)部形成有一個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)(15)，所述凸出結(jié)構(gòu)(14)與所述管壁(11)之間形成一個(gè)環(huán)狀溝(16)；所述電極芯(2)設(shè)置于所述凹陷結(jié)構(gòu)(15)內(nèi)，且通過(guò)所述硬焊結(jié)構(gòu)(3)固接至所述凹陷結(jié)構(gòu)(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述硬焊結(jié)構(gòu)的厚度 ⑴介于0.01毫米至5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述凹陷結(jié)構(gòu)(15)為柱狀孔，所述電極芯( 為柱狀體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述電極芯(2)為鉿質(zhì)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述電極芯O)為鋯質(zhì)結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述承載體(1)為銅質(zhì)結(jié)構(gòu)。
7 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述承載體(1)為銀質(zhì)結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割機(jī)用電極頭，其特征在于所述承載體(1)的所述管壁(U)與所述封閉端(1 的連接部位的外側(cè)進(jìn)一步形成有一個(gè)環(huán)狀的導(dǎo)角結(jié)構(gòu)(4)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種等離子切割機(jī)用電極頭，包括有承載體、電極芯與硬焊結(jié)構(gòu)。承載體呈管狀且具有管壁，以及位于管壁兩端的封閉端與開(kāi)放端，封閉端更朝向承載體的內(nèi)部伸出一個(gè)凸出結(jié)構(gòu)，封閉端的中央由外朝向凸出結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成有一個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)，凸出結(jié)構(gòu)與管壁之間形成有一個(gè)環(huán)狀溝。電極芯設(shè)置于凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且通過(guò)硬焊結(jié)構(gòu)固接至凹陷結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的等離子切割機(jī)用電極頭的強(qiáng)度與散熱效果較佳。
文檔編號(hào)B23K10/00GK201970004SQ20112004323
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
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