DK169455B1 - Indretning til lodning, svejsning eller plasmaskæring forsynet med en forsinkelsesindretning - Google Patents

Description

DK 169455 B1

Den foreliggende opfindelse angår en indretning til plasmasvejsning eller -skæring omfattende en fakkel, der tændes ved kortslutning og med mindst én fast elektrode og en bevægelig dyse, midler til tilførsel af en gas til med 5 høj strømningsshastighed at forsyne faklen med en plasmagen gas, samt en tilførsel af en elektrisk strøm til frembringelse, vedligeholdelse og afbrydelse af en plasmabue til svejsning eller skæring, hvor dysen er således monteret, at den kan forskydes i forhold til elektroden, indtil en ind-10 byrdes kontakt er opnået, idet forskydningen sker mod midler, som er indrettet til elastisk at bringe elektroden og dysen til en indbyrdes maksimal adskillelse svarende til normal drift.

Der kendes fra US-A-3 242 305 en plasmafakkel, i 15 hvilken elektroden og dysen køles ved hjælp af en væskestrøm, såsom vand. I denne fakkel er elektroden bevægelig i forhold til dysen og indrettet til elektrisk kontakt med dysen, når faklen ikke er i brug. Når en spænding tilføres faklen, sættes kølevæsken under tryk ved hjælp af en hydrau-20 lisk mekanisme, som bevirker sammentrykning af en fjeder og adskillelsen af elektroden og dysen, hvorved der skabes en elektrisk bue og iværksættes en indføring af plasmafremkaldende gas i faklen, når faklen aktiveres. I denne fakkel cirkulerer kølevæsken så længe der er strøm på systemet uaf-25 hængigt af gastilførslen.

I fransk patentskrift nr. 2 562 748 foreslås en fakkel, som omfatter en konstruktion, der er særlig velegnet til trækning af buen ved kortslutning mellem elektroden og dysen. Yderligere deltaljer ved denne initiering af buen ved 30 kortslutning kan opnås gennem fransk patentskrift nr. 2 556 549. Ved denne proces er elektroden og dysen monteret således, at de er aksialt bevægelige, indtil en indbyrdes kontakt opstår og mod virkningen af en elastisk kraft, der fører elektroden og dysen tilbage til en maksimal indbyrdes 35 adskillelse svarende til normal drift. Dysen er således frit forskydeligt monteret i faklens hus, således at den kommer i kontakt med elektroden, når faklen presses mod et emne. Ved at fjerne faklen fremkaldes en bue mellem elektroden og dy- DK 169455 B1 2 sen, hvorved det er muligt at etablere og vedligeholde en elektrisk bue mellem disse dele, idet buen overføres til det materialestykke, som skal skæres.

Når den elektriske bue afbrydes, fortsætter den plas-5 mafremkaldende gas med at blive indsprøjtet i faklen, så længe som systemet er strømførende. Dette muliggør en køling af faklen efter brugen.

Systemet er ikke særlig økonomisk, eftersom den plasmafremkaldende gas også indføres, når der ikke er nogen 10 elektrisk bue. Endvidere har det vist sig at være specielt besværligt at frembringe buen ved kortslutningen, eftersom der fordres stor kraft til opnåelse af dette. Hvis emnet, som skal skæres, er tyndt og rager ud over ud over sin understøtning, vil denne initiering af buen blive meget van-15 skelig.

Formålet med opfindelsen er at anvise en indretning, der muliggør en økonomisk anvendelse af den plasmafremkaldende gas som kølemiddel i stedet for en kølevæske.

Dette formål tilgodeses ved at indretningen er ejen-20 dommelig ved at omfatte forsinkelsesorganer, der dels er forbundet til den elektriske strømforsyning, dels til gasforsyningsmidlerne, idet forsinkelsesorganerne er indrettet til at reagere på afbrydelse af den elektriske bue, således at gastilførslen standses efter et forudbestemt tidsrum ef-25 ter afbrydelsen på en sådan måde, at der opnås en køling af faklen i tidsrummet.

Ved indretningen udnyttes den plasmadannende gas til at føre elektroden og dysen fra hinanden, efter at buen er kommet i stand, og gastilførslen fortsætter i et tilstrække-30 ligt tidsrum efter slukning af buen til at køle faklen.

I henhold til en særlig udformning omfatter forsinkelsesorganerne midler til regulering af det forudbestemte tidsrum. Fortrinsvis er indretningen ifølge opfindelsen således udformet, at gastilførselsmidlerne omfatter især en 35 elektromagnetisk ventil, hvis åbning eller lukning styrer tilførslen af plasmagen gas, hvor det elektriske kredsløb til styring af ventilen er forbundet med tilførslen af elektrisk strøm gennem forsinkelsesorganerne.

DK 169455 B1 3

En sådan løsning er fuldt tilfredsstillende, specielt når midler af fjedertype anvendes til at holde elektroden og dysen på indbyrdes afstand, således at kontakt på uønskede tidspunkter mellem disse undgås, når tilførslen af plasmagen 5 gas afbrydes efter forsinkelsesperioden.

Imidlertid når elektroden og dysen holdes på indbyrdes afstand ved hjælp af selve den plasmagene gas, idet denne presser dysen mod dens sæde i fakkellegemet, vil afbrydelsen af gastilførslen frembringe et nyt problem. Dysen, 1j0 som er bevægelig i faklen, kan fx på grund af faklens vægt forskydes i dens hulhed og tilfældigt indlede den buefremkaldende procedure uden en bevidst handling fra operatørens side.

Med henblik på samtidig at løse de to problemer omfat-15 ter ifølge opfindelsen midlerne til tilførsel af gas en anden elektromagnetisk ventil med to gennemstrømningsniveauer, hvis elektriske styringskredsløb er forbundet med den elektriske strømtilførsel, hvor det første gennemstrømningsniveau svarer til den fase, hvor buen frembringes og vedligeholdes, 20 og det andet niveau, som er lavere end det første, svarer til den fase, hvor buen er afbrudt, medens indretningen stadig er forsynet med strøm, idet det andet niveau har tilstrækkeligt tryk til at holde elektroden og dysen på afstand uanset hvilken stilling faklen anbringes i.

25 I henhold til denne anden udførelsesform for opfindel sen vil afbrydelse af plasmabuen sikre en passage fra normal gennemstrømning til lille gennemstrømning gennem den anden elektromagnetiske ventil, idet den lille gennemstrømning både køler elektroden og dysen og sikrer, at dysen ligger an mod 30 sit sæde i afstand fra elektroden.

Ifølge en modifikation af denne anden udførelsesform ifølge opfindelsen, hvilken modifikation især er anvendelig, hvor den anden, mindre gennemstrømning gennem den anden elektromagnetventil er utilstrækkelig til at sikre korrekt afkø-35 ling af elektrode og dyse, er indretningen udformet således, at der er indsat en forsinkelsesindretning mellem styrekredsen for den anden elektromagnetventil og den elektriske strømforsyning, idet gastilførselsmidlerne stadig holdes åbne, når systemet er forsynet med strøm, således at der sikres en køling af faklen med den første gennemstrømning af gas gennem DK 169455 B1 4 den anden elektromagnetventil, når den elektriske bue afbrydes og vedligeholdelsen af mellemrummet mellem elektroden og dysen derefter vedligeholdes'ved hjælp af den anden gennemstrømning gennem den anden elektromagnetventil.

5 Ifølge en foretrukken udførelsesform i henhold til op findelsen anvendes der både en første elektromagnetventil uden forsinkelse og en anden elektromagnetventil med kalibreret gennemstrømning og forsynet med en forsinkelse/ idet de to ventiler forbindes i serie i tilførselsledningen for plas-10 magen gas mellem gasforsyningen og plasmafaklen.

Det bemærkes, at når der anvendes en tidsforsinkelse på den første elektromagnetiske ventil eller når den anden elektromagnetventil forsynes med forsinkelse, kan operatøren ønske at reaktivere faklen også i forsinkelsesperioden, under 15 hvilken gasstrømmen er identisk med den gasstrøm, som forekommer i faklen under svejsningen eller skæringen, Imidlertid er den kraft, som skal udøves på faklen for at fremkalde kortslutningen, meget større end når man starter uden gasgennemstrømning eller med lille gasgennemstrømning. Det har vist 20 sig at tændingen af faklen er meget vanskelig, især på en tynd plade, som er anbragt med frit udhæng.

Generelt opstår der to problemer ved anvendelsen af en sådan type fakkel efter en foregående skæreoperation.

Når varigheden af skæreoperationen er kort eller når 25 operatøren møder vanskeligheder under korrekt start af faklen er der ikke sket nogen større forøgelse af temperaturen i faklen. Brugeren må derfor umiddelbart være i stand til igen at påbegynde en ny start af faklen og en ny skæreoperation om ønsket.

30 Når varigheden af den foregående skæreoperation omvendt er meget længere, er det sædvanligvis nødvendigt at køle faklen, inden en ny skæreoperation kan påbegyndes for at undgå ødelæggelse af faklen.

Med henblik på samtidig at løse de to problemer fore-35 slås der ifølge opfindelsen i henhold til en foretrukken udførelsesform to alternativer:

En første, i hvilken forsinkelsen har dobbelt varighed, nemlig en kort eller en eventuelt ingen varighed svarende til kort brug af faklen og den anden af lang varighed svarer til længere brug af faklen. De to varigheder bestemmes i over- DK 169455 B1 5 enssteirimelse med udstyret og dets anvendelse.

Den anden, i hvilken forsinkelsen varierer kontinuerligt som funktion af varigheden af brugen af faklen op til en maksimalværdi, der er uafhængig af denne varighed. For-5 trinsvis vil forsinkelsen have varigheden nul, når varigheden af den foregående skæreoperation er mindre end en forudbestemt værdi. Ud over en bestemt varighed i brugen af faklen vil forsinkelsen være en funktion af varigheden af den forudgående skæreoperation uden at blive i stand til at overskride 10 en maksimalværdi, der er bestemt eksperimentalt som funktion af opbygningen og materialerne i faklen. Denne maksimale varighed er den, som gør det muligt at bringe temperaturen i faklen tilbage til en værdi, som er af samme størrelsesorden som temperaturen af omgivelserne for den til faklen anvendte 15 gasforsyning. Funktionen, som definerer varigheden af forsinkelsen vil fortrinsvis være en funktion af eksponential type.

I de to forannævnte alternativer vil de tilsvarende elektriske kredsløb fortrinsvis anvende opladningen eller af-20 ladningen af en kondensator aktiveret ved starten af skæreoperationen, således at varigheden af forsinkelsen bestemmes. Midlerne, som kræves til gennemførelse af de to alternativer er dele af midlerne til regulering af den forudbestemte tidsperiode.

25 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, som viser udførelseseksempler for opfindelsen. På tegningen viser:

Fig. 1 et diagram af en indretning ifølge opfindelsen, fig. 2 et diagram af en modificeret indretning ifølge 30 opfindelsen, fig. 3 er en anden modifikation af indretningen ifølge opfindelsen med forsinkelsesorganer, som varierer forsinkelsen kontinuerligt som funktion af varigheden af den foregående skæreoperation, 35 fig. 4 en kurve, som illustrer virkemåden af udførel seseksemplet ifølge fig. 3 og fig. 5 et diagram af en tredie variant med en forsinkelse med dobbelt varighed.

DK 169455 B1 6

Fig. 1 viser en indretning ifølge opfindelsen som omfatter en fakkel 1 bestående af en elektrode 2 og en dyse 3, der forskydeligt er monteret i fakkelhuset 4 (med isolering i forhold til elektroden 1). Systemet omfatter desuden 5 midler til tilførsel af gas G.M. til faklen, elektrisk strømforsyning E.C.M. til faklen og en forsinkelsesindretning C.G.M., der dels er forbundet med gastilførselsmidlerne G.M. og dels til strømforsyningen E.C.M. for faklen. Faklen 1 er her vist i kort afstand fra et materialestykke 7, som skal svejses el-10 ler skæres. Den elektriske strømtilførsel til faklen 1 er en transformator 10, hvis primære vikling 11 gennem to ledninger 12 og 13 er forbundet til nettet 14 via en automatisk styret afbryder 15, som eventuelt også kan være placeret efter transformatoren 10. En sekundær vikling 16 strømføder en 15 ensretterbro 17, hvis negative terminal 18 er forbundet med elektroden 2 på faklen 1 gennem en ledning 19, medens en positiv terminal via en ledning 21 er forbundet til en terminal 22 på en induktionsspole 23, hvis anden terminal 24 via en ledning 25 er forbundet til arbejdsstykket 7, som skal forar-20 bejdes. En hjælpestyrekreds 30 omfatter en sikkerhedstransformator 31 med meget lav spænding, hvis primære vikling 32 gennem en manuel afbryder 34 er forbundet til nettet 14 ovenfor afbryderen 15. Parallelt med terminalerne på den sekundære vikling 33 på transformatoren 31 er: 25 en lampe 40, der indikerer strømforsyningen til hjælpe kredsen 30, et styrekredsløb 41 omfattende en styrespole 42 på hovedafbryderen 15 i serie med en relækontakt 43, en aktiveringsspole 44 på en elektromagnetventil V^, 30 forbundet i serie med en forsinkelsesindretning 86 af den pneumatisk elektromekaniske type (termoelement osv.) eller elektronisk type (monostabilt kredsløb trigged ved afbrydelse af buen). Denne enhed (44 og 86) danner forsinkelsesindretningen C.G.M. Forsinkelsesindretningen 86 er en ind-35 retning, som er tilsluttet, når dens styrespole 142 er aktiveret. Når spolen 142 ikke længere er aktiveret, afbryder indretningen 86 efter et forudbestemt tidsrum.

En terminal 45 på den sekundære vikling 33 af trans- DK 169455 B1 7 formeren 31 er også forbundet til materialestykket 7 gennem et kredsløb, som i serie omfatter en termokontakt 46, som åbnes, dersom der forekommer unormale stigninger i tempera-turen i viklingerne på hovedtransformatoren 10, en kontakt 5 47, som sluttes ved hjælp af gastrykket, hvilken afbryder er placeret i faklens gastilførsel, en aktiveringsspole 48, som er forbundet med en impedans 49 (kondensatoren 50 og modstanden 51 i parallel), idet spolen 48, når den aktiveres, styrer lukningen af kontakten 43, hvor samlingen er forbun-10 det gennem en diode 52 til terminalen 24 på induktionsspolen 23, medens den negative terminal 18 gennem en diode 53 er forbundet med den anden terminal på den sekundære vikling 33 af transformatoren 31. Endvidere er terminalen 22 på induktionsspolen 23 gennem en ledning 55 med en modstand 56 15 forbundet til terminalen 45 på den sekundære vikling 33 af transformatoren 31.

Den elektromagnetiske ventil V udgør med gastilførselsledningen (og den ikke viste hovedstopventil for gassen) gastilførselsmidlerne G.M.

20 Indretningen fungerer på følgende måde:

Operatøren slutter afbryderen 34 til hjælpekredsen 30 og åbner for hovedventilen for den plasmagene gas, hvilket tillige sikrer energitilførsel til lavspændingstransformeren 31, der tænder indikatorlampen 40, Hovedafbryderen 15 er sta-25 dig i åben stilling.

Buen dannes ved elektroden 2, dysen 3 og arbejdsstykket 7, som kommer i indbyrdes berøring. Hjælpekredsen 30 føder ved hjælp af transformatoren 31 spolen 48, som når den aktiveres gennem sikkerhedskontakterne 46 og 47 og kortslut-30 ningen 2-3-7, som bevirker en slutning af kontakterne 43 på relæet 48 og derved aktiverer spolerne 42 og 142, som igen slutter hovedafbryderen 15 på hovedtransformatoren 10, og igen slutningen af kontakten 86.således at den plasmagene gas når frem til og strømmer ind i faklen gennem passagerne 35 500 og 501. Åbningen mellem elektroden 2 og dysen 3 danner svejse- eller skærebuen mellem elektroden 2 og arbejdsstykket 7 og etablerer derved svejse- eller skærestrømmen.

Aktiveringen af spolen 48 bibeholdes ved hjælp af spæn- DK 169455 B1 8 dingen over terminalerne 22 og 24 på induktionsspolen 23, som er afhængig af tilstedeværelsen af svejse- eller skærestrømmen, idet denne spænding sikrer energitilførsel til spolen 48 gennem ledningen 55, modstanden 56, sikkerhedskon-5 takterne 46,47 og ensretterelementet 52. Ved standsning af svejsebuen efter operatørens ønske er spolen 48 ikke længere aktiveret, hvorved kontakten 43 åbnes, spolen 42 aktiveres tillige og åbner kontakten 15. Samtidig deaktiveres spolen 142 og bringer relæet 86 i en tidsbestemt hvilestilling og 10 lukker elektromagnetventilen V, hvis spole 44 ikke længere strømforsynes. Generelt er varigheden af tidsforsinkelsen ved lukningen af elektromagnetventilen V variabel mellem 5 og 15 sekunder. Dette tidsrum bestemmes eksperimentelt i overensstemmelse med de karakteristiske egenskaber ved faklen 15 og dens brug.

Endvidere skal det bemærkes, at indretningen ophører med at virke uafhængigt af operatøren ved manglende gastryk (åbning af kontakten 47) eller hvis trnsformatoren 10 overhedes (åbning af kontakten 46). Et kontrolkredsløb (lampen 20 60 og ensretterelementet 61) indicerer optisk korrekt status af gastilførslen og korrekt temperatur af transformatoren 10. Endvidere er en lampe 62 serieforbundet med et ensretterelement 63 til optisk at indicere korrekt tilstand af spolen 42 og dens kontakt 15. Fortrinsvis er lampen 62 forbundet i 25 serie med en termoelementafbryder 64, således at lampen 62 under normal drift lyser svagt og går ud ved afbrydelse af driften. På den anden side vil lampen 62 lyse op i tilfælde af fejl ved spolen 42 eller kontakten 15 på grund af tilstedeværelse af en høj ubelastet spænding ved terminalerne 30 på den sekundære vikling 16 på transformatoren 10. Fortrinsvis forbindes en lydgiver 65 parallelt med lampen 62.

Fig. 2 viser en modifikation af systemet ifølge fig.

1, i hvilket de samme elementer som på fig. 1 har samme henvisningsbetegnelser. Spolen 44 er i denne variant en del af 35 hjælpestyrekredsen 30.

Forsinkelsesindretningen C.G.M. er her udformet ved hjælp af en elektromagnetventil V2 med to gennemstrømnings-niveauer styret ved hjælp af spolen 84 serieforbundet med DK 169455 B1 9 en tidsforsinkelsesafbryder 85. Enderne af spolen 44 og tidsforsinkelsesafbryderen 85, som ikke er forbundet med hinanden, er forbundet parallelt med spolen 44 og terminalerne på den sekundære vikling på transformatoren 31.

5 Det første gennemstrømningsniveau på den elektromag netiske ventil V2 svarer til normal gennemstrømning gennem systemet, idet denne gennemstrømning i det mindste er lig med gennemstrømningen gennem den elektromagnetiske ventil V^.

Det andet gennemstrømningsniveau af den elektromagnetiske 10 ventil V2 er lavt sammenlignet med det første gennemstrømningsniveau og tillader en kalibreret gasafgivelse. Denne kalibrerede gasafgivelse er tilstrækkelig stor til at holde dysen og elektroden på indbyrdes afstand, dvs. at vedligeholde den bevægelige dyse mod dens sæde i fakkellegemet 1. Afhæn-15 gigt af faklens konstruktion er størrelsen af denne sekundære gennemstrømning bestemt eksperimentelt og ventilen V2 vælges eller justeres på en sådan måde, at der i anden stilling opnås denne gennemstrømning.

Det på fig. 2 viste system virker på en måde, som i 20 enhver henseende er den samme som virkemåden af systemet ifølge fig. 1 bortset fra forsinkelsesindretningen C.G.M, Når operatøren slutter afbryderen 34 på hjælpekredsen 39 tilføres strøm til den lavspændte transformator 31, som tænder indikatorlampen 40 og aktiverer spolen 44 på den elek-25 tromagnetiske ventil V, således at denne åbner sig. Den elektromagnetiske ventil V er lukket under den kalibrerede gasafgivelse og muliggør den anden strøm af plasmagen gas i faklen 1.

Svejse- eller skærebuen dannes på samme måde som foran. 30 Etableringen af buen bevirker en åbning af den elektromagnetiske ventil V i første gennemstrømningsstilling. Ved afbrydelse af buen af operatøren (afbrydelse af buestrømmen) de-aktiveres spolen 48, kontakten 43 åbnes og dette deaktiverer spolerne 42 og 142. Kontakten 15 åbner sig og forsinkelses-35 afbryderen 45 åbner sig også efter et forudbestemt tidsrum og bevirker en ændring af den elektromagnetiske ventil V fra dens første stilling til dens anden gennemstrømningsstilling eller DK 169455 B1 10 den kalibrerede gasafgivelse. I det forudbestemte tidsrum vedligeholdes gennemstrømningen af plasmagen gas på maksimalværdien/ således at faklen hurtigt kan afkøles. Varianten ifølge fig. 2 svarer derfor til en forudbestemt fast forsin-5 kelse på relæet 85.

Selvfølgelig kan i denne udformning den elektromagnetiske ventil V og dens spole 44 udelades, eftersom denne elektromagnetventil alene har til formål at fungere som tilførselsventil for den plasmagene gas.

10 I en variant ifølge opfindelsen, som er særlig egnet, hvor den nødvendige gasstrøm til afkøling ikke er stor, er det også muligt at eliminere spolen 142 og tidsforsinkelseskontakten 85 i forsinkelsesindretningen C.G.M. ifølge fig. 2.

I dette tilfælde vil en afbrydelse fra operatørens side af 15 svejsebuen bevirke en skiftning af elektromagnetventilen V2 på grund af spolen 84 til lav gennemstrømning, idet denne lave gennemstrømning vil være tilstrækkelig til dels at holde dysen presset mod dens sæde i afstand fra elektroden og dels at køle elektroden og/eller dysen på faklen. Med denne sidst-20 nævnte variant er tidsforsinkelsesindretningen C.G.M. derved reduceret til midlerne til ændring af elektromagnetventilens V2 stilling fra første stilling til anden stilling.

Fortrinsvis vil den anden gennemstrømning (kalibreret udstrømning) være således, at den ikke er i stand til at 25 muliggøre både frembringelse og vedligeholdelse af en plasmabue og den tilstrækkelige køling af faklen.

Fig. 3 viser en anden variant af indretningen iføgle opfindelsen omfattende en forsinkelsesindretning, som er kontinuerligt variabel som en funktion af varigheden af den 30 foregående skæreoperation. Det på fig. 3 viste kredsløb svarer til kredsløbet ifølge fig. 2 bortset fra kontakterne for spolen 142 og kredsløbet 179, som muliggør variationen i forsinkelsen. Den forsinkede afbryder 85 ifølge fig. 2 er erstattet af en simpel afbryder 185, som er parallelforbun-35 det med afbryderen 85. Afbryderen 185 styres ved hjælp af en spole 242 som forklaret nedenfor.

Til terminalerne af den sekundære vikling 33 på transformatoren 31 er der forbundet et kredsløb 179 på indgangene DK 169455 B1 11 til en ensretterbro P, hvis negative og positive udgange er forbundet dels til terminalerne på en kondensator Cl og dels til modstanden RI i serie med en zenerdiode Zl. Til terminalerne på dioden Zl, som leverer en stabiliseret spæn-5 ding V svarende til zenerspændingen, er der forbundet en første ende af afbryderne 143, hvis anden ende er forbundet til modstanden R2, som er serieforbundet med kondensatoren C2, hvis negative plade er jordforbundet. Med terminalerne på dioden Zl er der tillige forbundet en delebro R4-R5, hvis 1 o midtpunkt (ved spændingen er forbundet til den negative indgang på en komparatorforstærker Al, hvis postive indgang er forbundet til et fælles punkt for modstanden R2 og kondensatoren C2 (ved spændingen V^), idet det fælles punkt tillige er jordforbundet gennem modstanden R3, således at en aflad-15 ning (om nødvendigt) kan ske af kondensatoren C2. Kompara-torforstærkeren Al forsynes ved spændingen V, medens udgangen fra Al (ved spændingen νβ) forbindes gennem en modstand R6 til basis af en transistor TI, hvis emitter er jordforbundet (den negative pol af forstærkerbroen P). Basis af 20 TI er tillige jordforbundet gennem modstanden R7. Kollekto-ren af TI polariseres gennem spolen 242, som styrer åbningen og lukningen af kontaktsættet 185, idet en diode Dl er forbundet parallelt med spolen 242 i retning af strømforløbet fra kollektoren til den valgte positive tilførsel ved det 25 fælles punkt for R^ og C^.

Virkemåden af indretningen vist på fig. 3 forstås bedyre med henvisning til fig. 4, som på kurven øverst på figuren viser variationen af spændingen VA som en funktion af tiden t, og den nedre kurve viser varigheden At af tids-30 forsinkelsen som funktion af varigheden t af skæreoperationen.

Skærekredsløbet aktiveres på samme måde som skærekredsløbet ifølge fig. 2. Når spolen 142 aktiveres, sluttes kontakterne 85 og dette resulterer i en høj tilstrømning af 35 gas i skæreperioden. Indtil tidspunktet tg, hvor spændingen ved den negative indgang til komperatorforstærkeren Al er større end spændingen ved den positive indgang, slukkes transistoren TI og spolen 242 aktiveres ikke. Kontakten 185 DK 169455 B1 12 er åben. Når skæreoperationen standses, åbnes kontakten 85 også, hvilket resulterer i deaktivering af spolen 84, hvorved ventilen V2 straks skifter til lav gennemstrømning.

Når varigheden af skæreoperationen er lang nok til 5 at blive større end tQ, vil spændingen VA ved den positive indgang på komparatorforstærkeren Al blive større end spændingen, som fastlægges af delebroen R4-R5 på den negative indgang A^. Dette resulterer i en positiv spænding ved basis af transistoren TI, som bliver ledende. Herved aktiveres spo-10 len 242 og dette bevirker lukning af kontaktsættet 185. Hvis skæreoperationen standes på tidspunktet t^, deaktiveres spolen 142 og kontaktsættet 85 åbnes. Kontakten 143, hvis lukning forårsagedes af aktiveringen af spolen 48 (se beskrivelsen i forbindelse med fig. 2), åbnes, og dette resulterer 15 i afladning af kondensatoren C2 gennem modstanden R3. Efter et tidsrum T, bliver spændingen ved terminalerne på kondensatoren C2 igen med lig med Vc og spolen 242 deaktiveres, hvilket derefter bevirker en åbning af kontaktsættet 185 og deaktivering af spolen 84, hvorved ventilen V2, som tillader 20 høj gennemstrømning, når spolen 84 er aktiveret, skifter til lav gennemstrømning.

Fig. 4 viser endvidere, at hvis skæreoperationen standses på tidspunkterne t2 ellet ...., opnås en tidsforsinkelse t med en varighed At2, At^......Når varigheden af skæreopera- 25 tionen er således, at kondensatoren er fuldt opladet (spændingen V mellem pladerne) vil varigheden At af tidsforsinkelsesindretningen blive i det væsentlige konstant ( At2 i det væsentlige lig med At^).

Fig. 5 viser en tredie variant af indretningen ifølge 30 opfindelsen omfattende en forsinkelsesindretning med dobbelt varighed. Når varigheden af skæreoperationen er mindre end en forudbestemt værdi, har forsinkelsen en kort varighed af forudbestemt værdi, som eventuelt kan være justerbar. Denne korte varighed er almindeligvis nul. Når varigheden af skære-35 operationen er større end den forudbestemte værdi (skæring af lang varighed) antager tidsforsinkelsen en anden, eventuelt justerbar forudbestemt værdi, som er længere end den foregående værdi, I praksis er varigheden af den længste af tids- DK 169455 B1 13 forsinkelserne ikke mere end nogle få sekunder.

Det på fig. 5 viste kredsløb er i det væsentlige identisk med kredsløbet ifølge fig. 4, dog med følgende forskelle; afbryderen 185 er erstattet med en tidsforsinkelses-5 kontakt 385, der er parallelforbundet med afbryderen 185, medens kollektoren Ti strømforsynes gennem spolen 242 via en afbryder 285, hvis slutning og åbning styres af aktiveringen og deaktiveringen af spolen 142, som også bevirker en slutning og åbning af afbryderen 85.

10 Det på fig. 5 viste kredsløb virker på følgende måde: på tidspunktet t , hvor skæreoperationen påbegyndes, aktiveres spolen 142 og afbryderen 85 sluttes, hvilket bevirker en gasgennemstrømning på højt niveau i Hvis skæreoperationen standses inden tidspunktet t^ (se fig. 4) aktiveres 15 spolen 242 ikke og afbryderen 383 forbliver åben. Eftersom standsningen af skæreoperationen resulterer i åbning af afbryderen 85 standses den hurtige gasgennemstrømning tillige og en lille gennemstrømning af gas passerer gennem ventilen V2. Følgelig vil der ikke i denne situation være nogen for-20 sinkelse.

Hvis på den anden side skæreoperationen standses senere end tidspunktet t^, er situationen helt forskellig. Fra tidspunktet skifter komperatoren Al og spolen 242 aktiveres, eftersom kontakten 285 var lukket på tidspunktet t , hvor 25 spolen 142 var aktiveret. Hvis skæreoperationen standses ved tidspunktet t^ (fx fig. 4), deaktiveres spolen 142 og dette bevirker dels en åbning af afbryderen 85 og dels åbningen af afbryderen 285. Åbningen af den sidstnævnte afbryder medfører en deaktivering af spolen 242, som bevirker en forsinket åb-30 ning af afbryderen 385. På denne måde vedligeholdes en høj gennemstrømning af gas gennem ventilen V2 og i dysen efter afslutningen af skæreoperationen, idet varigheden af den høje gennemstrømning er lig med værdien af tidsforsinkelsen på afbryderen 385. Som foran vil denne værdi generelt ikke 35 overstige nogle få sekunder.

Det må forstås, at en fagmand kan foretage forskellige modifikationer vist ifølge fig. 3 og 5 på forskellige måder uden at overskride rammerne af opfindelsen som define- DK 169455 B1 14 ret i de følgende krav ved anvendelse fx af logiske kredsløb (logiske porte, tællere, etc.)/ der arbejder med digitale signaler, som trigges ved starten og afslutningen af skæreoperationerne eller forsinkelsesrelæer (især i forbindelse 5 med varianten ifølge fig. 5). Især er det muligt ved anvendelse af digitale, logiske kredsløb at modificere kurven Δ t = f (t) (eksempelvis fig. 4) på en sådan måde, at den gives den ønskede form i overensstemmelse med en lineær, polynominal funktion osv. Formålet med den variable forsin-10 kelse er at tilvejebringe en køleperiode, som er en direkte funktion af temperaturen i faklen efter den foregående skæ-reoperation. Til dette formål kan opvarmningskurven af faklen afsættes eksperimentelt (ved et givet punkt i denne, fx i nærheden af elektroden) som funktion af skæreoperationens 15 varighed og den samme kurve kan i det væsentlige reproduceres for den variable forsinkelse.

Selvom det er muligt at anvende to forskellige gasser til opnåelse af to forskellige gennemstrømninger med to separate tilførselskredsløb ført til den elektromagnetiske ven-20 til V£, idet hvert kredsløb styres synkront med skiftningen af ventilen fra første til anden gennemstrømning og omvendt, vil det sædvanligvis være mere enkelt at anvende samme gas til de to gennemstrømningsniveauer.

25 30 35

Claims (9)

1. Indretning til plasmasvejsning eller -skæring omfattende en fakkel, der tændes ved kortslutning og med mindst 5 én fast elektrode (2) og en bevægelig dyse (3), midler til tilførsel af en gas (G.M.) til med høj strømningsshastighed at forsyne faklen med en plasmagen gas, samt en tilførsel (E.C.M.) af en elektrisk strøm til frembringelse, vedligeholdelse og afbrydelse af en plasmabue til svejsning eller 10 skæring, hvor dysen (3) er således monteret, at den kan forskydes i forhold til elektroden (2), indtil en indbyrdes kontakt er opnået, idet forskydningen sker mod midler, som er indrettet til elastisk at bringe elektroden og dysen til en indbyrdes maksimal adskillelse svarende til normal drift, 15 kendetegnet ved, at indretningen omfatter forsinkelsesorganer (C.G.M.), der dels er forbundet til den elektriske strømforsyning. (E.C.M.), dels til gasforsyningsmidlerne (G.M.), idet forsinkelsesorganerne er indrettet til at reagere på afbrydelse af den elektriske bue, således at gas-20 tilførslen standses efter et forudbestemt tidsrum efter afbrydelsen på en sådan måde, at der opnås en køling af faklen i tidsrummet.

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forsinkelsesorganerne (C.G.M.) omfatter midler til regu- 25 lering af det forudbestemte tidsrum.

3. Indretning ifølge krav 2, kendetegnet ved, at midlerne til regulering af det forudbestemte tidsrum er således udformet, at tidsrummet er en funktion af varigheden af den foregående driftsperiode.

4. Indretning ifølge krav 1, 2 eller 3, kendeteg net ved, at gastilførselsmidlerne (G.M.) omfatter især en elektromagnetisk ventil (V^), hvis åbning eller lukning styrer tilførslen af plasmagen gas, hvor det elektriske kredsløb (44) til styring af ventilen (V1) er forbundet med til-35 førslen (E.C.M.) af elektrisk strøm gennem forsinkelsesorganerne (C.G.M.).

5. Indretning ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, hvor de elastiske midler til adskillelsen er den plasmagene gas i dy- DK 169455 B1 16 sen, kendetegnet ved, at midlerne til tilførsel af gas (G.M.) især omfatter en anden elektromagnetisk ventil (V2) med to gennemstrømningsniveauer, og hvis elektriske styringskredsløb (84) er forbundet med den elektriske strøm-5 tilførsel (E.C.M.), hvor det første gennemstrømningsniveau svarer til den fase, hvor buen frembringes og vedligeholdes, og det andet niveau, som er lavere end det første, svarer til den fase, hvor buen er afbrudt, medens indretningen stadig er forsynet med strøm, idet det andet niveau, har til-10 strækkeligt tryk til at holde elektroden (2) og dysen (3) på afstand, uanset hvilken stilling faklen (1) anbringes i.

6. Indretning ifølge et hvilket som helst af kravene 2 -5, kendetegnet ved, at midlerne til regulering af det forudbestemte tidsrum omfatter midler til måling af 15 varigheden af en skæreoperation, midler til sammenligning af denne varighed med en forudbestemt værdi, samt midler til afbrydelse af gastilførslen ved højt niveau, når varigheden af skæreoperationen er mindre end den forudbestemte værdi.

7. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, 20 at midlerne til regulering af den forudbestemte periode yderligere omfatter midler til afbrydelse af gastilførslen ved højt niveau efter et forudbestemt tidsrum efter ophør af skæreoperationen, når varigheden af den foregående skæreoperation er større end eller lig med den forudbestemte værdi.

8. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at midlerne til regulerijng af den forudbestemte periode yderligere omfatter midler til afbrydelse af gastilførslen ved højt niveau ved ophør af en skæreopration efter et tidsrum, som er en funktion af skæreoperationens varighed.

9. Indretning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 8. kendetegnet ved, at varigheden af forsinkelsen er en funktion af temperaturen i faklen ved ophør af skæreoperationen. 35