DE4407913A1

DE4407913A1 - Plasma burner and a method for carrying out plasma burning, especially for hollowing-out workpieces

Info

Publication number: DE4407913A1
Application number: DE4407913A
Authority: DE
Inventors: Michel Delzenne; Michel Rigal; Patrick Hinet
Original assignee: La Soudure Autogene Francaise
Current assignee: Lincoln Electric Co France SA
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1994-10-06
Also published as: FR2703557A1; FR2703557B1

Abstract

The burner has at least one second gas circuit (3, 15) which opens tangentially (at 16) into the line (9) of the plasma flow into a nozzle (6) in order to bring about an expansion of the plasma flow downstream of the line (9), as a result of which expanded hollowing-out grooves and a profile are obtained, which profile is suitable for the subsequent welding activities. A propellant gas is advantageously injected through the passages (17) which open concentrically around the line (9) in order to force the melted metal out of the groove (R) laterally and symmetrically. The gas producing the plasma is composed in an advantageous manner of a mixture of argon and hydrogen, with a hydrogen content which is less than 25%. The invention is used for hollowing-out metallic workpieces. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Plasmabrenner, besonders für das Aushöhlen von Werkstücken, vom Typ mit einer Düse, die eine Austrittsleitung für ein erstes Gas begrenzt, und einer Elektrode, die sich in die Düse erstreckt, wobei sie mit der Düse ein Ende eines ersten Kreislaufes für das erste Gas begrenzt. The present invention relates to plasma torches, especially for hollowing out workpieces, of the type with a nozzle which delimits an outlet line for a first gas and an electrode, which extends into the nozzle, with the nozzle one end of a first circuit for the first gas limited.

Das Plasmaaushöhlen besteht darin, eine Rille zu bilden durch Beseitigen von Metall in einem elektrisch leitenden Werkstück, im allgemeinen metallisch unter der Wirkung eines Plasmabogens, der zwischen einer Elektrode, die die Kathode bildet, und dem Werkstück, das die Anode bildet, in dem Brenner errichtet ist. In einem Plasmabrenner wird der Plasmastrahl durch die kombinierte Wirkung eines elektrischen, mittels der Düse verengten Bogens und des ersten Gases erhalten, welches ein Gasgemisch sein kann. Die thermische und kinetische Energie der Säule des ionisierten Gases schmilzt und treibt das in Schmelze befindliche Metall aus der Rille oder dem Brennschnittspalt in kontinuierlicher Weise durch Verschieben bzw. Verstellen des Brenners bezüglich des Werkstückes bei gleichmäßiger Geschwindigkeit. Das Aushöhlen oder thermische Bearbeiten wird hauptsächlich benutzt, um das Ganze oder einen Teil einer Schweißnaht zu beseitigen, die einen Fehler aufweist und wieder begonnen werden muß, oder auch als Vorbereitungsmittel der Blechränder, die dazu bestimmt sind, durch Schweißen verbunden zu werden.Plasma hollowing is to form a groove by removing metal in one electrically conductive workpiece, generally metallic under the action of a plasma arc, between an electrode that forms the cathode and the workpiece that forms the anode in which burner is built. In a plasma torch, the plasma jet is combined by the Obtain the effect of an electrical arc narrowed by the nozzle and the first gas, which can be a gas mixture. The thermal and kinetic energy of the column of the ionized gas melts and drives the metal in the melt out of the groove or the Flame cut gap in a continuous manner by moving or adjusting the burner with respect to the workpiece at a constant speed. Hollow out or thermal Editing is mainly used to weld all or part of a weld eliminate that has an error and needs to be started again, or as Preparatory means of sheet metal edges intended to be connected by welding become.

Die üblichen Plasmabrenner, die mit einem einzigen Gaskreislauf ausgestattet sind, weisen trotz der Benutzung eines großen Düsendurchmessers den Nachteil der Bildung einer zylindrischen, relativ "steifen" Bogensäule auf, die bei den Aushöhlungsanwendungen nur die Gestaltung von engen und tiefen Rillen erlaubt, wobei das geschmolzene Metall schwer aus der tiefen Rille getrieben wird und sich an den Rändern derselben ansammelt. Um eine Rille zu erhalten, deren Tiefe nicht übermäßig ist, ist es nötig, den Brenner bezüglich der Ebene des Werkstückes sehr stark unter einem Winkel kleiner als 30°, zu neigen, was eine Verlängerung des Bogens und also einen Anstieg der Spannung bewirkt, was bisweilen seine Übertragung auf das Werkstück während der Zündphase des Brenners problematisch gestaltet. Andererseits macht diese geneigte Lage des Brenners letzteren sehr empfindlich für das Aufsteigen des geschmolzenen Metalls, ja sogar für Kurzschlüsse, wenn der Brennerkopf nicht genügend isoliert ist.The usual plasma torches, which are equipped with a single gas circuit, show despite the use of a large nozzle diameter has the disadvantage of forming a cylindrical, relatively "stiff" arch column, which is only the design of narrow and deep grooves allowed, the molten metal being heavy from the deep groove is driven and accumulates on the edges of the same. To get a groove whose Depth is not excessive, it is necessary to the torch with respect to the plane of the workpiece very strongly at an angle less than 30 °, which tend to be an extension of the arch and so An increase in the voltage causes what is sometimes its transfer to the workpiece problematic during the ignition phase of the burner. On the other hand, this makes inclined Location of the burner the latter very sensitive to the rise of the molten metal, yes even for short circuits if the burner head is not sufficiently insulated.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen vervollkommneten Plasmabrenner vor zuschlagen, der für mannigfache Benutzungen mit unterschiedlichen Gasen geeignet ist und der erlaubt, insbesondere in einfacher und reproduzierbarer Weise, Hohlrillen zu erhalten, die breit sind und ein Profil haben, das für die Schweißtätigkeiten geeignet ist.The object of the present invention is to provide a perfected plasma torch strike that is suitable for various uses with different gases and that allows, especially in a simple and reproducible manner, to obtain hollow grooves that are wide and have a profile that is suitable for welding activities.

Hierfür weist nach einem Merkmal der Erfindung der Brenner mindestens einen zweiten Kreislauf für ein zweites Gas auf, welcher tangential in den Kanal durch mindestens eine transversale Öffnung mündet, die in der Düse gebildet ist.For this, according to a feature of the invention, the burner has at least one second circuit for a second gas, which is tangential in the channel through at least one transverse Opening opens, which is formed in the nozzle.

Die vorliegende Erfindung hat auch zur Aufgabe, ein Durchführungsverfahren für einen Plasmabrenner vorzuschlagen mit mindestens einem ersten Kreislauf für ein Plasma erzeugendes bzw. plasmagenes Gas, welches genauer mit einem Gemisch aus Argon und Wasserstoff gespeist wird, wo der Gehalt an Wasserstoff niedriger als 25% ist.The present invention also has the task of an implementation method for a To propose plasma torches with at least one first circuit for a plasma generating or plasma gas, which is more precisely fed with a mixture of argon and hydrogen where the hydrogen content is less than 25%.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die veranschaulichend aber keinesfalls begrenzend gegeben sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:Other features and advantages of the present invention will appear from the following Description of embodiments, which are illustrative but in no way limiting are given with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine schematische Ansicht im Längsschnitt eines Endes eines Plasmabrenners nach der Erfindung ist; Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of one end of a plasma torch according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, welche die Durchführung eines Plasmabrenners nach der Erfindung für das Aushöhlen eines Werkstückes ist; Fig. 2 is a schematic view showing the implementation of a plasma torch according to the invention for hollowing out a workpiece;

Fig. 3 eine Teilansicht im Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist; Figure 3 is a partial view in longitudinal section of another embodiment of the invention;

Fig. 4 eine Ansicht im Querschnitt entlang der Schnittebene IV-IV der Fig. 3 ist; und Figure 4 is a cross-sectional view along the section plane IV-IV of Figure 3; and

Fig. 5 bis 7 zur Fig. 1 analoge Ansichten sind, welche andere Ausführungsformen der Erfindung zeigen.5 is Fig. To 7 in Fig. 1 analog views showing other embodiments of to the invention.

In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen tragen identische oder analoge Elemente bzw. Teile die gleichen Bezugszahlen, gegebenenfalls indiziert.In the following description and in the drawings, identical or analog elements bear or parts have the same reference numbers, if necessary indexed.

Bezieht man sich zuerst auf Fig. 3, so hat man einen Plasmabrenner T dargestellt, der einen rohrförmigen, unteren Körper 1 aufweist, welcher auf einem inneren, rohrförmigen Kern 2 befestigt ist, formschlüssig mit einem oberen Körper des Brenners (nicht dargestellt) verbunden und mit dem Umfang dieses letzteren eine ringförmige Kammer 3 bildend, die durch ein kurzes Rohr 4, welches an dem Körper 1 befestigt ist, mit einer Gasquelle (nicht dargestellt) verbunden ist. In dem Kern 2 ist konzentrisch ein rohrförmiges Stück 5 aus elektrisch leitendem Material befestigt, an dessen unterem Ende in dichter Weise eine metallische Düse 6 befestigt ist, die einen inneren Raum 7 bildet bzw. definiert, in welchem sich zentral eine Elektrode 8 erstreckt, und welche vor dem Brenner durch eine Ausstoßleitung 9 für den Plasmastrom, der in den Fig. 1 und 3 mit J bezeichnet ist, nach außen mündet. Die Elektrode 8 ist in dichter Weise in einem rohrförmigen, zentralen Endteil 10 des oberen Körpers angebracht, auf welchem ein Kern 11 aus isolierendem Material gesteckt ist, der mit dem Stück 5 einen rohrförmigen Zuführdurchgang 12 zur Kammer 7 in die Düse 6 für ein erstes, plasmagenes bzw. Plasma erzeugendes Gas bildet, welches dazu dient, den Plasmastrahl J zu bilden. In vorteilhafter Weise weist der isolierende Kern 11, wie man in Fig. 3 sieht, an seinem unteren Ende spiralförmige Außenrippen 13 auf, die eine Zen trierfunktion des Kernes 11 in dem Kern 5 sicherstellen und dem Fluß des ersten, in dem Durchgang 12 beförderten Gases, eine tangentiale Komponente in einer Richtung verschaffen, was die Stabilität des Plasmabogens an der Kathode verbessert und das Fließen und Ausstoßen des Gases in die Leitung 9 der Düse 6 begünstigt. Wie man in den Zeichnungen sieht, weist die Leitung 9 einen aufstromigen Teil von verringertem Durchmesser, mit sich erweiterndem oder einfacher geradem Profil auf, welche in einen abstromigen, zylindrischen, geraden Teil von leicht höherem Durchmesser mündet.Referring first to Fig. 3, a plasma torch T has been shown having a tubular lower body 1 which is attached to an inner tubular core 2 , positively connected to an upper body of the torch (not shown) and with the periphery of the latter forming an annular chamber 3 which is connected to a gas source (not shown) by a short tube 4 which is fixed to the body 1 . In the core 2 , a tubular piece 5 of electrically conductive material is concentrically fastened, at the lower end of which a metallic nozzle 6 is tightly fastened, which forms or defines an inner space 7 , in which an electrode 8 extends centrally, and which opens out in front of the burner through an ejection line 9 for the plasma flow, which is denoted by J in FIGS. 1 and 3. The electrode 8 is sealed in a tubular, central end part 10 of the upper body, on which a core 11 made of insulating material is inserted, which with the piece 5 forms a tubular feed passage 12 to the chamber 7 into the nozzle 6 for a first, forms plasma-generating gas, which serves to form the plasma jet J. Advantageously, the insulating core 11 , as seen in Fig. 3, at its lower end on spiral outer ribs 13 which ensure a Zen trier function of the core 11 in the core 5 and the flow of the first gas conveyed in the passage 12 , provide a tangential component in one direction, which improves the stability of the plasma arc at the cathode and promotes the flow and ejection of the gas into the line 9 of the nozzle 6 . As can be seen in the drawings, the line 9 has an upstream part of reduced diameter, with an expanding or simple straight profile, which opens into an downstream, cylindrical, straight part of slightly higher diameter.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist um die Düse 6 und den unteren Teil des Kernes 2 eine metallische Kappe 14 angebracht, die, wie man besonders in den Fig. 1 und 3 sieht, in dichtem Kontakt mit dem Umfang der Düse 6 zusammenarbeitet, welche auf das untere Ende des Körpers 1 geschraubt ist und um die Düse 6 eine innere Kammer 15 bildet, die durch die ringförmige Kammer 3 mit Gas versorgt wird.According to one aspect of the invention, around the nozzle 6 and the lower part of the core 2 there is a metallic cap 14 which, as can be seen particularly in Figs. 1 and 3, cooperates in close contact with the periphery of the nozzle 6 which opens the lower end of the body 1 is screwed and forms an inner chamber 15 around the nozzle 6 , which is supplied with gas by the annular chamber 3 .

Wie man besser in Fig. 4 sieht, sind in der Wand der Düse 6 transversale Öffnungen 16, z. B. vier an der Zahl, gebildet, die winkelig verteilt sind und tangential in die aufstromige Zone des abstromigen Teiles der Leitung 9 mit einer tangentialen Richtung münden, die entgegengesetzt der ist, die dem Gas in der Kammer 7 durch die Rippen 13 erteilt wird. Die Öffnungen 16 stellen die Verbindung zwischen der Kammer 15, die das zweite durch den Rohrstutzen 4 gelieferte Gas aufnimmt und der Ausstoßleitung 9 für den Plasmastrom J, her. Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, ruft das zweite unter Druck, in gegendrehender Weise in die Leitung 9 der Düse 6 durch die Öffnungen 16 eingespritzte Gas eine Membranwirkung hervor, wodurch örtlich der Plasmastrom in der Leitung 9 verengt wird, was abstromig, durch Reaktion eine Ausdehnung des Plasmastromes J erzeugt, welcher weniger starr wird, was wie oben erwähnt, erlaubt, breitere und tiefere Aushöhlrillen R zu erhalten, wobei das geschmolzene Metall M an den Seiten der Rille ausgetrieben wird, welche vollständig mit dem gegendrehenden Einspritzen des zweiten Gases symmetrisch gemacht ist. Um Proportionen Breite/Tiefe der Rille zu erhalten, die für das Schweißen geeignet sind, beträgt der durch den Brenner und das Werkstück gebildete Winkel in vorteilhafter Weise zwischen 40° und 50° (Fig. 2), vorzugsweise um 40°. Unter diesen Bedingungen wird die Bogensäule nicht übermäßig verlängert, was die Zündprobleme und das Ansteigen des geschmolzenen Metalls zum Brenner behebt. Der Durchsatz des zweiten Gases ist um mindestens die Hälfte des Durchsatzes des ersten Gases niedriger. In vorteilhafter Weise beträgt der Durchsatz des zweiten Gases zwischen dem 0,25- und 0,35fachen Durchsatz des ersten Gases, der in typischer Weise von der Größenordnung von 50 l/mm ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Einspritzen im Gegendrehsinn des zweiten Gases beschränkt und ist auch auf das Einspritzen im gemeinsamen Drehsinn anwendbar, wenn man eine Unsymmetrie der Rille bezüglich der Aushöhlachse annimmt. As can be seen better in Fig. 4, 6 transverse openings 16 , z. B. four in number, which are angularly distributed and open tangentially into the upstream zone of the downstream part of the line 9 with a tangential direction opposite to that given to the gas in the chamber 7 by the ribs 13 . The openings 16 provide the connection between the chamber 15 , which receives the second gas supplied through the pipe socket 4 , and the discharge line 9 for the plasma stream J. As shown in FIGS . 1 and 3, the second gas injected under pressure in a counter-rotating manner into the line 9 of the nozzle 6 through the openings 16 produces a membrane effect, which locally narrows the plasma flow in the line 9 , which downstream , by reaction creates an expansion of the plasma stream J, which becomes less rigid, which, as mentioned above, allows wider and deeper hollowing grooves R to be obtained, the molten metal M being expelled on the sides of the groove, which is completely with the counter-rotating injection of the second gas is made symmetrical. In order to obtain proportions width / depth of the groove which are suitable for welding, the angle formed by the torch and the workpiece is advantageously between 40 ° and 50 ° ( FIG. 2), preferably around 40 °. Under these conditions, the arc column is not excessively elongated, which eliminates the ignition problems and the molten metal rising to the burner. The throughput of the second gas is at least half that of the first gas. The throughput of the second gas is advantageously between 0.25 and 0.35 times the throughput of the first gas, which is typically of the order of 50 l / mm. However, the present invention is not limited to the injection in the opposite direction of rotation of the second gas and is also applicable to the injection in the common direction of rotation if one assumes an asymmetry of the groove with respect to the hollow axis.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen Verbesserungen für die Erfindung nach der Fig. 1, wobei ein wirksameres Entleeren des geschmolzenen Metalles aus der Rille garantiert wird, wobei ein Ausstoßen von mindestens einem Vorhang von Treibgas um die Leitung 9 herum vorgesehen wird, was erlaubt, wirksamer und in regelmäßigerer Weise das geschmolzene Metall zu entleeren, wobei es in den Zustand von feinen Überzügen zurückgeführt bzw. gebracht wird, die ohne Adhäsion, also leicht abnehmbar, auf dem Werkstück gelagert sind. Hierfür weist das untere Ende der Düse 6 eine Reihe von Öffnungen 17 auf, die winkelig um die Leitung 9 verteilt sind, konzentrisch zu letzterer, um einen Austreibvorhang um den Plasmastrom J herum zu bilden, wie durch die Pfeile in der Fig. 3 gezeigt ist. Die Variante der Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 3 darin, daß die ringförmige Reihe der Öffnungen 17 durch einen ringförmigen Schlitz 17 _A ersetzt ist, der zwischen dem Umfang des unteren Endes der Düse 6 und der zentralen Bohrung der Kappe 14 gebildet ist. FIGS. 3 to 7 show improvements for the invention of FIG. 1 wherein a more effective emptying of the molten metal is guaranteed from the groove, whereby a discharging of at least one curtain of propellant gas to the line 9 around is provided, which allows more effectively and more regularly to empty the molten metal, returning it to the state of fine coatings which are mounted on the workpiece without adhesion, that is to say easily removable. For this purpose, the lower end of the nozzle 6 has a series of openings 17 which are angularly distributed around the line 9 , concentric to the latter, in order to form an expulsion curtain around the plasma stream J, as shown by the arrows in FIG. 3 . The variant of FIG. 5 differs from the embodiment of FIG. 3 in that the annular row of openings 17 is replaced by an annular slot 17 _A, which is between the circumference of the lower end of the nozzle 6 and the central bore of the cap 14th is formed.

In der Ausführungsform der Fig. 3 und 5 stammt das durch die Durchgänge 17 ausgestoßene Treibgas aus der Kammer 15, die auch die Öffnungen 16 speist. In gewissen Fällen der Anwendung kann es von Interesse sein, auf die Steuerung des Durchsatzes an Treibgas unabhängig von dem Durchsatz des zweiten Gases einzuwirken, oder aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ein drittes Gas einer unterschiedlichen Natur zu verteilen. Hierfür kann man, wie in Fig. 7 gezeigt ist (übrigens analog der Durchführungsform der Fig. 1) eine zusammengesetzte Düse bzw. Spritzdüse 14 mit einem inneren Teil 18 benutzen, der einerseits mit der Düse 6 die Kammer 16 begrenzt, welche die Öffnungen 16 speist und andererseits innen eine Innenkammer 19 begrenzt, welche die Öffnungen 17 speist, die hier in dem Aufbau der Kappe 14 gebildet sind, wobei ein drittes Gas (wo das zweite Gas einen unterschiedlichen Durchsatz hat) durch eine äußere Leitung 20 zugeführt wird.In the embodiment of FIGS. 3 and 5, the propellant gas expelled through the passages 17 comes from the chamber 15 which also feeds the openings 16 . In certain cases of application, it may be of interest to act on the control of the throughput of propellant gas independently of the throughput of the second gas, or to distribute a third gas of a different nature for technical and economic reasons. For this purpose, as shown in FIG. 7 (by the way analogous to the embodiment of FIG. 1), a composite nozzle or spray nozzle 14 with an inner part 18 can be used, which on the one hand delimits the chamber 16 with the nozzle 6 , which defines the openings 16 feeds and, on the other hand, internally delimits an inner chamber 19 which feeds the openings 17 formed here in the structure of the cap 14 , a third gas (where the second gas has a different flow rate) being supplied through an outer line 20 .

Zum Aushöhlen der nicht rostenden Stähle oder der Leichtmetallegierungen können außer der Wahl der ersten und zweiten Gase auch dadurch verbesserte Ergebnisse erhalten werden, daß außerdem ein Schutzgasstrom um die Plasmaströme und Treibgase ausgespritzt wird, was jetzt beschrieben wird. Zu diesem Zweck sieht man, wie in Fig. 6 gezeigt wird, welche übrigens der Ausführungsform der Fig. 3 analog ist, wie für die Variante der Fig. 7 eine zusammengesetzte Kappe 14 mit einem Zwischenteil 18 vor, der einerseits mit der Düse 6 die Versorgungskammer 15 für die Öffnungen 16 und die Durchgänge 17 für das Treibgas begrenzt, wobei eine innere Kammer 19 eine ringförmige Reihe von Durchgängen 21 speist, die in dem Aufbau der Kappe 14 konzentrisch um die ringförmige Reihe der Durchgänge 17 des Treibgases gebildet sind, um einen Umfangsvorhang von Schutzgas auszustoßen, z. B. von Argon, welches durch ein kurzes äußeres Rohr 22 zugeführt wird. In addition to the choice of the first and second gases, improved results can also be obtained for hollowing out the stainless steels or the light metal alloys by additionally spraying a protective gas stream around the plasma streams and propellant gases, which will now be described. For this purpose, as is shown in FIG. 6, which is incidentally analogous to the embodiment in FIG. 3, a composite cap 14 with an intermediate part 18 is provided for the variant in FIG. 7, which on the one hand connects the nozzle 6 with the nozzle 6 Supply chamber 15 for openings 16 and passages 17 for the propellant gas is limited, with an inner chamber 19 feeding an annular row of passages 21 formed in the structure of the cap 14 concentrically around the annular row of passages 17 of the propellant gas by one Eject circumferential curtain of protective gas, e.g. B. of argon, which is fed through a short outer tube 22 .

Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist der Brenner, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, durch einen Zirkulationskreislauf von Kühlfließmittel ergänzt bzw. vervollkommnet, z. B. von Wasser, mit insbesondere einer ringförmigen Kammer 23, die zwischen dem Kern 2 und dem rohrförmigen Stück 5 gebildet ist und sich bis um die Befestigungsfläche bzw. Platte der Düse 6 erstreckt, und mit einem zentralen Rohr 24, welches sich koaxial in die Elektrode 8 erstreckt, wobei in der letzteren ein Teil für das Hin- und Zurückfließen des Kühlfließmittels gebildet wird, welches anschließend in die Kammer 23 gelangt.In another aspect of the invention, as shown in the drawings, the burner is supplemented or perfected by a circulation circuit of coolant, e.g. B. of water, in particular with an annular chamber 23 which is formed between the core 2 and the tubular piece 5 and extends up to the mounting surface or plate of the nozzle 6 , and with a central tube 24 which coaxially in the Electrode 8 extends, in the latter a part for the back and forth flow of the coolant is formed, which then passes into the chamber 23 .

Der Plasmabrenner nach der Erfindung eignet sich für das Aushöhlen von verschiedenen Materialien mit den bevorzugten Paarungen von Gasen. Die hier folgenden Tabellen geben Auswahlmöglichkeiten, die erlauben, Rillen mit ausreichenden Abmessungen zu erhalten, die frei von Oxiden sind und für das spätere Schweißen eine passende Geometrie aufweisen. Die Durchführungsbedingungen für den Brenner, in den unten stehenden verschiedenen Beispielen, sind die folgenden:The plasma torch according to the invention is suitable for hollowing out different ones Materials with the preferred pairings of gases. Give the tables below Choices that allow to obtain grooves with sufficient dimensions that are free are of oxides and have a suitable geometry for later welding. The Operating conditions for the burner, in the various examples below, are the following:

- Stromstärke: 150 Ampère;- current: 150 amps;
- Vortriebgeschwindigkeit des Brenners: 0,60 Meter/Minute;- burner propulsion speed: 0.60 meters / minute;
- Winkel α: 40°;- angle α: 40 °;
- L und P bezeichnen die Breite und die Tiefe der Rille.- L and P indicate the width and depth of the groove.

1. Kohlenstoffstahl A42 1. Carbon steel A42

2. Nicht rostender Stahl 304L 2. 304L stainless steel

3. Leichtmetallegierung AG5 3. Light metal alloy AG5

Die röntgen- und mikrographischen Untersuchungen, die nach dem Schweißen an den ausgeführten Nähten in den durch das Verfahren nach der Erfindung gemäß den oben stehenden Parametern erhaltenen Rillen, durchgeführt wurden, haben keinen Fehler gezeigt, der auf das Plasmaaushöhlverfahren zurückzuführen ist, weder an den Kohlenstoffstählen noch an den nicht rostenden Stählen und den Leichtmetallegierungen. Für letztere bleibt ein leichtes Bürsten mit der Draht- bzw. Stahlbürste, welches gerade vor dem Schweißen durchgeführt wird, ratsam, wie gewöhnlich während der Verbindung von Elementen durch Leichtmetallegierung.The X-ray and micrographic examinations carried out after welding to the executed seams in the by the method according to the invention according to the above Grooves obtained parameters that have been performed have shown no error on the Plasma hollowing process is due, neither on the carbon steels nor on the rusting steels and the light metal alloys. For the latter, light brushing with the Wire or steel brush, which is carried out just before welding, advisable as usually during the connection of elements by light metal alloy.

Obwohl die Erfindung in bezug auf die besonderen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie deswegen doch nicht darauf beschränkt, sondern ist im Gegenteil für Veränderungen und Varianten geeignet, die sich dem Fachmann zeigen werden. Insbesondere eignet sich ein solcher Brenner mit gewissen Anpassungen auch für das Schneiden von Stählen und Leichtmetallegierun gen, wobei das zweite Gas, insbesondere mit dem Gemisch 80% Ar und 20% H₂ einen gasförmigen Schutzstrom bildet, der das Eintreten von Luft in den Brennschnittspalt des Schnittvorganges verhindert und die Oxidation der geschnittenen Flächen vermeidet, insbesondere bei nicht rostendem Stahl.Therefore, although the invention has been described with reference to the specific embodiments, it is not restricted to them, but on the contrary is suitable for changes and variants which will become apparent to the person skilled in the art. In particular, such a burner with certain adaptations is also suitable for cutting steels and light metal alloys, the second gas, in particular with the 80% Ar and 20% H ₂ mixture, forming a gaseous protective current which prevents the entry of air into the flame cut gap Prevents cutting and prevents oxidation of the cut surfaces, especially with stainless steel.

Claims

1. Plasmabrenner mit einer Düse (6), die eine Austrittsleitung bzw. einen Austrittskanal (9) für ein erstes Gas begrenzt, und einer Elektrode (8), die sich in die Düse (6) erstreckt und mit der Düse ein Ende eines ersten Kreislaufes (12, 7) für das erste Gas begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen zweiten Kreislauf (3, 15) für ein zweites Gas aufweist, welches tangential in die Leitung (9) durch mindestens eine transversale Öffnung (16) mündet, die in der Düse (6) gebildet ist.1. Plasma torch with a nozzle ( 6 ) which delimits an outlet line or an outlet channel ( 9 ) for a first gas, and an electrode ( 8 ) which extends into the nozzle ( 6 ) and with the nozzle an end of a first Circuit ( 12 , 7 ) limited for the first gas, characterized in that it has at least one second circuit ( 3 , 15 ) for a second gas, which opens tangentially into the line ( 9 ) through at least one transverse opening ( 16 ), which is formed in the nozzle ( 6 ).

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (9) einen ab stromigen, zylindrischen Teil aufweist, wobei die Öffnung (16) seitlich in die aufstromige Zone des abstromigen Teiles mündet.2. Burner according to claim 1, characterized in that the line ( 9 ) has an upstream, cylindrical part, the opening ( 16 ) opening laterally into the upstream zone of the downstream part.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gaskreislauf (12, 7) Einrichtungen (13) aufweist, um dem ersten Gas eine tangentielle Komponente in einer ersten Richtung zu erteilen, und daß die Öffnung (16) so ausgerich tet ist, um das zweite Gas in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung tangential in die Leitung zu spritzen.3. Burner according to claim 1 or according to claim 2, characterized in that the first gas circuit ( 12 , 7 ) has means ( 13 ) to give the first gas a tangential component in a first direction, and in that the opening ( 16 ) is aligned in order to inject the second gas tangentially into the line in a direction opposite to the first direction.

4. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Kappe (14) aufweist, welche die Düse (6) umgibt und innen, mit dieser letzteren einen abstromigen Teil (15) des zweiten Gaskreislaufes bildet bzw. begrenzt, der mit der Öffnung (16) in Verbindung steht.4. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that it has a cap ( 14 ) which surrounds the nozzle ( 6 ) and inside, with this latter forms or limits an downstream part ( 15 ) of the second gas circuit, which with the opening ( 16 ) communicates.

5. Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Reihe von ersten Durchgängen (17; 17 _A) aufweist, die konzentrisch um die Leitung (9) münden, um ein Treibgas auszustoßen.5. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that it has at least a number of first passages ( 17 ; 17 _A ) which open concentrically around the line ( 9 ) to expel a propellant gas.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Durchgänge (17, 17 _A) mit dem zweiten Kreislauf (15) für das zweite Gas in Verbindung stehen.6. Burner according to claim 5, characterized in that the first passages ( 17 , 17 _A ) with the second circuit ( 15 ) for the second gas are connected.

7. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Durchgänge (17) mit einem dritten Kreislauf (20, 19) für ein Treibgas in Verbindung stehen. 7. Burner according to claim 5, characterized in that the first passages ( 17 ) are connected to a third circuit ( 20 , 19 ) for a propellant gas.

8. Brenner nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Reihe von zweiten Durchgängen (21) aufweist, die konzentrisch um die ersten Durchgänge (17) münden und mit einem vierten Kreislauf (22,19) für ein Schutzgas in Verbindung stehen.8. Burner according to claim 5 or according to claim 6, characterized in that it has a series of second passages ( 21 ) which open concentrically around the first passages ( 17 ) and with a fourth circuit ( 22,19 ) for a protective gas in Connect.

9. Durchführungsverfahren für einen Brenner nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gas in der ersten Gruppe gewählt wird, die aus Luft, Stickstoff, Sauerstoff und einem Gemisch aus Argon und Wasserstoff besteht, wo der Gehalt an Wasserstoff niedriger als 25% ist.9. Implementation method for a burner according to one of the preceding claims, characterized in that the first gas in the first group is selected from Air, nitrogen, oxygen and a mixture of argon and hydrogen, where the Hydrogen content is less than 25%.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas in der Gruppe gewählt ist, die aus Luft, Stickstoff und Sauerstoff besteht.10. The method according to claim 9, characterized in that the second gas in the group is selected, which consists of air, nitrogen and oxygen.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Gase jedes aus einem Gemisch von ungefähr 80% Argon und ungefähr 20% Wasserstoff bestehen.11. The method according to claim 9, characterized in that the first and second gases each from a mixture of about 80% argon and about 20% hydrogen consist.

12. Durchführungsverfahren eines Brenners nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Aushöhlen eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß man den Brenner (T) parallel zu dem Werkstück (P) verschiebt, wobei der Brenner mit dem Werkstück einen Winkel (α) bildet, der zwischen 35° und 50° beträgt.12. Implementation method of a burner according to one of claims 1 to 8 for Hollowing out a workpiece, characterized in that the burner (T) is parallel to the workpiece (P), the torch making an angle (α) with the workpiece forms, which is between 35 ° and 50 °.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz des zweiten Gases zwischen dem 0,25- und 0,35fachen Durchsatz des ersten Gases besteht.13. The method according to claim 12, characterized in that the throughput of the second Gas between 0.25 and 0.35 times the throughput of the first gas.

14. Durchführungsverfahren eines Plasmabrenners mit mindestens einem ersten Kreislauf (12, 7) für ein Plasma erzeugendes Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreislauf mit einem Gemisch aus Argon und Wasserstoff gespeist wird, wo der Gehalt an Wasserstoff kleiner als 25% ist.14. Implementation method of a plasma torch with at least one first circuit ( 12 , 7 ) for a plasma-producing gas, characterized in that the first circuit is fed with a mixture of argon and hydrogen, where the hydrogen content is less than 25%.