(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマトーチを制御して、プラズマ切断作業中に溶解した電極インサートの一部を固化することを可能とするプラズマ切断装置、及びそのコントローラを提供する。【解決手段】装置１０は、電力源１２へ接続されたプラズマトーチ１６のコントローラを含む。コントローラは、引き金３１を１回操作している時間中に、前のアークがしぼんだ後、アークの発生を遅らせるように構成されている。電力源１２は、フィードバック信号を受け取りプラズマ切断装置１０の作動を監視するプロセッサ１３を含む。ケーブル１８は、トーチ１６に電力と圧縮エアまたはガスを供給し、さらに、トーチ１６と電力源１２との間の情報伝達線の役割を果たす。【選択図】図１
2006187808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ切断電力を発生させるように構成された電力源と、
前記電力源に接続され引き金により起動されるプラズマトーチと、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記プラズマトーチが、前記引き金の起動により第１アークを発生させ、前記引き金が引かれたままで前記プラズマトーチの消耗材要素がおおよそアーク前状態に戻った後にのみ、前記第１アークの消滅後に第２アークを発生させるよう制御することを特徴とするプラズマ切断装置。
【請求項２】
前記消耗材要素が電極のインサートであり、前記おおよそアーク前状態が、プラズマ切断加工時に溶解した前記インサートの一部が固化する温度であることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項３】
前記消耗材要素が、アノード要素かカソード要素の少なくとも一つであり、
前記おおむねアーク前状態が達成されるまで前記アノード要素と前記カソード要素への冷却用ガス流れを維持するよう前記コントローラにより制御されるエア源をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記第１アークと前記第２アークの少なくとも一つを制御して、切断アーク状態が所定時間より少ない時間維持される場合、パイロット・アーク状態と切断アーク状態とを繰り返し変換することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記プラズマトーチと、前記電力源と、前記プラズマトーチと前記電力源とを接続する接続器と、の少なくとも一つに装着されることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項６】
前記コントローラは、切断アークを確立している所定時間前に前記第１アークがしぼみに近づく場合、パイロット電流を供給するよう構築されたパイロット回路を開始するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ切断装置。
【請求項７】
プラズマトーチのアークの状態を監視し、前記アークがしぼみプラズマトーチ装置の引き金が引かれたままとなっている場合、次に続くアークの自動発生の前に遅れを開始するように構成されていることを特徴とする、プラズマトーチ装置のコントローラ。
【請求項８】
前記プラズマトーチは、電極をさらに備え、前記遅れは、プラズマ切断加工時に溶解した前記インサートの一部を固化するのに十分なものであることを特徴とする、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記コントローラは、切断が完了し前記アークが所定時間切断アークとして維持されている場合にアークがしぼむことを可能にし、前記アークが所定時間切断アークとして維持されない場合に切断アークをパイロット・アークへ変換することを可能にするようさらに構成されていることを特徴とする、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項１０】
前記遅れの時間中、前記プラズマトーチを通過するエア流れを維持するようさらに構成されていることを特徴とする、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記プラズマトーチを通過する前記エア流れは、カソード要素とアノード要素とを分離する状態に維持することを特徴とする、請求項１０に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記プラズマトーチと、プラズマ切断電力を発生させるよう構築されている電力源と、前記プラズマトーチと前記電力源とを接続する接続ケーブルと、の少なくとも一つに装着されていることを特徴とする、請求項７に記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記アークを消滅させ、パイロット・アークか切断アークの少なくとも一つを再構築し、前記プラズマトーチの１回の引き金操作中に、パイロット・アークと切断アークとを変換することを特徴とする、請求項７に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ切断装置に関し、詳細には、このような装置を用いて使用するためのコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ切断は、被加工材を切断するために電気アーク（電弧）を使用する加工である。プラズマ切断装置は、典型的には、電力源、エア供給器、トーチを含む。トーチまたはプラズマトーチは、切断を実行するプラズマアークを創成し維持するために使用される。プラズマ切断電力源は、送電ソケットから入力ボルトを受取り、一対の電力端子へ電力を供給する。一対の電力端子の一方は電極へ接続され、他方は被加工材へ接続される。エア供給器は、被加工材へアークを搬送し、トーチを冷却するために、大部分のプラズマ切断装置で使用される。
【０００３】
この切断加工を開始する方法は多数ある。例えば、接点スタート、高周波または高電圧スタートである。一般的に、接点スタートプラズマ切断装置において、可動もしくは固定の電極または消耗材は、カソード（マイナス極）の役割を持ち、可動もしくは固定のノズルまたはチップは、アノード（プラス極）の役割を持つ。いくつかの装置では、エア供給器が、初期アークまたはパイロット（先立ち）アークを創成することを目的として電極とチップの分離を実行するために使用される。その他の装置では、機械的手段または電気機械的手段が、接点を分離してパイロット・アークを発生させる役割を持つ。各ケースにおいて、一度パイロット・アークが確立されると、エアがパイロット・アークを通過させられる。パイロット・アークにより、エアは加熱されてイオン化されプラズマジェットを形成する。プラズマジェットは、ノズルの開口を通過してトーチの外へ出される。エアは、被加工材へアークを伸ばすことを助け、切断アークを形成し切断加工を開始する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パイロット・アークも切断アークもプラズマトーチの電極により電気的に支持される。プラズマ切断アークに関連するかなりの熱と電力の集中のため、電極は、一般的に電極のボディの中に支持されているインサートを含む。このインサートは、一般に、アークを支持することと関連のある磨耗に対しより耐久性のある材料により形成されている。インサートは、電極のボディよりもプラズマアークを支持するために良好に装着されているが、それでも磨耗を受けやすい。
【０００５】
切断加工中に、切断アークは、インサートの端のまわりを渦巻く。インサートの端は、アークを支持することに関連する電流と温度のため溶解する。切断加工の完了後、アークはしぼみ、プラズマトーチの稼動接点は、次に続くアークの要求の準備のためアイドル位置に戻らなければならない。アイドル位置にするため、稼動接点は、互いに接触するか係合する。プラズマトーチの接点を分離位置すなわち作動位置から接触アイドル位置へ移動することにより互いに係合する部品の間で衝突が生じる。この衝突により、インサートの溶解材料の一部が除去され、インサートの磨耗が促進される。
【０００６】
さらに、プラズマトーチの作動時、ガスがトーチを通過する。ガスの一部はプラズマへ変換されプラズマ切断加工を実施する。そして、ガスの別の一部が、切断加工を周囲からシールドしプラズマトーチの要素を冷却するために使用される。切断加工が完了すると、切断アークがしぼみ、プラズマトーチを通過するガスは、撹乱される。プラズマトーチを通過するガスの撹乱は、トーチ内の圧力差を創成する。トーチ内のこの圧力差は、インサートの溶解部を保持することに悪影響を与える。すなわち、かなり急な圧力変化により、インサートから溶解した材料の一部が効果的に吸い取られるか吹き飛ばされる。急激な圧力変化とプラズマトーチ要素の機械的移動が、個別にあるいは一緒になって、切断加工時に溶解したインサートの一部を取り除くことにより、インサートのライフサイクルを縮める。このような作動が、消耗材要素の消耗を増加させ、コストの増加と作業効率の悪化を招く。
【０００７】
それゆえ、プラズマトーチを制御して、プラズマ切断作業中に溶解した電極インサートの一部を固化することを可能にするプラズマ切断装置を設計することが求められることとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述した欠点に打ち勝つ装置とコントローラを提供する。コントローラは、プラズマ切断装置を制御して、プラズマトーチの消耗材要素の磨耗を低減するよう構成される。コントローラは、単一の引き金の作動中に、アークのしぼみと次に続くアークの発生との間の遅れを維持する。このような制御により、消耗材組立体の要素が冷却し、次に続くアークの発生に関連する要素の磨耗を低減させる。
【０００９】
それゆえ、本発明の一形態によれば、引き金により制御されアークを発生するプラズマトーチを有する溶接型装置が開示される。エア供給器は、プラズマトーチに接続され、そこへエア流れを送るように構成される。本装置は、コントローラを含む。コントローラは、エア供給器を制御し、引き金の作動を監視し、アーク停止を連続的に監視する。引き金が引かれている時、コントローラがアーク停止を検知すると、コントローラは、予め設定された時間エア流れを続行し、その後プラズマトーチ内にパイロット・アークを再び発生させる。
【００１０】
本発明の別の形態によれば、プラズマトーチに接続された電力源を有するプラズマ切断装置が開示される。電力源は、プラズマ切断電力を発生するように構成される。プラズマ切断装置は、コントローラを含む。コントローラは、プラズマトーチが、引き金の起動により第１アークを発生させ、引き金が引かれたままでプラズマトーチの消耗材要素がおおよそアーク前状態に戻った後にのみ、第１アークの消滅後に第２アークを発生させるよう制御する。
【００１１】
本発明のさらなる形態によれば、プラズマトーチ装置のコントローラが開示される。このコントローラは、プラズマトーチのアーク状態を監視し、アークがしぼみプラズマトーチ装置の引き金が引かれたままである場合は、次に続くアークの自動発生の前に遅れを開始する。
【００１２】
本発明に係る他の多様な特徴や利益は以下の詳細な説明や図面より明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明に係るプラズマ切断装置１０である。プラズマ切断装置１０は、典型的には約２３０直流電圧ボルト（ＶＤＣ）から３００超過ＶＤＣまでの範囲の開回路出力電圧を有する高電圧装置である。プラズマ切断装置１０は、原電力を調節しプラズマ切断仕様に対して適切な電力信号を発生する電力源１２を含む。電力源１２は、フィードバック信号を受け取りプラズマ切断装置１０の作動を監視するプロセッサ１３を含む。電力源１２は、ある場所から別の場所へ搬送するのに役立つハンドル１４を含む。トーチ１６が、ケーブル１８を介して電力源１２と接続されている。ケーブル１８は、トーチ１６に電力と圧縮エアまたはガスを供給し、さらにトーチ１６と電力源１２との間の情報伝達線の役割を果たす。トーチ１６は、引き金３１とハンドル部から伸びる作業チップ３２を有するハンドル部２９またはトーチボディを含む。トーチ１６に装着されて図示されているが、引き金３１は、電力源１２に接続されるかあるいはトーチ１６に対して遠隔位置に配置されても良いことは、本発明の請求範囲内であることが理解されよう。
【００１４】
また、被加工材用クランプ２０が、電力源１２に接続されている。クランプ２０は、切断される被加工材（図示せず）と接続し、アース線またはリターン路を備えるよう設計されている。ケーブル２２が、被加工材用クランプ２０を、電力源１２と接続している。ケーブル２２は、被加工材と被加工材用クランプ２０を通過するトーチ１６からの切断電流用としてアース線またはリターン路を備えるよう設計されている。電力ケーブル２４が、電力源１２の後部２３から伸びており、電力源１２を可搬式電力供給器２８か電力線コンセント（図示せず）のいずれかに接続するためのプラグ２６を有している。電力源１２は、オンオフ・スイッチ３０を含み、電流計、エア圧調整器、表示ライト、圧力計３６を含んでも良い。
【００１５】
切断を実行するために、トーチ１６が、クランプ２０に接続された被加工材の近くに置かれる。それから、ユーザーは、トーチ１６上の引き金３１を引き、電力と圧縮エアをトーチ１６の作業チップ３２へ供給し、パイロット・アーク（先立ち電弧）とプラズマジェットを発生させる。その後まもなく、ユーザーがトーチを被加工材へ動かし、切断アーク（電弧）が発生させられる。アークは、作業チップを通過し電極から被加工材へ移動する。ユーザーは、被加工材を横切ってトーチ１６を移動させることにより被加工材を切断することができる。ユーザーは、火花スパッタを低減するために切断速度を調整しても良いし、電流かつ／またはエア圧を調整することによりさらに貫通した切断を実行しても良い。ガスは、内部エア圧縮機または外部エア圧縮機により、圧縮ガス源３３からトーチ１６へ供給される。
【００１６】
図２に、プラズマ切断トーチ１６の消耗材組立体３８が部分破断面で示されている。消耗品組立体３８は、トーチ１６のハンドル部２９に装着されており、カソード部材または電極４２、およびアノード部材またはチップ４４を含む。電極４２は、ガス室４６内の中央に配置され、トーチ１６のハンドル部２９を介して電力源１２と電気的に接続するベース４７を有する。電極４２は、電極４２のベース４７と反対側の端５１に電極チップ４９を含む。プラズマ形成ガス４３は、スワールリング（図示せず）を通過し、複数の通路４５Ａからガス室４６へ供給される。ガス４３は、チップ４４の最終部４８を通過してガス室４６から出る。別の複数のガス通路４５Ｂは、シールド・ガス５３をシールド・ガス通路５０へ供給する。シールド・ガス通路５０は、チップ４４と、カップまたはキャップ５２と、消耗品組立体３８のキャップ５２とつながるシールド５５と、の間を延びている。
【００１７】
切断加工時、プラズマジェットは、チップ４４の最終部４８を通過して、シールド５５のテーパ付き開口６２を通過して、トーチ１６から出る。シールド・ガスの流れもまた、シールド５５のテーパ付き開口６２を通過して、トーチ１６から出て、通常プラズマジェットを包囲する。チップ４４の最終部４８と開口６２は、協働してプラズマ流をプラズマ室６４から集中した高密度のプラズマ流へと指向させる。プラズマ室６４は、電極４２とチップ４４の最終部４８の間のスペースに形成される。
【００１８】
パイロット・アークは、通常、プラズマ室６４内で、全体として接点として知られる、電極４２とチップ４４との間で形成される。トーチを通過するガス流れは、パイロット・アークを発生させるプラズマジェットへ変換される。図示のごとく、電極４２は、プラズマトーチ１６のアイドルまたは非作動時に電極４２がチップ４４と接触するように、チップ４４に対して移動可能である。引き金３１の起動により電流とエア流れが発生する。エア流れは、電極４２とチップ４４との間を分離し、電流と協働し電極４２とチップ４４との間でパイロット・アークを形成する。ガス室４６を通過するガス４３は、パイロット・アークをチップ４４のノズル部４８とシールド５５の開口６２を通過して、被加工材５４へと向けさせる。
【００１９】
トーチは、図示以外の要素の接触／分離を介してパイロット・アークを形成するように構築することもできることは理解されるであろうし特許請求の範囲内の思想でもある。例えば、プラズマトーチは、電極、チップ、ノズル、スワールリング、キャップの一部のいかなる組み合わせの間でも、接触／分離を介してパイロット・アークを発生させることができる。本発明は、「接触スタート」トーチであることよりもむしろ、高周波かつ／または高電圧スタート・トーチに共通して関連するものに対して等しく応用可能であることがさらに理解できよう。
【００２０】
切断作業時、パイロット・アークから始まる切断アークは、被加工材５４と電極４２のインサート５６との間で保持される。切断アークは、インサート５６の端５７の回りを渦巻き、トーチ１６からのプラズマ流れ内で被加工材５４へと進む。インサート５６は、導電性を持ち、その回りを渦巻くアークの高温高電力に関連する劣化に耐えるように構成されている。インサート５６は、所定の好ましい電気、熱、化学特性を表示し、好ましくはハフニウムまたはジルコニウムをベースとした金属から形成される。
【００２１】
インサート５６は、高い導電性を持ち、その回りを渦巻くプラズマアークに関連する劣化や磨耗に耐えるように構成されているが、インサート５６は磨耗に影響を受けないようになっている。プラズマ切断加工時、インサート５６の端５７は、インサート５６の端５７を溶解させる電流と温度の影響を受けている。インサートの溶解部は、溶解はしているが、インサート５６と接続している。アークがしぼんだ後、接点は、次のアークを発生させるために接点を再構築する必要がある。トーチを通過する浮遊エアにより、接点は互いに係合することができる。アーク消滅後まもなく接点が接触を始める場合、インサート磨耗に有害な影響を与えるいくつかの形態がある。
【００２２】
一つの形態として、接点が再び接触を始めるのを可能にするエアのオフ操作は、電極のインサートを含むプラズマトーチの要素の冷却を妨げる。電極のインサートは、インサートの溶解部分が固化するために長さが必要である。第２の形態として、トーチを通過するエアのオフ操作と関連する圧力変化は、溶解部分がインサート５６から吸い取られるか吹き飛ばされることを引き起こす可能性がある。第３の形態である、即時のアークの再構築と関連するインサート磨耗の悪影響は、接点の開閉に関連する機械力である。接点の作動により、インサート５６の一部が除去されることが可能になる。図３を参照して以下に論ずるが、アークがしぼんだ後、次のアーク発生の前に、遅れが始まる。その時、引き金は、引かれたままであり、インサートの溶解部が固化するのを可能とする。このような制御された遅れは、アークが消滅した後のアーク発生に関連するインサート磨耗を低減する。
【００２３】
プラズマトーチ１６は、プラズマトーチ１６の作動モードを制御するよう構成されたコントローラ６８を含む。コントローラ６８は、トーチ１６の中へ組み込まれて図示されているが、電力源とプラズマトーチとの間を通過するケーブルに接続されているか、好ましくは電力源の中へ配置されても良いと理解される。エキスパンデッドメタル作動モード時、引き金３１を１回引くことにより、アークは、パイロット・アークと切断アークとの間で繰り返し変更される。トーチ１６が被加工材５４に近い材質である時、切断アークが発生され、トーチ１６に近い材料が無い時、トーチ１６は、トーチ１６内部でパイロット・アークを保持する。
【００２４】
図３に、プラズマ切断装置を作動するためのテクニック８０を示す。テクニック８０は、電力源のオン操作のようなプラズマ切断装置の初期化８２によりスタートする。プラズマ切断装置に電力を与えることにより、装置は、アイドルモード８４に入る。アイドルモード８４は、引き金を動かさないでオン操作を続行しながら、プラズマ切断装置の作動準備ができていることを表示する。８６でプラズマ切断装置の引き金が引かれる時（８８）、９０で装置は、パイロット・アーク回路が作動可能となり、プラズマトーチがパイロット・アークを発生させ保持させることが可能となる。８６で引き金が引かれない時（９２）、プラズマ切断装置は、アイドルモード８４で保持される。
【００２５】
９０でパイロット・アーク回路が作動可能になると、９４でパイロット・アーク電流が、トーチの接点へ供給される。９４においてパイロット・アーク電流は、パイロット・アークを保持し、切断アークを開始するのに十分なものである。すなわち、トーチが被加工材の近傍に置かれた時、パイロット・アーク電流の一部は、プラズマトーチと被加工材との間で初期切断アークを発生させるために十分なものとなる。本装置は、パイロット・アークの状態を監視して、電流が被加工材へのリード（導線）内に存在する時、または被加工材へのアーク伝達を表示するパイロット・アーク電流の変化が存在する時を決定する。
【００２６】
本装置は、所定時間または中断時に（アーク）伝達が無い（１００）時、パイロット・アークを保持するように構成されている。引き金の中断１０２に十分な時間において伝達無し（１００）にパイロット・アークが保持される場合、本装置は、パイロット回路を作動不能にし、パイロット電流をオフにし、引き金をゆるめるのを待ち、以下に論ずる後流れ１２０へ向かう。中断１０２は、オペレータがプラズマ切断を実行する準備ができる前にトーチの引き金が引かれた時に利用される。好ましくは、オペレータがトーチの引き金を引き、パイロット・アークが発生し、パイロット・アークが３〜５秒間被加工材へ伝達されない場合、パイロット・アークは、消滅し、オペレータは、次のパイロット・アークを発生させるためプラズマトーチの引き金を再び引くことを要求される。または、パイロット・アークが構築されるまで、パイロット・アークが保持されることも可能である。
【００２７】
パイロット・アークの伝達が検知された時（１０８）、ステップ９０で作動可能となったパイロット・アーク回路は作動不能となり、１１２で切断電流がプラズマトーチに供給される。切断加工を実行するのに必要な電流は、アークを伝達するのに必要なパイロット・アーク電流より一般的に大きいと理解されている。当然、パイロット・アーク電流から切断電流への移行は、個々のユーザーや仕様に依存しており、それらに従って変化可能である。すなわち、特定のユーザーや仕様は、他のユーザーや仕様より迅速な応答を要求するかもしれない。従って、パイロット・アーク電流から切断アーク電流への移行は、おおむね瞬時、漸増、ランプ（傾斜）の各応答のいずれかであることが想像できよう。
【００２８】
一旦、切断電流が供給されると（１１２）、本装置は、エキスパンデッドメタルモード（ＥＭＭ）タイマを開始する（１１４）。タイマ１１４が稼動すると、本装置はプラズマトーチの引き金状態を監視する。タイマ１１４が開始した後、引き金が外されると（１１８）、加工８０は、後流れ１２０においてトーチを通過するエア流れを維持する。後流れ１２０は、トーチを通過するガス流れを維持し、後流れが完了する前に引き金によるプラズマトーチの次に続く再スタートを可能にする。好ましくは、後流れ１２０により、引き金が外されてから５〜２０秒間、エアがトーチを通過して流れる。トーチを通過するエア流れを維持することにより、切断作業の後、トーチを迅速に冷却することが可能となる。後流れ１２０の完了で、エア流れはオフされ（１２２）、これにより接点は互いに再係合が可能となり、プラズマトーチを、次のプラズマ切断加工のためにアイドルモード８４へ戻すこととなる。次に続くプラズマ切断加工は、アークを再構築するために引き金操作８８を必要とする。
【００２９】
引き金が外されない場合（１２４）、切断アークがアーク停止直前かどうかを監視する（１２６）。アーク停止直前１２６は、切断アークの電流、切断アーク電力信号により経験される抵抗、その他のプラズマトーチ操作パラメータの変化から決定することができる。切断アークのしぼみ直前が検知されれば（１２８）、パイロット・アーク回路が作動可能となり（９０）、切断アークがパイロット・アーク状態へ変換されることが可能となる。切断アークのしぼみまたは停止１２８の前にパイロット・アーク回路が作動可能となることにより（９０）、アークの完全な消失、またはしぼみ、または消滅は、切断アークをパイロット・アークへ変換することにより避けられる。アーク停止直前が検知されない場合（１３０）、本装置は、タイマ１１４が要求エキスパンデッドメタル切断時間を超過しているか否かをチェックする（１３２）。タイマ１１４が要求エキスパンデッドメタル切断時間を超過していなかった場合（１３４）、本装置は、引き金位置を監視するステップ（１１６）へリターンする。好ましくは、要求ＥＭＭ切断時間は、約３秒間である。すなわち、切断アークが少なくとも３秒間維持されない場合、本装置は、プラズマトーチの引き金を再操作することなく切断アークをパイロット・アークへ変換することを可能とする。ＥＭＭ切断時間の３秒間は、単に典型例であり、他の時間を要求しても良い。エキスパンデッドメタルモード１３６は、切断アークがエキスパンデッドメタル切断時間より長く（１３８）維持されるまで、引き金の単一操作状態で（８８）パイロット・アーク状態と切断アーク状態との間でアークの繰り返し変換を可能にする。
【００３０】
所定時間後、エキスパンデッドメタルモードから通常の切断モードへの自動スイッチによる切替えにより、プラズマ切断装置の作動モードの制御は、ユーザーの要求出力に基づいて自動制御されることが可能となる。なぜなら、エキスパンデッドメタルは、一般に軽い規格材料であり、中実の材料より低い切断電流で良いからである。オペレータの要求出力の選択を監視することにより、コントローラは、ユーザーの要求出力に基づいてプラズマ切断装置の作動モードを制御することが可能となる。
【００３１】
切断アークが、要求エキスパンデッドメタルモード時間より長く維持された後（１３８）、または出力が要求出力から許容誤差を超えて外れる場合、本装置は、エキスパンデッドメタルモード１３６を出て、非エキスパンデッドメタルモードまたはソリッドメタルモード１４０に入る。ソリッドメタルモード１４０において、切断アークは、切断が完了するまで維持され、トーチは被加工材から再移動され引き金が外される。本装置は、引き金状態を監視し（１４４）、引き金が外された時（１４６）、加工プロセスはプラズマ切断電流を作動不能にし後流れ１２０に入る。前述したように、後流れ１２０は、アークがしぼんだ後もトーチを通過するエア流れを続行し、トーチの内部要素を冷却する。引き金が外されず（１４８）、アーク停止が検知されない場合（１５０、１５２）、引き金が外される（１４４、１４６）かアークのしぼみが検知される（１５０、１５４）まで、切断アークは維持される（１４２）。
【００３２】
アークがしぼみ（１５４）引き金が外されていない場合（１４８）、制御された遅れが開始する（１５６）。制御された遅れ１５６の時、アーク電流は作動不能であるが、トーチを通過するエア流れは所定時間維持される。好ましくは、遅れ１５６の時間は、約０.５秒である。当然、他の時間も利用可能であり、考慮される。遅れ１５６の時間中にプラズマトーチを通過するエア流れを維持することにより、プラズマトーチの接点の分離が維持される。トーチを通過するエア流れと関連して、接点を閉じるのを遅らすことにより、切断作動時に溶解したインサートの一部を接点が閉鎖する前に固化させることが可能となる。このような構成により、アークがしぼんだ後に引き金が外されていない時、消耗材たる電極のインサートにより経験される磨耗が低減する。
【００３３】
遅れ１５６の後、プラズマトーチを通過するエアをオフする（１５８）。これにより、接点が閉じるか係合された配置へ戻ることが可能となる。引き金がまだ引かれており（１５４）、遅れ１５６が実行され、エアがオフされる（１５８）と、本装置は、パイロット・アーク回路が再び作動可能となる（９０）。これにより、プラズマトーチが次のアークを発生することが可能となる。
【００３４】
上述したテクニック８０により、引き金を再び引くこと無しに初期アークがしぼんだ後に次のアークを発生させることが可能となる。さらに、本発明に係るプラズマ切断装置は、プラズマ切断装置の作動を自動的に切換え、アークを、エキスパンデッドメタル作動モードと、非エキスパンデッドまたはソリッドメタル作動モードと、の間で繰り返し変換することを可能にする。エキスパンデッドメタル作動モードは、パイロット・アーク状態と切断アーク状態とを切換え、非エキスパンデッドまたはソリッドメタル作動モードは、アーク消滅とアーク構築を単一の引き金作動により可能にする（これにより、パイロット・アークも切断アークも存在しない）。このような加工プロセスは、複数の作動モードの間でプラズマ切断装置を自動的に非機械的に切り換える。
【００３５】
さらに、引続き切断作業をオペレータが要求することを示すために、アークが消滅した後に引き金が係合されたままの時、プラズマトーチの接点の再係合を遅らせることにより加工プロセスは、消耗材組立体のインサートにより経験される磨耗を低減させる。このような構成により、インサートのいかなる溶解部も、次のアークの発生前に固化させることが可能となる。これにより、接点の移動や次のアーク発生と関連するインサートの磨耗が低減される。
【００３６】
それゆえ、本発明に係る一実施形態は、引き金により制御されてアークを発生させるように構成されたプラズマトーチを有する溶接型装置を含む。エア供給器はプラズマトーチに接続され、そこへエア流れを送るよう構成されている。本装置は、コントローラを含む。コントローラは、エア供給器を制御し引き金の起動を監視し、アーク停止を連続的に監視するように構成されている。引き金が引かれている時、コントローラがアーク停止を検知すると、コントローラは、予め設定された時間エア流れを続行し、その後プラズマトーチ内にパイロット・アークを再び発生させる。
【００３７】
本発明に係る別の実施形態は、引き金により起動されるプラズマトーチに接続された電力源を有するプラズマ切断装置を含む。電力源は、プラズマ切断電力を発生するように構成される。プラズマ切断装置は、コントローラを含む。コントローラは、プラズマトーチが、引き金の起動により第１アークを発生させ、引き金が引かれたままでプラズマトーチの消耗材要素がおおよそアーク前状態に戻った後にのみ、第１アークの消滅後に第２アークを発生させるよう制御する。
【００３８】
本発明に係るさらなる別の実施形態は、プラズマトーチ装置のコントローラを含む。このコントローラは、プラズマトーチのアーク状態を監視し、アークがしぼみプラズマトーチ装置の引き金が引かれたままである場合は、次に続くアークの自動発生の前に遅れを開始する。
【００３９】
当業者は、以下のことを十分に認識しているはずである。すなわち、前述のプラズマ切断装置は、本発明に係るプラズマ切断装置の一例である。提示された以外のアーク開始テクニックを有するトーチも想像可能であり本願請求範囲内である。
【００４０】
本発明は、好適な実施形態を用いて以上のごとく記述された。この記述例から外れた等価例、選択可能例、変形例が可能であり、添付の本願請求範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るプラズマ切断装置の概観図である。
【図２】図１のトーチ組立体の部分断面図である。
【図３】図１のプラズマ切断装置が基づいて作動する制御技術である。
【図１】
2006187808.tif 000003
【図２】
2006187808.tif 000004
【図３】
2006187808.tif 000005
【外国語明細書】
2006187808000001.pdf