FR3008271A1

FR3008271A1 - ANTI-ROTATION DEVICE FOR ARC PLASMA TORCH COMPONENTS

Info

Publication number: FR3008271A1
Application number: FR1356549A
Authority: FR
Inventors: Laurentis Cataldo De; Krishen Vithelingum; Thierry Renault
Original assignee: Air Liquide Welding France
Current assignee: Lincoln Electric Co France SA
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-09

Abstract

L'invention concerne un ensemble pour torche à plasma d'arc formé d'un premier composant et d'un deuxième composant choisis parmi un porte-tuyère (1), un porte-électrode (2), un bloc isolant électrique (3), une tuyère amont (4), une tuyère aval (5), une coiffe intermediaire (6) et un diffuseur amont (7), les premier et deuxième composants étant à symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal (AA). Selon l'invention, le premier composant comprend au moins une protubérance (9) et le deuxième composant comprend au moins un orifice (10) dans lequel vient se loger au moins une partie de ladite protubérance (9) de manière à empêcher toute rotation autour de l'axe longitudinal (AA) du premier composant par rapport au deuxième composant lors du vissage ou du dévissage d'un pièce de maintien (11) dans ou autour desdits premier ou deuxième composants.The invention relates to an arc plasma torch assembly formed of a first component and a second component selected from a nozzle holder (1), an electrode holder (2) and an electrical insulating block (3). , an upstream nozzle (4), a downstream nozzle (5), an intermediate cap (6) and an upstream diffuser (7), the first and second components being symmetrical about a longitudinal axis (AA). According to the invention, the first component comprises at least one protuberance (9) and the second component comprises at least one orifice (10) in which at least a portion of said protuberance (9) is housed so as to prevent any rotation around it the longitudinal axis (AA) of the first component relative to the second component when screwing or unscrewing a holding member (11) in or around said first or second component.

Description

L'invention concerne un ensemble de composants pour torche à plasma d'arc à assemblage amélioré, ainsi qu'une torche à plasma d'arc comprenant ledit ensemble et un procédé de coupage par plasma d'arc mettant en oeuvre ladite torche. Habituellement, une torche à plasma d'arc, en particulier une torche de coupage par plasma d'arc, comprend une embase alimentée en courant et une tête de torche connectée à ladite embase, l'embase étant fixée à une machine de coupage et servant d'interface entre la tête de torche et le générateur de courant, le générateur haute tension / haute fréquence servant à l'amorçage de l'arc électrique ainsi que les alimentations en fluides équipant une installation de coupage par plasma d'arc.The invention relates to a set of components for an improved assembly arc plasma torch, and to an arc plasma torch comprising said assembly and an arc plasma cutting method using said torch. Usually, an arc plasma torch, in particular an arc plasma cutting torch, comprises a current-fed base and a torch head connected to said base, the base being attached to a cutting machine and serving interface between the torch head and the current generator, the high-voltage / high-frequency generator used to ignite the electric arc and the fluid feeds equipping an arc plasma cutting plant.

Une tête de torche comprend les composants nécessaires à l'établissement de l'arc électrique mis en oeuvre dans un procédé de coupage par plasma d'arc, en particulier une électrode, munie en son extrémité d'un insert thermo-émissif, et une tuyère amont munie d'un canal de sortie. Ces composants sont supportés respectivement par un porte-électrode et un porte-tuyère. Une tête de torche comprend en outre un bloc isolant électrique assurant une isolation électrique entre le porte-électrode et le porte-tuyère. Au cours de la phase de coupage, un arc électrique est établi entre l'électrode, plus précisément au niveau d'un insert thermo-émissif situé à l'extrémité inférieure de l'électrode, et la pièce métallique à découper. La chambre d'arc, définie par le volume compris entre l'électrode et la tuyère amont, est alimentée par un flux de gaz plasmagène qui est ionisé dans l'arc électrique. Cette alimentation se fait au moyen d'un diffuseur amont, généralement muni de plusieurs orifices d'injection permettant d'injecter le gaz dans la chambre d'arc. Le flux de gaz plasmagène circule jusqu'au canal de la tuyère amont dans lequel s'opère la constriction de l'arc. Il s'ensuit l'éjection par la tuyère d'un jet de plasma d'arc dont la forte densité de puissance permet de fournir la chaleur nécessaire à la fusion du matériau constitutif de la pièce à découper. La torche peut également comprendre une tuyère aval agencée en aval de la tuyère amont et permettant de distribuer un flux de fluide de protection autour du jet de plasma d'arc. Le gaz de protection est distribué jusqu'à la tuyère aval au moyen d'une coiffe intermédiaire portant un diffuseur aval.A torch head comprises the components necessary for the establishment of the electric arc used in an arc plasma cutting process, in particular an electrode, provided at its end with a thermo-emissive insert, and a upstream nozzle provided with an outlet channel. These components are supported respectively by an electrode holder and a nozzle holder. A torch head further comprises an electrical insulating block providing electrical insulation between the electrode holder and the nozzle holder. During the cutting phase, an electric arc is established between the electrode, more precisely at a thermo-emissive insert located at the lower end of the electrode, and the metal piece to be cut. The arc chamber, defined by the volume between the electrode and the upstream nozzle, is fed by a flow of plasma gas which is ionized in the electric arc. This supply is done by means of an upstream diffuser, generally provided with several injection ports for injecting the gas into the arc chamber. The flow of plasmagenic gas flows to the channel of the upstream nozzle in which the constriction of the arc takes place. It follows the ejection by the nozzle of an arc plasma jet whose high power density can provide the heat necessary for the melting of the material constituting the workpiece. The torch may also comprise a downstream nozzle arranged downstream of the upstream nozzle and for distributing a flow of protective fluid around the arc plasma jet. The shielding gas is distributed to the downstream nozzle by means of an intermediate cap carrying a downstream diffuser.

De façon connue en soi, le diffuseur aval et/ou la coiffe intermédiaire peut comprendre des moyens de création d'un vortex de fluide, généralement du gaz ou de l'eau, qui est éjecté par la tuyère aval et se propage jusqu'à la pièce à découper en tourbillonnant autour du plasma d'arc produit par la torche. Un pièce de maintien, ou écrou, est en général agencé à l'extrémité aval de la tête de torche, de préférence par vissage, de manière à maintenir les différents composants de la torche assemblés les uns aux autres. Or, une installation de coupage plasma doit pouvoir découper une large gamme de matériaux et d'épaisseurs. Typiquement, la plage des épaisseurs de tôle à couper est comprise entre 0.5 mm et 50 mm pour des pièces en acier doux et entre 0.5 mm et 120 mm pour des pièces en acier inoxydable. Le tableau 1 illustre ainsi l'évolution de l'intensité selon les épaisseurs de matériau découpé. A chaque procédé, c'est-à-dire un type de gaz plasmagène, une pression, une intensité du courant, correspond un jeu de consommables comprenant une électrode, une tuyère amont et/ou une tuyère aval de profils internes spécifiques, un diffuseur amont et/ou aval dont les orifices d'injection ont des dimensions et formes particulières. Tableau 1 ACIER DOUX ACIER INOXYDABLE Intensité [A] Epaisseur [mm] Intensité [A] Epaisseur [mm] 30 0.5 - 3 20 0.5 - 3 50 0.8 - 6 40 et 60 1 - 6 80 4-10 90 4-12 130 8-20 120 10 - 30 200 12 - 25 200 15 - 40 260 15 - 35 280 30 - 50 400 20 - 50 400 35 - 70 Un opérateur mettant en oeuvre le procédé de coupage plasma est donc amené à monter et démonter un grand nombre de fois les composants de la torche selon les besoins de production. La facilité de montage et démontage des consommables est donc un facteur crucial en termes de productivité et de réduction des risques d'erreurs dans l'assemblage des composants de torche pouvant affecter le fonctionnement du procédé et la durée de vie des composants. En outre, en raison de la fréquence de remplacement des consommables, il est important de maîtriser leur coût de fabrication. Pour cela, il faut que les consommables soient faciles à usiner. On privilégie donc l'utilisation de pièces à géométrie axisymétrique, c'est-à-dire à symétrie de révolution ou cylindrique, réalisables par de simples opérations de tournage et/ou de perçage, plutôt que par fraisage ou d'autres méthodes d'usinage plus complexes. C'est le cas notamment pour la coiffe intermédiaire portant le diffuseur aval, qui vient se loger dans un logement correspondant de la torche. Cette coiffe intermédiaire permet notamment l'assemblage de différents composants de la torche et peut assurer une isolation électrique entre la tuyère amont et la tuyère aval. En général, la coiffe intermédiaire est munie d'un filet sur lequel vient se visser l'écrou de maintien des composants de la torche. Le phénomène de rotation du diffuseur aval dans son logement induit par le vissage de l'écrou n'est alors réduit que par des organes d'étanchéité tels des joints toriques agencés entre la coiffe intermédiaire et le logement.In a manner known per se, the downstream diffuser and / or the intermediate cap may comprise means for creating a fluid vortex, generally gas or water, which is ejected by the downstream nozzle and propagates up to the piece to be cut by swirling around the arc plasma produced by the torch. A holding part, or nut, is generally arranged at the downstream end of the torch head, preferably by screwing, so as to maintain the various components of the torch assembled to each other. However, a plasma cutting plant must be able to cut a wide range of materials and thicknesses. Typically, the range of sheet metal thicknesses to be cut is between 0.5 mm and 50 mm for mild steel parts and between 0.5 mm and 120 mm for stainless steel parts. Table 1 thus illustrates the change in intensity according to the thicknesses of cut material. Each process, that is to say a type of plasma gas, a pressure, a current intensity, corresponds to a set of consumables comprising an electrode, an upstream nozzle and / or a downstream nozzle of specific internal profiles, a diffuser upstream and / or downstream whose injection orifices have particular dimensions and shapes. Table 1 SOFT STEEL STAINLESS STEEL Intensity [A] Thickness [mm] Intensity [A] Thickness [mm] 30 0.5 - 3 20 0.5 - 3 50 0.8 - 6 40 and 60 1 - 6 80 4-10 90 4-12 130 8 -20 120 10 - 30 200 12 - 25 200 15 - 40 260 15 - 35 280 30 - 50 400 20 - 50 400 35 - 70 An operator implementing the plasma cutting method is therefore made to assemble and disassemble a large number times the torch components according to production needs. The ease of assembly and disassembly of consumables is therefore a crucial factor in terms of productivity and reducing the risk of errors in the assembly of torch components that can affect the operation of the process and the service life of the components. In addition, because of the frequency of replacement of consumables, it is important to control their manufacturing cost. For this, the consumables must be easy to machine. We therefore favor the use of axisymmetric geometry pieces, that is to say to symmetry of revolution or cylindrical, achievable by simple operations of turning and / or drilling, rather than by milling or other methods of more complex machining. This is particularly the case for the intermediate cap carrying the downstream diffuser, which is housed in a corresponding housing of the torch. This intermediate cap allows in particular the assembly of different components of the torch and can provide electrical insulation between the upstream nozzle and the downstream nozzle. In general, the intermediate cap is provided with a thread on which is screwed the retaining nut of the components of the torch. The phenomenon of rotation of the downstream diffuser in its housing induced by the screwing of the nut is then reduced only by sealing members such as O-rings arranged between the intermediate cap and the housing.

Toutefois, ces solutions ne sont pas complètement satisfaisantes. L'effort de frottement fourni par ces joints n'est pas suffisant à empêcher totalement la rotation du diffuseur aval dans son logement pendant le dévissage de l'écrou. Cela peut rendre difficile, voire impossible, le démontage de l'écrou. En outre, la rotation de la coiffe intermédiaire dans son logement s'oppose au vissage de l'écrou et donc au positionnement correct de la tuyère aval.However, these solutions are not completely satisfactory. The friction force provided by these seals is not sufficient to completely prevent the rotation of the downstream diffuser in its housing during the unscrewing of the nut. This can make it difficult, if not impossible, to disassemble the nut. In addition, the rotation of the intermediate cap in its housing opposes the screwing of the nut and therefore to the correct positioning of the downstream nozzle.

Ces problèmes sont accentués par les déformations des joints dues à leur vieillissement, les saletés qui s'introduisent dans les filets et grippent l'assemblage par filetage. Ils se posent également avec d'autres ensembles de composants de la torche. Une solution existante pour remédier à cela consiste à utiliser des composants à profil non axisymétrique. Par exemple, le document W02011000337 divulgue une torche à plasma dans laquelle la tuyère amont est indexée par rapport au porte tuyère grâce à un usinage particulier de sa surface externe. Toutefois, cette solution n'est pas idéale car elle conduit à une augmentation significative du coût de fabrication des composants du fait de leur géométrie complexe, ce qui nuit à la productivité globale de l'installation de coupage plasma.These problems are accentuated by the deformations of the joints due to their aging, the dirt which is introduced into the threads and seize the assembly by threading. They also arise with other sets of torch components. An existing solution to remedy this is to use non-axisymmetric profile components. For example, the document WO2011000337 discloses a plasma torch in which the upstream nozzle is indexed relative to the nozzle holder by means of a particular machining of its external surface. However, this solution is not ideal because it leads to a significant increase in the manufacturing cost of the components due to their complex geometry, which affects the overall productivity of the plasma cutting plant.

Au vu de cela, le problème à résoudre est de pallier tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus, en améliorant notamment l'assemblage de composants d'une torche à plasma d'arc les uns aux autres, sans engendrer une augmentation excessive du coût de fabrication desdits composants. La solution de l'invention est alors un ensemble pour torche à plasma d'arc formé d'un 30 premier composant et d'un deuxième composant choisis parmi un porte-tuyère un porte-électrode, un bloc isolant électrique, une tuyère amont, une tuyère aval, une coiffe intermédiaire et un diffuseur amont, les premier et deuxième composants étant à symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal, caractérisé en ce que le premier composant comprend au moins une protubérance et le deuxième composant comprend au moins un orifice dans lequel vient se loger au moins une partie de ladite protubérance de manière à empêcher toute rotation autour de l'axe longitudinal du premier composant par rapport au deuxième composant lors du vissage ou du dévissage d'un pièce de maintien dans ou autour desdits premier ou deuxième composants. Par ailleurs, selon le mode de réalisation considéré, l'ensemble de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'orifice s'étend le long dudit axe longitudinal depuis une face amont du deuxième composant et la protubérance s'étend le long dudit axe longitudinal depuis une face aval du premier composant en direction de l'orifice. - le profil externe de la protubérance est au moins partiellement complémentaire du profil interne de l'orifice. - l'orifice comprend un évidement cylindrique, de préférence avec fond conique ou 15 tronconique. - le premier composant comprend une pluralité de protubérances. - les protubérances sont réparties de façon équidistante au niveau de la face aval. - les premier et deuxième composant sont maintenus assemblés au moyen d'une pièce de maintien vissée dans ou autour du premier ou du deuxième composant. 20 Selon un autre aspect, l'invention concerne une pièce de maintien conformée pour maintenir assemblés les premier et deuxième composant d'un ensemble selon l'une des revendications précédentes par vissage dans ou autour du premier ou du deuxième composant. Par ailleurs, l'invention a trait à une torche à plasma d'arc comprenant au moins un ensemble et un pièce de maintien selon l'invention, ainsi qu'à un procédé de coupage par plasma 25 d'arc d'une pièce métallique mettant en oeuvre une telle torche à plasma d'arc. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante faite en références aux Figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue en coupe d'une torche à plasma d'arc selon l'art antérieur, c'est-à-dire sans mise en oeuvre de la solution de l'invention, 30 - la Figure 2 est une vue en coupe selon un autre plan de la coiffe intermédiaire selon l'art antérieur, - la Figure 3 est une vue en coupe d'une torche à plasma d'arc comprenant un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention, - la Figure 4 est une vue en coupe partielle de l'ensemble de la Figure 3, - la Figure 5 est une vue en coupe partielle d'un deuxième composant d'un ensemble selon le mode de réalisation de l'invention illustré en Figure 3, et - la Figure 6 est une vue de dessus du deuxième composant de la Figure 5. La Figure 1 schématise les composants d'une torche à plasma d'arc selon l'art antérieur, à savoir l'électrode 8, munie en son extrémité inférieure d'un insert thermo-émissif 8a, la tuyère amont 4, le diffuseur de gaz plasmagène, aussi appelé diffuseur amont 7, le porte-tuyère 1 sur lequel la tuyère amont 4 est assemblée, et le porte-électrode 2 sur lequel l'électrode 8 est assemblée. Un bloc isolant 3 formé d'un matériau électriquement isolant est agencé entre le porte-électrode 2 et le porte-tuyère 1. L'électrode 8 et la tuyère amont 4 définissant entre elles la chambre d'arc 20 alimentée en gaz plasmagène par l'intermédiaire du diffuseur amont 7. Optionnellement, la tête de torche peut comprendre une tuyère aval 5, une coiffe intermédiaire 6 et un diffuseur de fluide aval 25 alimentant en liquide ou en gaz la tuyère aval 5. Ces éléments sont positionnés en aval du diffuseur amont 7. La tuyère aval 5 peut assurer différentes fonctions telles que le refroidissement de la tuyère amont 4 ou encore la distribution d'un flux de gaz secondaire ou d'un vortex de fluide, notamment d'eau, autour de la colonne d'arc établie entre l'électrode et la pièce à découper. La tuyère aval peut ainsi comprendre plusieurs rainures, usinées de préférence tangentiellement à l'orifice de sortie de la tuyère aval. L'eau de vortex est injectée par les rainures et se propage en tourbillonnant jusqu'à l'orifice de sortie de la tuyère aval. Une pièce de maintien 11, ou écrou, est en général agencée et serrée à l'extrémité aval de la tête de torche, de préférence par vissage, de manière à maintenir les différents composants de la torche assemblés les uns aux autres. A noter que les directions amont et aval sont définies en suivant la direction donnée par la flèche sur l'axe longitudinal AA de la torche. Comme on le voit sur la Figure 1, les composants de la torche sont en général des pièces de révolution comprenant un évidement axial logées les unes dans les autres. Leurs axes de symétrie sont alignés suivant l'axe longitudinal AA de la torche.In view of this, the problem to be solved is to overcome all or some of the disadvantages mentioned above, in particular by improving the assembly of components of an arc plasma torch to each other, without causing an excessive increase in manufacturing cost of said components. The solution of the invention is then a set for an arc plasma torch formed of a first component and a second component chosen from a nozzle holder, an electrode holder, an electrical insulating block, an upstream nozzle, a downstream nozzle, an intermediate cap and an upstream diffuser, the first and second components being symmetrical about a longitudinal axis, characterized in that the first component comprises at least one protuberance and the second component comprises at least one orifice wherein at least a portion of said protuberance is received so as to prevent any rotation about the longitudinal axis of the first component relative to the second component when screwing or unscrewing a holding member in or around said first or second components. Moreover, according to the embodiment considered, the assembly of the invention may comprise one or more of the following features: the orifice extends along said longitudinal axis from an upstream face of the second component and the protuberance extends along said longitudinal axis from a downstream face of the first component towards the orifice. the external profile of the protuberance is at least partially complementary to the internal profile of the orifice. the orifice comprises a cylindrical recess, preferably with a conical or frustoconical bottom. the first component comprises a plurality of protuberances. - The protuberances are distributed equidistantly at the downstream face. the first and second components are held together by means of a retaining piece screwed into or around the first or the second component. According to another aspect, the invention relates to a retaining piece shaped to maintain assembled the first and second components of an assembly according to one of the preceding claims by screwing in or around the first or the second component. Furthermore, the invention relates to an arc plasma torch comprising at least one assembly and a retaining piece according to the invention, as well as to a method of plasma arc cutting of a metal part. implementing such an arc plasma torch. The invention will now be better understood thanks to the following detailed description given with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a sectional view of an arc plasma torch according to the prior art; that is to say without implementation of the solution of the invention, - Figure 2 is a sectional view along another plane of the intermediate cap according to the prior art, - Figure 3 is a sectional view of An arc plasma torch comprising an assembly according to one embodiment of the invention; - Figure 4 is a partial sectional view of the assembly of Figure 3; - Figure 5 is a partial sectional view. a second component of an assembly according to the embodiment of the invention illustrated in Figure 3, and - Figure 6 is a top view of the second component of Figure 5. Figure 1 shows schematically the components of a arc plasma torch according to the prior art, namely the electrode 8, provided at its end lower part of a thermo-emissive insert 8a, the upstream nozzle 4, the plasma gas diffuser, also called the upstream diffuser 7, the nozzle holder 1 on which the upstream nozzle 4 is assembled, and the electrode holder 2 on which the electrode 8 is assembled. An insulating block 3 formed of an electrically insulating material is arranged between the electrode holder 2 and the nozzle holder 1. The electrode 8 and the upstream nozzle 4 defining between them the arc chamber 20 supplied with plasma gas by means of 7. Optionally, the torch head may comprise a downstream nozzle 5, an intermediate cap 6 and a downstream fluid diffuser 25 supplying liquid or gas to the downstream nozzle 5. These elements are positioned downstream of the diffuser upstream 7. The downstream nozzle 5 can perform various functions such as the cooling of the upstream nozzle 4 or the distribution of a secondary gas flow or a vortex of fluid, in particular water, around the column of arc established between the electrode and the piece to be cut. The downstream nozzle may thus comprise a plurality of grooves, machined preferably tangentially to the outlet orifice of the downstream nozzle. The vortex water is injected through the grooves and propagates by swirling to the outlet of the downstream nozzle. A holding member 11, or nut, is generally arranged and clamped to the downstream end of the torch head, preferably by screwing, so as to maintain the various components of the torch assembled to each other. Note that the upstream and downstream directions are defined in the direction given by the arrow on the longitudinal axis AA of the torch. As seen in Figure 1, the components of the torch are generally parts of revolution comprising an axial recess accommodated in each other. Their axes of symmetry are aligned along the longitudinal axis AA of the torch.

C'est le cas en particulier de la coiffe intermédiaire 6 qui vient s'engager dans un logement correspondant dans la torche. La coiffe intermédiaire 6 peut comprendre plusieurs rainures 12, usinées de préférence tangentiellement à l'orifice de sortie de la tuyère aval. Cette coiffe intermédiaire 6 supporte en général un diffuseur aval 25 comportant généralement à son extrémité aval plusieurs orifices 24 permettant une distribution de fluide de vortex. Le fluide se propage en tourbillonnant jusqu'à l'orifice de sortie de la tuyère aval. La coiffe intermédiaire 6 est munie sur au moins une partie de sa surface externe d'un filet 23 sur lequel vient se visser l'écrou 11. Le frottement de joints toriques 21 agencés entre la surface interne du logement et la surface externe de la coiffe intermédiaire 6 s'oppose à une rotation de la coiffe intermédiaire 6 dans son logement, un joint torique 22 peut aussi être agencé entre une surface interne du diffuseur aval 7 et une surface externe de la tuyère amont 4.This is the case in particular of the intermediate cap 6 which engages in a corresponding housing in the torch. The intermediate cap 6 may comprise several grooves 12, machined preferably tangentially to the outlet orifice of the downstream nozzle. This intermediate cap 6 generally supports a downstream diffuser 25 generally having at its downstream end a plurality of orifices 24 for distributing vortex fluid. The fluid propagates by swirling to the outlet of the downstream nozzle. The intermediate cap 6 is provided on at least a portion of its outer surface with a thread 23 on which is screwed the nut 11. The friction of O-rings 21 arranged between the inner surface of the housing and the outer surface of the cap intermediate 6 opposes a rotation of the intermediate cap 6 in its housing, an O-ring 22 can also be arranged between an inner surface of the downstream diffuser 7 and an outer surface of the upstream nozzle 4.

La Figure 2 présente une vue détaillée d'un agencement de coiffe intermédiaire 6 et de diffuseur aval 25. Comme expliqué précédemment, l'effort de frottement fourni par les joints n'est pas suffisant pour empêcher la rotation de la coiffe intermédiaire dans son logement pendant le vissage ou le dévissage de la pièce de maintien 11. Il s'ensuit des difficultés de démontage de l'écrou ainsi que des erreurs de positionnement de la tuyère aval lors du montage de l'écrou. Pour remédier à cela, la présente invention propose un ensemble pour torche à plasma d'arc formé d'un premier composant et d'un deuxième composant à symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal AA. Les premier et deuxième composants peuvent être le porte-tuyère 1, le porte-électrode 2, le bloc isolant électrique 3, la tuyère amont 4, la tuyère aval 5, la coiffe intermédiaire 6 et le diffuseur amont 7. Evidemment, les premier et deuxième composants sont choisis distincts l'un de l'autre. Selon l'invention, le premier composant comprend au moins une protubérance 9 et le deuxième composant comprend au moins un orifice 10 dans lequel vient se loger au moins une partie de ladite protubérance 9 de manière à empêcher toute rotation autour de l'axe longitudinal 25 AA du premier composant par rapport au deuxième composant lors du vissage ou du dévissage d'un pièce de maintien 11 dans ou autour desdits premier ou deuxième composants. Avantageusement, on choisira d'aménager ledit orifice 10 sur un composant de torche du type consommable, c'est-à-dire devant être remplacé régulièrement du fait de l'usure qu'il subit au cours du procédé de coupage plasma, tel la tuyère amont 4, la tuyère aval 5, la coiffe 30 intermédiaire 6 et le diffuseur amont 7. En effet l'usinage d'un orifice 10 est nettement moins couteux et fragile que celui d'une protubérance 9, que l'on préférera aménager au niveau d'un composant de torche de durée de vie plus longue que celle d'un consommable, tel le porte-tuyère 1, le porte-électrode 2, le bloc isolant électrique 3. Les Figures 3 et 4 illustrent un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel le premier composant est le porte-tuyère 1 et le deuxième composant est la coiffe intermédiaire 6.Figure 2 shows a detailed view of an intermediate cap arrangement 6 and downstream diffuser 25. As explained above, the friction force provided by the seals is not sufficient to prevent the rotation of the intermediate cap in its housing during the screwing or the unscrewing of the holding part 11. It follows difficulties of disassembly of the nut and errors of positioning of the downstream nozzle during assembly of the nut. To remedy this, the present invention provides a set for an arc plasma torch formed of a first component and a second component with symmetry of revolution about a longitudinal axis AA. The first and second components may be the nozzle holder 1, the electrode holder 2, the electrical insulating block 3, the upstream nozzle 4, the downstream nozzle 5, the intermediate cap 6 and the upstream diffuser 7. Obviously, the first and second components may be second components are chosen distinct from each other. According to the invention, the first component comprises at least one protuberance 9 and the second component comprises at least one orifice 10 in which is housed at least a portion of said protuberance 9 so as to prevent any rotation about the longitudinal axis 25 AA of the first component relative to the second component when screwing or unscrewing a holding member 11 in or around said first or second components. Advantageously, it will be chosen to arrange said orifice 10 on a torch component of the consumable type, that is to say to be regularly replaced due to the wear that it undergoes during the plasma cutting process, such as the upstream nozzle 4, the downstream nozzle 5, the intermediate cap 6 and the upstream diffuser 7. Indeed the machining of an orifice 10 is significantly less expensive and fragile than that of a protuberance 9, which we prefer to arrange at a longer life torch component than a consumable, such as the nozzle holder 1, the electrode holder 2, the electrical insulating block 3. Figures 3 and 4 illustrate one embodiment of the invention. preferred embodiment of the invention wherein the first component is the nozzle holder 1 and the second component is the intermediate cap 6.

La coiffe intermédiaire 6 peut comprendre des moyens de création de vortex tels qu'illustrés sur la Figure 6. Ces moyens sont aptes à et conçus pour créer, au cours du fonctionnement de la torche, un jet de fluide, de préférence de l'eau, se propageant jusqu'à la tôle à découper en tourbillonnant (vortex) autour du plasma d'arc produit par la torche, ce qui permet de constricter la colonne de plasma, c'est-à-dire de former autour de celle-ci un manchon de fluide animé d'un mouvement tourbillonnant. De préférence, les moyens de création de vortex comprennent plusieurs rainures, conduits ou analogues 12, usinés de préférence tangentiellement à l'orifice de sortie de la tuyère aval 5. L'eau de vortex est injectée par les rainures 12 et se propage en tourbillonnant jusqu'à l'orifice de sortie de la tuyère aval 5.The intermediate cap 6 may comprise means for creating vortices as illustrated in FIG. 6. These means are adapted to and designed to create, during the operation of the torch, a jet of fluid, preferably water. , propagating to the cutting plate by swirling (vortices) around the arc plasma produced by the torch, which allows to constrict the plasma column, that is to say to form around it a fluid sleeve animated by a swirling motion. Preferably, the vortex generating means comprise several grooves, conduits or the like 12, preferably machined tangentially to the outlet orifice of the downstream nozzle 5. The vortex water is injected through the grooves 12 and propagates by swirling to the outlet orifice of the downstream nozzle 5.

Dans le cadre de l'invention, l'orifice 10 s'étend de préférence le long dudit axe longitudinal AA, c'est-à-dire selon un axe parallèle à l'axe AA, depuis une face amont 10a du deuxième composant et la protubérance 9 s'étend le long dudit axe longitudinal AA depuis une face aval 9b du premier composant en direction de l'orifice 10. Avantageusement, le profil externe de la protubérance 9 est au moins partiellement complémentaire du profil interne de l'orifice 10. Dans le cadre de l'invention, l'orifice 10 comprend avantageusement un évidement cylindrique, de préférence avec fond conique ou tronconique. Les protubérances 9 sont au moins en partie de forme cylindrique. Leur diamètre D doit être suffisamment grand pour résister aux forces de cisaillement qui s'exercent sur les protubérances lors du démontage ou du montage de l'écrou 11, tout en respectant les contraintes en termes de dimensionnement des composants de la torche. Par contre, la hauteur H des protubérances ne doit pas être trop importante pour ne pas les fragiliser. Avantageusement, les protubérances ont un diamètre D compris entre 1 et 8 mm et une hauteur H comprise entre 2 et 10 mm.In the context of the invention, the orifice 10 preferably extends along said longitudinal axis AA, that is to say along an axis parallel to the axis AA, from an upstream face 10a of the second component and the protuberance 9 extends along said longitudinal axis AA from a downstream face 9b of the first component towards the orifice 10. Advantageously, the external profile of the protuberance 9 is at least partially complementary to the internal profile of the orifice 10 In the context of the invention, the orifice 10 advantageously comprises a cylindrical recess, preferably with a conical or frustoconical bottom. The protuberances 9 are at least partly of cylindrical shape. Their diameter D must be large enough to withstand the shear forces acting on the protuberances during disassembly or mounting of the nut 11, while respecting the constraints in terms of sizing the components of the torch. On the other hand, the height H of the protuberances must not be too large so as not to weaken them. Advantageously, the protuberances have a diameter D between 1 and 8 mm and a height H between 2 and 10 mm.

D'autres géométries que cylindriques peuvent toutefois être utilisée, telles que parallélépipédique, à section carrée ou rectangulaire, ainsi qu'elliptique ou cruciforme.Other geometries than cylindrical may however be used, such as parallelepiped, square or rectangular section, and elliptical or cruciform.

Afin d'améliorer la résistante aux forces de cisaillement s'exerçant entre le premier et le deuxième composant lors du vissage ou du dévissage de le pièce de maintien 11, le premier composant comprend avantageusement une pluralité de protubérances 9, de préférence entre 1 et 12. De préférence encore, les protubérance 9 sont au nombre de 3.In order to improve the resistance to the shear forces exerted between the first and the second component when the holding part 11 is screwed or unscrewed, the first component advantageously comprises a plurality of protuberances 9, preferably between 1 and 12 More preferably, the protuberance 9 are 3 in number.

En cas de pluralité de protubérances 9, celles-ci peuvent être réparties de façon équidistante au niveau de la face aval 9b du premier composant. Comme illustré sur la Figure 5, les orifices correspondants 10 sont donc séparés par des angles a, p et p. égaux. Cette géométrie simple permet de réduire les coûts de fabrication. Dans le cas où la mise en oeuvre du procédé de coupage plasma nécessite une indexation du premier composant par rapport au deuxième, il est possible d'agencer les protubérances 9 et les orifices correspondant 10 selon des angles de séparation de valeurs différentes. Les diamètres des protubérances ou leur géométrie peuvent aussi être différentes. Cela permet l'assemblage du premier et du deuxième composant dans une position unique. Selon le cas, le premier composant comprenant la protubérance 9 peut être formé d'un seul bloc ou, comme illustré sur les Figures 3 et 4, être formé d'au moins deux éléments distincts, la protubérance 9 étant agencée sur l'un des deux éléments. De préférence, l'ensemble de l'invention comprend au moins un organe d'étanchéité 13, par exemple un joint torique, en matériau élastomère, agencé dans une gorge périphérique aménagée dans la paroi périphérique externe et/ou interne du premier et/ou du deuxième 20 composant. Avantageusement, les premier et deuxième composants sont formés d'un matériau métallique, de préférence choisi parmi le cuivre et ses alliages, le laiton ou l'argent et ses alliages, excepté pour le bloc isolant 3 qui est formé majoritairement d'un matériau isolant électrique, de préférence un matériau plastique.In the case of a plurality of protuberances 9, these may be distributed equidistantly at the downstream face 9b of the first component. As illustrated in FIG. 5, the corresponding orifices 10 are therefore separated by angles a, p and p. equal. This simple geometry makes it possible to reduce manufacturing costs. In the case where the implementation of the plasma cutting method requires an indexing of the first component relative to the second, it is possible to arrange the protuberances 9 and the corresponding holes 10 at separation angles of different values. The diameters of the protuberances or their geometry may also be different. This allows the assembly of the first and second components in a single position. As the case may be, the first component comprising the protuberance 9 may be formed of a single block or, as illustrated in FIGS. 3 and 4, be formed of at least two distinct elements, the protuberance 9 being arranged on one of the two elements. Preferably, the assembly of the invention comprises at least one sealing member 13, for example an O-ring, made of elastomeric material, arranged in a peripheral groove arranged in the outer and / or inner peripheral wall of the first and / or of the second component. Advantageously, the first and second components are formed of a metallic material, preferably selected from copper and its alloys, brass or silver and its alloys, except for the insulating block 3 which is formed mainly of an insulating material electric, preferably a plastic material.

25 Au moins un ensemble selon l'invention peut équiper tout type de torche à plasma d'arc, conventionnelle ou à vortex de fluide tel de l'eau. L'application principale d'une torche à plasma d'arc selon l'invention est un procédé de coupage de pièce métallique par plasma d'arc, sans ou avec vortex d'eau. Outre un assemblage plus fiable et plus facile du premier composant par rapport au deuxième du fait du blocage en 30 rotation, l'ensemble de l'invention permet d'améliorer la précision de leur positionnement relatif l'un par rapport à l'autre.At least one assembly according to the invention can equip any type of arc plasma torch, conventional or vortex fluid such as water. The main application of an arc plasma torch according to the invention is a method of cutting metal parts by arc plasma, with or without a water vortex. In addition to a more reliable and easier assembly of the first component relative to the second because of rotational locking, the assembly of the invention makes it possible to improve the accuracy of their relative positioning with respect to each other.

Claims

REVENDICATIONS1. An arc plasma torch assembly formed of a first component and a second component selected from a nozzle carrier (1), an electrode holder (2), an electrical insulating block (3), an upstream nozzle ( 4), a downstream nozzle (5), an intermediate cap (6) and an upstream diffuser (7), the first and second components being symmetrical about a longitudinal axis (AA), characterized in that the first component comprises at least one protuberance (9) and the second component comprises at least one orifice (10) in which at least a portion of said protuberance (9) is housed so as to prevent any rotation about the longitudinal axis (AA ) of the first component relative to the second component when screwing or unscrewing a holding member (11) in or around said first or second component.

2. An assembly according to claim 1, characterized in that the orifice (10) extends along said longitudinal axis (AA) from an upstream face (10a) of the second component and the protrusion (9) extends along said longitudinal axis (AA) from a downstream face (9b) of the first component towards the orifice (10).

3. Assembly according to one of claims 1 or 2, characterized in that the outer profile of the protuberance (9) is at least partially complementary to the internal profile of the orifice (10).

4. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the orifice (10) comprises a cylindrical recess, preferably with a conical or frustoconical bottom.

5. An assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the first component comprises a plurality of protuberances (9). 30

6. The assembly of claim 5, characterized in that the protuberances (9) are distributed equidistantly at the downstream face (9b).

7. Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second component are held together by means of a holding piece (11) screwed into or around the first or the second component.

Arc plasma torch comprising at least one assembly according to one of claims 1 to 7.

9. A method of plasma arc cutting of a metal part using an arc plasma torch according to claim 8.