Неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах

Неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)1004051 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.02.77 (21) 2456073/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

В 23 К 35/00

В 23 К 9/16

Гееудлрстеелнмй комитет

СССР (53) УДК 621.791..947 (088.8) Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.83

Ilo делам нзебретеннй и еткрмтий (72) Авторы изобретения

Д. Г. Быховский и А. А. Воропаев (71) Заявитель (54) НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ДУГОВОЙ

И ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ В ИНЕРТНЫХ ГАЗАХ

Изобретение относится к дуговой и плазменной обработке металлов и может быть использовано в различных дуговых устройствах.

Известен единственный материал, используемый в качестве основы катодов для работы в инертных и защитных газах,— вольфрам (1).

Недостатком вольфрамовых электродов, используемых в процессах дуговой и плазменной обработки, является низкий диапазон рабочих токов, в котором сохраняется стабилизация и пространственная локализация дуги.

Известен неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах, содержащий держатель и вольфрамовую активную часть с эмиссионными добавками (2) .

Однако он работает в диапазоне токов не ниже 20 А, причем стабилизация и пространственная локализация дуги обеспечивается только при увеличении силы тока.

Кроме того, электрод имеет сравнительно узкие технологические возможности, связанные с тем, что стабилизация дуги при регулировании тока в обе стороны сохраняется в очень узком диапазоне токов, нарушение пространственной стабильности дуги не позволяет использовать эти электроды для сварки близкорасположенных ребер, кромок и т. п. Недостатками этого элекs трода являются также плохое возбуждение дуги на малых токах, высокое прокатодное падение напряжения тока и сложность его изготовления.

Цель изобретения — повышение ресур1 са работы электрода и диапазона рабочих токов.

Цель достигается тем, что активная часть выполнена из порошка, покрывающего торцовую поверхность держателя и часть боковой поверхности длиной не мень15 ше одной четверти диаметра электрода, примыкающей к торцу, причем весовое содержание вольфрама в порошке 60 — 85%.

Предлагаемый электрод позволяет существенно расширить технологический диапазон рабочих токов: улучшить стабилизацию и пространственную локализацию дуги во всем диапазоне регулирования, снизить прикатодное падение напряжения и обеспечить возбуждение дуги при любом значении тока во всем диапазоне регулирования, 1004051

Составитель Л. Суханова

Техред И. Верес Ко р ре кто р М. Коста

Тираж 1104. Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И.Митровка

Заказ 1667/14 а также существенно упростить изготовление.

В качестве добавок, улучш ающих электронно-эмиссионные свойства электрода, использованы окислы иттрия и редкоземельных элементов, взятых как в отдельности, 5 так и в сочетаниях.

Порошковая масса, состоящая из смеси вольфрама с окислами иттрия и РЗЭ, напрессована на металлический держатель и образует активную рабочую поверхность электрода.

Активный слой, напрессованный на держатель, имеет высокие эмиссионные свойства, низкую работу выхода и обеспечивает снижение теплового потока в электрод.

Благодаря этому, обычно применяемый тугоплавкий держатель может быть заменен на любой металлический. В качестве держателя предлагаемого электрода могут быть использованы металлы 1, III, IV, V, VI u

VIII групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева. и

Вследствие снижения прикатодного падения напряжения существенно упрощается источник питания за счет понижения напряжения холостого хода, что повышает технико-экономические показатели.

Предлагаемый электрод имеет целый ряд преимуществ перЕд известными электродами.

3а счет снижения минимального. тока на предлагаемом электроде диапазон регули- 30 рования токов значительно расширяется.

На электроде, состоящем из медного держателя диаметром 1 мм, и напрессованной на него активной части, состоящей из смеси вольфрамового порошка с окислом иттрия, диаметром 1,5 мм и длиной 3 мм, ми- 35 нимальный ток составляет 0,2 А. Электрод работает в течение нескольких часов в диапазоне 0,2 — 20 А в режиме стабилизации и пространственной локализации дуги. Многократные включения и выключения дуги в процессе работы показывают, что воз40 буждение дуги на всех токах, включая минимальный (0,2 А), осуществляется безотказно.

Кроме медных держателей на токи 0,1—

30 А испытаны держатели, изготовленные 45 из стали и алюминия. Исследования показывают целесообразность использования таких держателей при изготовлении электродов.

Однако применение перечисленных материалов для изготовления держателей элек- 511 тродов на большие токи (100 А и выше) не целесообразно из-за необходимости значительного увеличения диаметра держателя.

Для работы на токах до 200 А держатели следует изготавливать из тугоплавких материалов: вольфрама, молибдена, тантала.

Электроды состоят, например, из вольфрамового держателя диаметром 0,8 мм и напрессованной на держатель активной части диаметром 1,5 и длиной 2,5 мм. Активная часть представляет собой порошок, состоящий из 78 /о вольфрама и 22о/о окисла иттрия.

Непосредственно перед сваркой электроды проходят предварительную обработку.

Электроды проходят испытания по сварке в гелии и аргоне различных соединений: стыковых, угловых и по отбортовке. Для сварки используют различные материалы: медь, ковар, молибден, нержавеющая сталь толщиной 0,3 — 7 мм.

Испытания показывают, что все электроды работают в гелии и аргоне в режиме стабилизации и пространственной локализации дуги в диапазоне регулирования тока

1 †1 А. После работы электрода в течение 7 ч в режиме многократного включения и выключения дуги на токах 100 — 1 А включительно, а также изменении тока как в сторону повышения от 1 до 100 А, так и в сторону понижения от 100 до 1 А, изменение свойств электрода не отмечено. Во всем диапазоне регулирования дуга остается стабильной и пространственно локализованной.

Контроль качества металла шва показал хорошее качество сварного соединения.

Формула изобретения

Неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах, содержащий держатель и вольфрамовую активную часть с эмиссионными добавками, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы электрода и диапазона рабочих токов, активная часть выполнена из порошка, покрывающего торцовую поверхность держателя и часть боковой поверхности длиной не менее одной четверти диаметра электрода, примыкающей к торцу, причем весовое содержание вольфрама в порошке 60 — 85 /о.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амосов В. М. и др. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М., <Металлургия», 1976.

2. Патент США № 3231332, кл. 29 — 182.2

1968.