Способ измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги плазмотрона прямого действия

Способ измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги плазмотрона прямого действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для повышения эффективности управления энергетическими параметрами дуги при разработке плазмотронов прямого действия. Цель изобретения - повышение точности измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги прямого действия на плазмотроне. В столб дуги на открытом участке у выходного сечения канала сопла вводят зонд. Измеряют потенциал между зондом и электродом на прямой и обратной полярности тока. Падение напряжения на закрытом участке столба дуги рассчитывают по формуле U<SB POS="POST">с</SB> = (U<SB POS="POST">з</SB> + U<SB POS="POST">з</SB>) - (U<SB POS="POST">к</SB> + U<SB POS="POST">а</SB>) / 2, где U<SB POS="POST">з</SB> и U<SB POS="POST">з</SB> - потенциалы зонда относительно электрода на прямой и обратной полярности соответственно

U<SB POS="POST">к</SB> и U<SB POS="POST">а</SB> - катодное и анодное падения напряжения для материала электрода. Способ позволяет повысить достоверность измерения падения напряжения на закрытом участке столба дуги и тем самым более точно рассчитывать вероятность возникновения аварийного режима плазматрона.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕ CKVIX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660357/27 (22) 09.03.89 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) В. П. Сидоров и С, М. Абросимов (53) 621,791.75(088.8) (56) Малаховский В, А.,Кисин В, А.и Попков

А. М. Электрические характеристики сжатой сварочной дуги. — Сварочное производство.

1974, N 9, с. 3 — 5. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАКРЫТОМ УЧ (CTKE

СТОЛБА СЖАТОЙ ДУГИ ПЛАЗМОТРОНА

ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для повышения эффективности управления энергетическими параметрами дуги при разработке плазмотронов прямого дейстИзобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при конструировании плазмотронов прямого действия.

Цель изобретения — повышение точности измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги прямого действия на плазмотроне.

Способ осуществляют следующим образом.

Для измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги прямого действия предварительно в столб сжатой дуги на открытом участке у выходного сечения канала сопла вводят зонд и измеряют потенциал между зондом и электродом,, Я3, „1669657 А1 вия. Цель изобретения — повышение точности измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги прямого действия на плаэмотроне. В столб дуги на открытом участке у выходного сечения канала сопла вводят зонд. Измеряют потенциал между зондом и электродом на прямой и обратной полярности тока. Падение напряжения на закрытом участке столба дуги рассчитывают по формуле U<=(Оз + Оэ р) (Ок+Оа)/2, где Озя и Оз Р по тенциалы зонда относительно электрода на прямой и обратной полярности соответственно; UK и U — катодное и анодное падения напряжения для материала электрода. Способ позволяет повысить достоверность измерения падения напряжения на закрытом участке столба дуги и тем самым более точно рассчитывать вероятность возникновения аварийного режима плазмотрона. плазмотрона, затем производят дополнительное измерение потенциала между электродом и зондом при изменении полярности дуги и падение напряжения на, закрытом участке столба определяют по формуле

Uc=((U3 + U36 )-(О,+О.))/г, где U> — потенциал между зондом и электродом на прямой полярности дуги;

Оз — потенциал между зондом и электродом на обратной полярности дуги;

О . Оз — соответственно катодное и анодное падение напряжения для материала электрода, 1669657

Потенциал между электродом и зондом при прямой полярности тока определяют по формуле

U>Р -Ок+Ос-ег, где О, — катодное падение напряжения для электрода;

Uc — падение напряжения на закрытом участке столба дуги; ег — разность потенциалов между плаэМОЙ И ЗОНДОМ.

Потенциал между электродом и зондом на обратной полярности тока определяют по формуле

Оа Оа+Ос+ег r где Uà — анодное падение напряжения для материала электрода, Падение напряжения на закрытом участке столба дуги Uc на прямой и обратной полярности одинаково, так как процессы в столбе сжатой дуги мало связаны с приэлектродными падениями напряжения. Величина ег в данном случае берется положительной, так как зонд заряжен относительно плазмы отрицательно и в данном случае происходит сложение потенциалов дуги и потенциала ег, После сложения выражений получают

U P + UP Р=20с -Ок+Оа.

Откуда

Uc =Оз + Оэ Р-(Ок+Оа)/2

Б формуле отсутствует величина er, т. е, устранено ее влияние на величину Uc

Точность измерения повышается аналогичным измерением падения напряжения на откры roM участке дуги. Для этого на прямой и обратной полярности измеряют потенциал между зондом и электродом-деталью, Значения Ок и Ua выбираются для материала детали, Если материал детали и электрода одинаков, то выполняется условие

U) " + Оо + Ок + Оа + Оц

Последнее выражение позволяет уточнить эна ение Uc и Up, так как они проверяются точным измерением напряжения дуги Ug

Пример. Производилось измерение падения напряжения на закрытом участке столба сжатой трехфаэной дуги переменного тока в момен достижения максимального значения тока в детали, В качестве материала электродов двухэлектродного плазмотрона использовался вольфрам. Дуга горела на вольфрамовый стержень диаметром 10 мм, запаянный в медный водоохлажда=;мый цилиндр, Диаметр выходного канала сопла dc=4 мм, дг ина канала

1с-4 мм Длина открытого участка с1плба дуги 4=6 мм. Действующее значение тока в детали 1д=150 А, максимальное мгновенное значение TOKd в макс=212 А. РасхоД плаэмообразующего аргона составил G=0,18 г/с. В плазму открытого участка столба сжатой дуги помещали зонд из вольфрамовой проволоки диаметром 0,5 мм на расстоянии 0,5 мм от сопла. При измерениях зонд перемещали через столб со скоростью 20 мм/с. За время прохождения зонда через столб в течение

0,25 с осциллограмма фотографировалась.

При измерениях сначала записывали на электронно-лучевой осциллограф потенциал зонда относительно электрода, а затем опыт повторяли и записывали потенциал зонда относительно детали. За потенциал

Зонда в момент протекания 1к акс принималось максимальное значение зондового напряжения, По зондовым осциллограммам измеряли UР и U Р на прямой и обратной полярности. Они составляли при эондовых измерениях относительно электрода

03 3= 15,4 BU»а=16,4 В. При эондовых иэмерениях относительно детали получили

Од д=1 2,5 В; Оз /=1 3,5 В. Напряжение на зависимых дугах составляло Од к =29,5 В.

Прямой полярностью считалась та, при которой зонд соединялся с отрицательным электродом. Значение суммы Ок+Оа для электродов из вольфрама принималось равным 10 В. В результате расчетов получили

Ос = 10.9 В;

Оо = 8В;

Щ""-Ос+Оо+Ок+Оа=28,9 В.

Расчетное напряжение Од отличается от измеренного на 0,6 В или на 2, что подтверждает высокую точность предложенного способа измерения Uc u Up.

Предложенный способ позволяет в 2-3 раза повысить точность измерения напряжения на закрытом участке столба, что позволяет эффективно учитывать влияние различных параметров режима на выделение энергии в канале и управлять энергетическими характеристиками дуги.

Формула изобретения

Способ измерения падения напряжения на закрытом участке столба сжатой дуги плаэмотрона прямого действия, по которому в столб дуги на открытом участке у выходного сечения сопла вводят зонд и измеряют на прямой полярности потенциал между зондом и электродом плаэмотрона, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью повышения точност : измерения, дополнительно измеряют потенциал между электродом и зондг к при обратной олярности, г1ри этом

1669657

Составитель Г. Тютченкова

Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Редактор M. Товтин

Заказ 2701 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 величину падения напряжения на закрытом участке столба дуги определяют, как сред. нее полученных значений потенциала между зондом и электродом и приэлектродных падений напряжения электродов при прямой и обратной полярности.