Способ плазменно-дуговой разделительной резки

Способ плазменно-дуговой разделительной резки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 437593

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.03.72 (21) 1754125/25-27 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.07;74. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 14.01.75 (51) М. Кл. В 23k 31/10

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.947.55 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. К. Грюнвальд, В. А. Кораблев, И. С. Шапиро, Ю. В. Соколов, Б. Д. Малышев и Б. В. Поповский

Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным (71) Заявитель

Изобретение относится к области термической резки материалов, в частности к плазменно-дуговой резке металлов и сплавов, преимущественно большой толщины.

Известен способ плазменно-дуговой резки материалов большой толщины, обладающих низкой теплопроводностью. Этот способ характеризуется подачей флюса в полость реза и дополнительным подогревом дальней от резака части полости реза. В качестве флюса служат мелкодисперсные частицы, механически воздействующие на расплав и способствующие его удалению из полости реза. Дополнительный подогрев дальней от резака части полости реза выполняют с помощью пламени химического горения, например кислородно-ацетиленового.

Известный способ характеризуется небольшим диапазоном толщин разрезаемых материалов, нецелесообразностью использования способа для материалов с высокой теплопроводностью и отсутствием концентрированного подогрева дальней от резака части полости реза, что обусловливает относительно низкую производительность процесса, особенно при резке материалов с высокой теплопроводностью, например алюминия.

Целью изобретения является расширение диапазона толщин разрезаемых материалов, в частности с высокой теплопроводностью, например алюминия, и повышение производительности процесса.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу дополнительный подогрев удаленной от резки части полости реза осуществляют путем подачи в нее экзотермической смеси, а флюс, обладающий способностью образовать газообразные продукты, подают в начало лобовой полости реза. При необходимости в

10 среднюю часть полости реза дополнительно подают в разных соотношениях экзотермическую смесь и газообразующий флюс. Соотношение (по весу) между ними можно изменять в пределах от 1: 0,15 до 1: 0,6. Целесообраз15 но, чтобы в случае резки алюминия и его сплавов, флюс, подаваемый в начало лобовой полости реза, содержал соединение галогенов с металлами, а экзотермическая смесь — окислы железа, 20 Этот способ позволяет повысить производительность процесса резки, расширить диапазон обрабатываемых толщин, а также выполнять резку металла с разными теплофизическими свойствами при меньших значениях

25 мощности режущей дуги.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

Плазменный резак 1 подводят к разрезаемому материалу 2, возбуждают плазменную

30 дугу 3 и перемещают резак в направлении, 437593

3 показанном стрелкой (см.чертеж). В образующуюся полость реза 4 вводят газообразующий флюс 5 и экзотермическую смесь 6, которые подают соответственно через сопла 7 и 8.

При этом газообразующий флюс 5 подают в начало лобовой полости реза, а экзотермическую смесь 6 — в удаленную от резака часть полости реза.

При резке алюминиевых сплавов целесообразно использовать в качестве газообразующего флюса соединения галогенов с металлами. При этом в начале лобовой полости реза протекает химическая реакция

A1F, + 2А1 =ЗА1Р.

Таким образом, взаимодействие порошкообразного флюса, содержащего A1F, с расплавленным металлом 9 обеспечивает образование газообразных продуктов в виде A1F, которые увеличивают кинетическую энергию потока плазмообразующего газа, действующего на ванну расплавленного металла.

В результате возрастает скорость стекания расплавленного металла 9 по лобовой кромке

10 реза. Это способствует более эффективной передаче тепла от плазменной дуги 3 к кромке 10 реза.

Температура плазменной дуги в удаленной от резака части полости реза значительно снижена по сравнению с температурой в ближней части полости реза, поэтому удаленная часть полости реза не может быть достаточно эффективно нагрета теплом дуги. Подача в эту часть полости экзотермической смеси, содержащей в случае резки алюминия окислы железа, обеспечивает протекание следующей реакции

3Fe,О, + 8А1 = 4А1,0, + 9Fe + 7?3,7 моль. Экзотермическая реакция создает концентрированный интенсивный подогрев удаленной от резака части полости реза, что обеспечивает интенсивное плавление металла в этой части полости, вследствие чего увеличивается диапазон разрезаемых толщин. Сочетание интенсивного подогрева удаленной части полости реза с увеличением кинетической энергии потока плазмообразующих газов способ10 ствует повышению производительности процесса. Кроме того, более равномерное тепловложение по высоте полости реза обеспечивает лучшую форму реза, вследствие уменьшения бочкообразности, а благодаря повыше15 нию скорости резки уменьшается ширина плазменно-дугового реза.

Предмет изобретения

20 1. Способ плазменно-дуговой разделительной резки материалов больших толщин, при котором на лобовую полость реза подают флюс и удаленную от резака часть полости реза дополнительно подогревают, отличаю25 шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения диапазона толщин разрезаемых материалов, флюс подают в начало лобовой полости реза, причем в качестве флюса используют вещество, 30 обладающее способностью образовывать газообразные продукты, а дополнительный подогрев удаленной от резака полости реза осуществляют путем подачи в нее веществ, вступающих в экзотермическую реакцию с раз35 резаемым материалом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в среднюю часть полости реза дополнительно подают вышеуказанные вещества и флюс в соотношении (по весу) от 1: 0,15 до

40 1: 0,6.

437593

Составитель Л. Суханова

Техред 3. Тараненко

Корректор Н. Учакина

Редактор Н. Суханова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3586/14 Изд. № 1846 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )Ê-35, Раушская наб., д. 4/5