Горелка для обработки металлов сжатой дугой

Горелка для обработки металлов сжатой дугой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Гл:-;"-. тФМь «.a

Союз Советских

Социа листических

Республик

ОПИЕ-АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ с >721273 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290878 (21) 2657966/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150380. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 180380 (51)М. КЛ.2

В 23 К 9/16

В 23 К 31/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791, 755(088.8) (72) Авторы изобретения

В . П. Потехин, В . П.. Сидоров и В . И. С- олбов

Тольяттинский политехнический институт (71) Заявитель (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

СЖАТОЙ ДУГОЙ

Предлагаемая горелка предназначена для термической обработки металлов, в частности для сварки и резки. 5

Известна горелка, используемая для сварки и резки металлов, состоящая из корпуса с размещенными внутри электродом и соплом из электропроводного материала, которое служит для создания сжатой дуги, непосредственно воздействующей на обрабатываемую деталь (1) .

Тепловая мощность таких горелок ограничивается величиной максимального дугового тока. При превышении током этой максимальной величины возникает двойная дуга, т.е. основная сжатая дуга,.горящая между элек.— тродом и деталью, шунтируется током, 20 идущим через тело сопла и вторую дугу, горящую с сопла на деталь.

Активные пятна второй дуги непрерывно движутся вокруг основной дуги по поверхности сопла и детали, что приводит к эрозии сопла,неконтролируемому расширению зоны нагрева обрабатываемой детали, а следовательно, к снижению качества реза или сварного шва. Опасность быстрого выхода из строя сопла из-за эрозии при возник новении двойной дуги заставляет вести процесс обработки сжатой дугой при заниженных по сравнению с критическим значениях тока, что снижает производительность процесса.

Наиболее близка к предлагаемой по технической сущности горелка для обработки металлов сжатой дугой прямого действия, содержащая корпус с размещенными в нем электродом и электропроводным соплом с тугоплавкой электропроводной вставкой (2).

Использование трубчатой вставки в выходном отверстии сопла ограничивает перемещение активного пятна шунтирующей дуги торцовой частью вставки, а ее тугоплавкость замедляет скорость эрозии выходного отверстия, уменьшая, но не устраняя влияние. отрицательных явлений, укаэанных выше в качестве недостатков.Имеющее место и в этом случае разрушительное действие шунтирующей дуги на выходное отверстие сопла ведет к неконтролируемому изменению диаметра отверстия и длины выходного .канала, а следовательно, к ухудшению *качества обработки детали из-за

721273

Нестабильности процесса. Поскольку разрушение выходного отверстия происходит непрерывно и размеры разрушений все время увеличиваются, то и качество обработки такой горелкой ухудшается также непрерывно в течение процесса. Движение активного пятна шунтирующей дуги по кромке выходного отверстия рассредо.тачивает ее тепловой поток на детали в окрестности основной сжатой дуги, не позволяя сосредоточить этот поток в определенном месте обрабатываемой детали и в полной мере использовать возможности по повьпдению производительности процесса. Электропроводные тугоплавкие материалы имеют по сравнению с нетугоплавкими меньшее приэлектродное падение напряжения (на пример, для вольфрама, молибдена, графита оно составляет соответственно 9-11, 10-12,12-14 В а для меди 20

19-22В), наличие электропроводной тугоплавкой вставки в выходном отверстии сопла снижает порог двойного дугообразования и тем,самым может уменьшить производительность. процесса обработки детали. Наконец, введение трубчатой вставки усложняет конструкцию и технологию изготовления горелки, Цель изобретения — повышение качества и производительности процесса обработки, а также увеличение срока службы горелки.

Это достигается тем, что в горелке предлагаемой конструкции вставка за- креплена со стороны рабочего торца сопла на расстоянии от оси сопла до торца вставки, не превышающем.диаметра выходного отверстия сопла, выполнена выступающей за торцовую поверхность сопла и изготовлена из 40 материала с меньшим.приэлектродным» падением напряжения, чем материал сопла.

При такой конструкции горелки вторая дуга, шунтирующая основную, 45 возникнув в выходном отверстии сопла, переходит на вставку из материала с меньшим приэлектродным падением напряжения, чем у материала сопла, и фиксируется на ее торце, что ис- 5(1 ключает разрушительное действие этой дуги на выходное отверстие сопла, устраняет перемещение активного пятна дуги по торцу сопла и рассредоточение теплового потока шунтирую- 55 щей д1 ги,и окрестности столба основной дуги, а также, обеспеЧивает ВВОД этого потока тепла в определенное место обрабатываемой детали. Торцовая область сспла, на которую непосредственно воздействует столб шунтирую- 60 щей дуги, перемещающейся вдоль кромки выходйого отверстия сопла, представляет собой концентричную выходному отверстию кольцевую зону с внутренним и внешним радиусами, равными 65 соответственно радиусу и 1-1,5 диаметрам выходного отверстия сопла, Ðàñположение вставки или хотя бы ее части внутри этой зоны и выступание за торец сопла обеспечивают быструю и надежную фиксацию шунтирующей дуги на вставке. Дополнительный канал, в котором устанавливается вставка, выполнен несообщающимся с основным каналом сопла для того, чтобы вставка не влияла на порог двойного дугообразования, и несквозным, поскольку при выходе вставки во внутреннюю газовую камеру сопла часть шунтирующей дуги, горящая с электрода горелки на сопло, может также зафиксироваться на вставке, что приведет к разрушению внутренней, примыкающей к вставке поверхности сопла и повлияет на Формирование потока плазмообразующего газа.

На, чертеже изображена предлагаемая горелка, частичный вырез, Горелка имеет корпус 1, внутри которого размещены электрод 2 и медное сопло 3 с выходным отверстием диаметра Ъ . В теле сопла имеется несквозной канал 4 диаметра 4,выходящий на торцовую поверхность 5 сопла. В этом канале установлена вставка 6 из вольфрама.

Вольфрам имеет высокую. температуру плавления и меньшее, чем у меди, приэлектродное падение напряжения (9-11 и 19-22В соответственно). Кроме того, он широко используется для производства неплавящихся электродов, что и послужило причиной выбора этого металла в качестве материала для вставки, Расстояние « от оси выходного отверстия сопла до кромки несквозного канала оставляет 0,6 b, а длина выступающей части вставки

=0,5- (D

При превышении ткоом порога двойного дугообразования на кромке выходного отверстия сопла горелки возникает шунтирующая дуга,. которая, перемещаясь . по этой кромке, достигает вставки, фиксируется на ней и в дальнейшем горит уже со вставки, образуя столб, почти параллельный основной сжатой дуге. На обрабатываемой детали обе дуги создают зону нагрева, вЫтянутую вдоль линии, проходящей через ось отверстия сопла и вставку. Время от момента возникновения двойной дуги и до фиксации ее на вставке при принятом расположении вставки менее 1 с и уменьшается с увеличением тока и величины выступающей части вставки.

Фиксация шунтирующей дуги на вставке, установленной на некотором расстоянии от выходного отверстия сопла, устраняет эрозию этого отверстия и обеспечивает поддержание постоянного режима ведения проце=се обработки, что увеличивает рок

721273

Формула изобретения

Составитель Л.Суханова

Редактор Г. Нечаева Техред М.Петко Корректор И.Муска

Заказ 45/13 Тир аж 11 б 0 Подпи си о е

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 30 35, Москва, Ж-35, Раушск ая наб ., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

;лужбы горелки и повышает качество обработки. При такой фиксации шунтирующей дуги ее тепловой поток вводится в определенное место дегали, а не рассредотачивается неконтролируемо, как в известном способе, основная и шунтирующая дуги образуют зону нагрева, вытянутую вдоль линии, соединяющей активное пятно на вставке и ось выходно го отверстия сопла, что позволяет пространственно разделить на детали область максимального теплового потока, определяемую как основной сжатой, так и шунтируюшей дугой, и область силового воздействия, определяемую сжатой дугой, и дает возможность вести процесс наиболее целесообразным способом с гочки зрения обеспечения высокого качества и производительности за чет подбора нужного сочетания теплового и силового воздействия, изменяющихся в определенных пределах независимо, и за счет специальной ориентации области нагрева по отношению к направлению движения горелки. Предлагаемая грелка более, простая по сравнению с известной использование в качестве вставок стандартных неплавяшихся электродов, например вольфрамовых, позволяет упростить, изготовление горелок и обес,печивает возможность усовершенствования,а следовательно, увеличения срока службы повышения производительности уже имеющихся горелок для сварки, резки или другой термической обработки металлов сжатой дугой прямого действия без риска изменить основные параметры rop елк и, определяющие характеристики сжатой дуги, что в целом по народному хозяйству даст значительный экономический эффект.

Горелка для обработки металлов сжатой дугой прямого действия, содержащая корпус с размещенными в нем электродом и электропроводным соплом с тугоплавкой электропроводной вставкой,.о т л и ч а ю щ а я я тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, а также, увеличения срока службы горелки, вставка закреплен

20 со стороны рабочего торца сопла на расстоянии от оси сопла до торца вставки, не превышающем диаметра выходного отверстия сопла, выполнена выступающей за торцовую поверх;5 ность сопла и изготовлена из материала с меньшим приэлектродным падением напряжения, чем материал сопла °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Эсибян Э.М. Плазменно-дуговая. аппаратура. Киев, Техника, 1971, с.60 °

2, Патент Японии Р 52-2854, кл.В 23 К 9/00, 1977