Горелка для плазменной обработки

 

ГОРЕЖА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ , содержащая изолирующий наружный корпус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем соплом для подачи защитного газа и установленным в нем плазмообразующим соплом, а также узел крепления электрода с цангой и керамическую трубку дпя изоляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления элекИзобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для обработки материалов сжатой дугой (к сварочным инструментам). Изобретение может использоваться при микроплазменной сварке, резке, а также оно может применяться для поверхностного разогрева и термообработки металлов и сплавов, а в ряде случаев и для высокотемпературной пайки. J трода, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности, надежности, долговечности горелки, удобства ее обслуживания и качества сварных соединений, цанга для крепления электрода выполнена составной из зажима и хвостовика с каналом охлаждения , соединенным с рубашкой охлаждения внутреннего корпуса, узел крепления электрода вьшолнен с охватьшающей цангу металлической трубкой , имеющей на одном конце внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с зажимом цанги, а на другом - указательный штифт и две гайки, одна из которых связана с хвостовиком с цанги, а другая вьшолнена со шкалой (Л отсчета перемещения узла крепления электрода, изолирующий наружньй кор-. пус выполнен с продольным пазом .для штифта и двумя кольцевыми полостями . для гаек, полость для гайки со шкалой отсчета выполнена с высотой, равной высоте гайки, а гайка, связанная с хвостовиком цанги, размещена в полос ти с возможностью перемещения. ел сд 00 to Известны горелки для плазменной сварки, содержащие водоохлаждаемый корпус с плазмообразующим соплом, сопло для подачи защитного газа, электрически изолированный от плазмообразующего сопла и корпуса посредством керамической трубки электродный узел с цанговым зажимом неплавящего электрода, а также изолирующий корпус. Известные горелки содержат токоподводы и коммуникации

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ- ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3448932/25-27 (22) 08.06.82 (46) 23,12.89, Бюл, У 47 (71) Институт элек тросварки им. Е.О. Патона (72) А.И. Чвертко, В.N. Македонский, Д.М. Погребиский, В.И. Шнайдер и Д.M. Тузов (53) 621.7.91.755.034(088.8) .! (56) Патент США N 3632951, кл, 219-75, 1972.

Патент Франции В 2153270, кл. В 23 К 9/00, 1973.

Акц. заявка Японии 11 47-41657, кл. В 23 К 9/16, 1972. (54)(57) ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая изолирующий наружный корпус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем соплом для подачи защитного газа и установленным в нем плазмообразующим соплом, а также узел крепления электрода с цангой и керамическую трубку для изоляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления элекИзобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для обработки материалов сжатой дугой (к сварочным инструментам).

Изобретение может использоваться при микроплазменной сварке, резке, а также оно может применяться для поверхностного разогрева и термообработки металлов и сплавов, а в ряде случаев и для высокотемпературной пайки, 3

„„SU„„1075532 A 1

2 трода, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности, надежности, долговечности горелки, удобства ее обслуживания и качества сварных соединений, цанга для крепления электрода выполнена составной из зажима и хвостовика с каналом охлаждения, соединенным с рубашкой охлаждения внутреннего корпуса, узел крепления электрода выполнен с ох" ватывающей цангу металлической трубкой, имеющей на одном конце внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с зажимом цанги, а на другом — указательный штифт и две гайки, одна из которых связана с хвостовиком цанги, а другая выполнена со шкалой отсчета перемещения узла крепления электрода, изолирующий наружный кор-, пус выполнен с продольным пазом .для штифта и двумя кольцевыми полостями для гаек, полость для гайки со шкалой отсчета выполнена с высотой, равной высоте гайки, а гайка, связанная с хвостовиком цанги, размещена в полости с возможностью перемещения.

Известны горелки для плазменной сварки, содержащие водоохлаждаемый корпус с плазмообразующим соплом, сопло для подачи защитного газа, электрически изолированный.от плаэмообразующего сопла и корпуса посредством керамической трубки электродный узел с цанговым зажимом неплавящего электрода, а также изолирующий корпус. Известные горелки со" держат токоподводы и коммуникации

1075532

15 для подачи плазмообразующего и защитного газов, охлаждающей воды, рукоятку и устройства для включения сварочного тока.

Недостатком таких горелок является недостаточное охлаждение неплавящегося электрода, которое обычно осуществляется эа счет неплотного скользящего контакта между электродным узлом и водоохлаждаемым корпусом и обдуве плазмообразующим газом. Такая конструкция горелок ограничивает их мощность или требует значительного увеличения их габаритов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является

1 горелка для плазменной обработки, содержащая изолирующий наружный корпус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем соплом для подачи защитного газа и „ установленным в нем плазмообразующим соплом, а 0гакже узел крепления элек- 25 трода с цангой и керамическую трубку для избляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления электрода.

Узел крепления, фиксирующий неплавящийся электрод, находится в

30 верхней (задней) части горелки., на значительном удалении от плазмообра зующего сопла. При такой конструкции горелки электрод имеет длинную консоль. Керамическая трубка, изолирующая внутренний корпус горелки от уз35 ла крепления электрода, одновременно служит. для обеспечения соосности электрода и плазмообразующего сопла. Охлаждение электрода в этой конструкции 4 горелки при токах свыше 40-60А явно недостаточное, так как оно осущест-.. вляется по длинному пути от места интенсивного разогрева острозаточенного конца электРода до охлаждаемого 45 водой корпуса через электроизолирующие (а значит и теплоизолирующие) трубки.

Поэтому известную горелку, как правило, используют при обработке изде-, лий дугой небольшой мощности.

Основными недостатками известной горелки, вьггекающих из ограниченного охлаждения неплавящегося электрода, являются недостаточные мощность и надежность.

Одновременно из- за интенсивного разогрева рабочего конца неплавящегося (вольфрамового электрода) он преждевременно оплавляется, теряет свою конусную форму и эмиссионную способт ность.

Это приводит к затруднениям прн повторных зажиганиях дуги и к изменению такого важного параметра режима плазмообразующего сопла.

Непостоянство и неконтролируемость положения электрода относительно плазмообразующего сопла приводит при использовании известной сварочной горелки к снижению стабильности и качества сварки.

Цель изобретения — повышение мощности, надежности, долговечности горелки, удобства его обслуживания и качества сварных соединений.

Это достигается тем, что в горелке для плазменной обработки, содержащей изолирующий наружный корпус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем соплом для подачи защитного газа и установленным в нем плазмообразующим соплом, а также узел крепления электрода с цангой и керамическую трубку для изоляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления электрода, цанга для крепленйя электрода выполнена составной из зажима и хвостовика с каналом охлаждения, соединенным с рубашкой охлаждения внутреннего корпуса, узел крепления электрода выполнен с обхватывающей цангу металлической трубкой, имеющей на одном конце внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с зажимом цанги, а на другом — указательный штифт и две гайки, одна из которых связана с хвостовиком цангй, а другая выполнена со шкалой отсчета перемещения узла крепления электрода, изолирующий наружный корпус выполнен е продольным пазом для штифта г и двумя кольцевыми полостями для гаек, полость для гайки со шкалой отсчета выполнена с высотой, равной высоте гайки, а гайка, связанная с хвостовиком цанги, размещена в полости с возможностью перемещения.

На фиг. 1 показана горелка в раз-.

1 резе; на фиг. 2 — горелка со стороны гайки со шкалой отсчета, общий вид; на фиг. 3 —. горелка со стороны указательного штифта, общий вид.

Горелка содержит изолирующий наружный корпус l, состоящий из двух

075532

5 l половин, скрепленных винтами. Внутри расположен водоохлаждаемый корпус 2 с плазмообразующим:соплом 3. Корпус:

2 снабжен штифтом 4, соединяющим оба. корпуса, и имеет рубашку охлаждения

5 и каналы 6 — для подачи защитного га за.

В нижней части корпуса 2 расположено сопло 7 для подачи защитного газа, соединенное с корпусом 2 на резьбе.

В корпусе 2 выполнен центральный канал (отверстие), в котором расположен электродный узел, изолированный от корпуса керамической трубкой 8.

Электродный узел содержит составную цангу, состоящую из зажима 9 и водоохлаждаемого хвостовика 10, соединенных, например, на резьбе; охватывающую цангу металлическую трубку 11 с указательным штифтом 12, входящим в направляющий паз 13 наружного корпуса 1. На металлической трубке 11 установлена гайка 14, связанная с хвостовиком 10, и гайка 15, выполненная со шкалой отсчета. Гайка

15 расположена в кольцевой полости

16, выполненной в корпусе 1, причем высота полости 16 равна высоте гайки

15, Гайка 14 предназначена для зажима электрода 17 и расположена в полости

18, высота которой больше высоты гайки 14 на величину хода электрода

17. Полость 18 выполнена в корпусе 1.

На конце хвостовика 10 установлены шайба 19 и гайка 20 для зажима гибко-. го токоподвода 21 и заглушка 22.

Хвостовик 10 цанги имеет канал 23 для охлаждающей воды, соединенный с рубашкой охлаждения 5, центральный канал 24 для электрода 17 и подачи плазмообразующего газа.

Составная цанга, охватывающая ее трубка 11 и гайка 14, входящая в кольцевую проточку хвостовика 10, образуют цанговый зажим толкающего типа.

Обе гайки 14 и 15 выходят наружу из корпуса 1. Наружный корпус 1 имеет шкалу отсчета в мм, расположенную вдоль направляющего паза 13, причем роль стрелки выполняет указательный штифт 12, входящий в паз 13.

llhcasza на гайке 15 — в долях мм (шаг винта равен 1 мм), начало отсчета находится на корпусе 1.

Позицией 25 обозначена трубка для подвода воды, а позицией 26 — гибкий токоподвод, Горелка настраивается и работает следующим образом.

С помощью гайки 15 (фиг. 1 и фиг. 2) электродный узел устанавливается в "нулевое" положение, т.е. в положение, при котором штифт 12 стоит на нуле (фиг. 3) и нуль шкалы на гайке 15 (фиг. 2) совпадает с началом отсчета, Через канал 24 цанги при снятой заглушке 22 (фиг. 1) совмещают острозаточенный конец вольфрамового электрода 17 с торцом плазмообразующеро сопла 3. Гайкой 14 электрод 17 зажимается в зажиме 9.

Поворотом гайки 15 электродный узел с зажатым в цанге электродом

l7 перемещается вдоль продольной

20. оси, при этом рабочий ко11ец электрода 17 выставляется относительно торца сопла 3 в заданное технологией положение. Контроль перемещения электрода 17 в процессе регулировки про25 изводят по шкале гайки 15 и на корпусе 1.

Охлаждающая вода подается в рубашку охлаждения 5 корпуса 2, откуда по соединительной изолирующей трубке 25

3р поступает в канал 23 хвостовика 10 цанги, после чего отводится в слив, Циркуляция воды, охлаждающей цангу, происходит в непосредственной близости от места контакта зажима 9 цанги электродом 17 ° %To значительно e личивает отвод тепла от электрода 17, обеспечивает возможность повьппения мощности горелки, срока службы и надежности ее работы,.

40 Сварочный ток к электродному узлу подводится через гибкий токоподвод 21..

Плазмообразующий газ подается в центральный канал 24 цанги, защитный в канал 6 корпуса 2, откуда он посту45 пает внутрь сопла 7 и далее — в зону сварки.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, описанная горелка обладает следующим

5р преимуществом. При относительно небольших габаритах и массе данная горелка позволяет осуществлять плаз— менную обработку на токах от единиц ампер до 150 ампер.

Благодаря этому прецлагаемая горел; ка нашла широкое применение при микро плазменной и плазменной сварке, почти во всех случаях заменив не отвечаннцие современным требованиям серийные плаз1075532 мотроны ОБ-1115, ОБ-1160А, ОБ-1213 и т.п.

Кроме того, данная горелка обеспечивает возможность комплектации новых микроплазменных установок ИПА-120 и

МПА-160 (рассчитанных на токи до 120 и 160А соответственно) одной горелкой вместо двух: для микроплазменной сварки ОБ-1213 (на токи до 100 А) и аргоно-дуговой — на большие токи.

Одновременно конструкция описанной горелки обеспечивает удобство в ее обслуживании. и стабильность поддержания величины заглубления . электрода внутри плазмообразующего сопла. Это, а также надежность электрических контактов внутри горелки, позволит повысить стабильность и качество сварки при изготовлении ответ- 20 ственных изделий, в том числе с протяженными швами.

Применение данной горелки создает более широкие возможности для использования плазменной дуги при сварке, резке, стружке, поверхностной обработке, высокотемпературной пайке.Так, например, за счет увеличения мощности дуги, горящей между неплавящимся электродом и плазмообразующим соплом, представится возможность очистки поверхности стеклоплавильных аппаратов из платиновых сплавов от застывшей стекломассы, что необходимо при их ремонте и последующей сварке, В случае необходимости предлагаемая горелка может использоваться или обычная аргонодуговая, для чего необходимо удалить плазмообразующее сопло и гибкий токоподвод — а также использовать один защитный газ, непосредственно омывающий вольфрамовый электрод.

1075532

1075532

15 1ф (Риг. 2

Редактор M. Ленина Техред M.Õoäàíè÷

Корректор М, Пожо

Заказ 8262 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 1 н tt

Г н 101