Способ стабилизации токопроводящего разрядного канала

 

Союз Советских

Соцмалистнцескмх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДБТИДЬСТВУ (11) 543480 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио13 01, 75 (21) 2096139/08 с присоелинеиием заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 25.01.77,Бюллетень № 3 (51) M. Кл.

В 23 Р 1/00

Государстеенный иомитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.9,048, .4. 06 (088,8 ) В, А. Areea, А. В. Колесник и А. А. Янковский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики AH Белорусской ССР ((Т г (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИЙ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО

РАЗРЯДНОГО КАНАЛА

Изобретение относит=я к машиностроению н может быть использовано прн электроэрознонной обработке деталей иэ электро- проводньтх материапов н проведений спек.рального анализа с высокой концентрационной чувствительностью практически на все ., элементы; сварке и резке деталей н фигур- ной обработке металлических поверхностей.

При использовании дуговых, искровых источников нли ппазматронов траектории ра а-)О рядных каналов очень неустойчивы. Известны .разлнчные способы локализации канала раз-, ряда, Так, нацрнмер, при проведеннн спект- рального анализа для аостни:ения высокой локальностн применяются магнитная, элекщ 15 статическая, механнчская (способ заострен -I ного мнкроэлектрода, способ капнллярного канала, способ ограничительной шайбы, спо соб направляющей канавки) н лазерная ста ,бил и э апина, 20

Известный способ лазерной стабилизация разрядного канала основан иа том, что прн воздействии лазерного луча на обрабатываемую деталь вместе с электрическим фЮзрядом последний проходит, через место.:. 25

2 воздействия лазерного луча вследствие замыкания электродов плазмой, обраэуюшейся ,прн разрушении детали.

При исполтэованнн этого способа необхо1- димо испольэовать импульс, лазера с боль шой плотностью энергии в луче для обеспе чення разрушения образца н создания плаз мы, иницннруюшей;электрический разряд;

I разрушение же образна приводят к увеличе нню .расстояния между электродамя, н, сле- довательно, также ослабляет степень, стабилизации, необходимо строто синхронизировать время запаздывания развития электрически го разряда относительно начала действия лазерного излучения и разрушения поверхностй детали. Кроме тото, к оптике, фокуснруюшей системы лазерного пучка с большой плотно стью энергия в луче, предьявляют очень серьезные требования, что значительно ус«. ложняет . изготовление н повышает стоимость антнческих деталей.

Бель изобретения — стабилизация местоположения токопроводяшего канала электрического разряда без предварительного раэрушеma детали н, тем самым, концентрирование

543480 энергии, выделяемой электрическим разрядом в определенном месте обрабатываемой детали.

Для этого предлагают в известном способе лазерной стабилизации для локализации 5 канала разряда и концентрации энергии электрического разряда использовать любое тепловое воздействие, как импульсное, так и непрерывное, плотность потока энергии которого ниже порога разрушения металлической р детали.

Стабилизация токопроводящего канала достигается за счет применения нанесенного на поверхность детали вещества с порогом разрушения ниже энергии, необходи15 мой для разрушения металла детали и не большим энергии теплового воздействия. Разрушение нанесенного вещества, а не разрушение детали, под действием локальной теп20 ловой энергии создает плазму, инициирующую электрический разряд и ограничивающую своими размерами область перемещения токопроводяшего канала.

Пример 1. Стабилизация токопро«

Я водящего канала импульсного электрического разряда и локализация ввода его энергии на медных образцах, включаемых электродом в электрическую цепь разрядного контура.

Излучение ОКГ фокусируется в пятно, диаметром 30-100 мкм, на поверхности обраЗО батываемой детали, Часть светового пятна попадает на;дополнительно нанесенное в эту точку на поверхности детали вещество, раз.рушение которого создает инициируюшую элект5 рический разряд плазму. В качестве вещества, нанесенного на поверхность детали, используется тушь. Электрический разряд создается высоковольтным блоком и напряжение на электродах варьируется в пределах 0,25 — 4,, 5 кв.

Достигнуто уменьшение плошади поражения детали до 100 раз по сравнению с нестабилизированпым разрядом. При свобод- 45 ном" электрическом разряде обрабатываемая деталь поражается на большой плошади (дл 3 мм) при небольшой глубине разрушения (единицы микрометров). При лазерном локальном тепловом разогреве поверхности детали и разрушении дополнительно нанесенной в это место туши воздействие электрического разряда локализуется по плошади, что приводит к концентрации энергии в одном месте, способствуя поражению детали на большую глубину. По сравнению с известными способами стабилизации при помощи лазерного луча предлагаемый способ позволил понизить плотность энергии в излучении

ОКГ до 10 Вт /см и увеличить степень 60 з концентрации ввода энергии электрического разряда на два порядка.

Пример 2. Стабилизация токопроводяшего канала импульсного электрического разряда и локализация ввода его энергии на детали путем создания плазмы при разрушении кузюасского лака, наносимого на поверхность детали в место воздействия разряда и излучения ОКГ. Достигнуто уменьшение плошади поражения детали, увеличение степени концентрации ввода энергии электрического разряда до двух порядков и снижение плотно4 2 сти энергии в излучении ОКГ до 10 Вт/см

Пример 3. Стабилизация токопроводяшего канала импульсного электрического разряда и локализация ввода его энергии на железной детали путем создания плазмы при раз;рушении цинкового покрытия, нанесенного гальваническим путем в место воздействия электрического разряда и излучения ОКГ.

Достигнуто уменьшение плошади пора кения детали, увеличение степени концентрации ввода энергии электрического разряда в несколько раз и снижение плотности энергии

6 z и излучении ОКГ до 10 - 10 Вт/см. Аналогичные результаты получены при обработке алюминиевых, цинковых, стальных и других деталей.

Таким образом, предлагаемый способ исключает необходимость в строгой синхронизации времени действия теплового потока и электрического разряда. Кроме того, предлагаемый способ позволяет применять в каче« стве источника теплового потока излучение оптического квантового генератора как непрерывного (на СО ), так и импульсного (на рубине, неодиме ит.п. ) действия, излучение любых других источников света, химические экзотермические реакции, специальный локальный подогрев, любые источники тепла и т.д.

Предлагаемый способ стабилизации токопроводящего разрядного канала обладает по сравнению с известными способами следук шими преимушествами; позволяет использовать любые локальные источники тепловых и световых потоков, плотность энергии которых ниже порога разоушения материала детали и достаточна для разрушения дополнительного нанесенного на поверхность детали вещества; пэверхнэсть детали пэд действием теплового лэтэка .не разрушается и локальный разогрев эпределеннэгэ места улучшает локализацию и стабилизацию тэкэпрэвэдящегэ канала и концентрацию ввода энергии электрическэгэ разряда; исключает

543480

Составитель В. Влодавский

Редактор В. Йибобес Техред Н. Андрейчук Корректор B. Зорина

Заказ 6157/46 Тираж 1178 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 необходимость строгой синхронизации времени действия теплового потока электрического разряда. формула изобретения

Способ стабилизации токопроводящего разрядного канала при электрсфизической обработке материалов с подводом дополни- щ тельной тепловой энергии в местовоздействия электрического разряда на поверхность детали, отличающийся тем, что, с целью стабилизации области токопроводящего канала и локализации вводимой энергии, на обрабатываемую поверхность детали наносят вещество, например тушь, образующее плазму под воздействием локальной тепловой энергии с плотностью, не разрушающей материал детали.