Способ плазменно-дуговой поверхности резки

 

йтеи1 о т хч а, кол ! биби. хана МЬА щ 572353

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Севе Советских Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.76 (21) 2331941/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 27.09.77 (51) М. Кл. В 23К 31/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 021.791.947.55 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. С. Шапиро, Б. Д. Бейдер, 3. М. Баркан и А. П. Королев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОИ ПОВЕРХНОСТНОИ

РЕЗКИ

Изобретение относится к области поверхностей плазменно-дуговой резки и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении, общем машиностроении, а также в металлургии при обработке химически активных металлов.

Известен способ плазменно-дуговой поверхностной резки, выполняемый двухпоточным плазматроном, по которому дуту стабилизируют потоком плазмообразующего газа. и концентрично ему подают поток фокусирующето газа:, в качестве которого используют воздух.

При этом плазмообразующий газ формирует дугу и удаляет расплавленный металл из полости реза, а фокусирующий газ, кроме охлаждения резака, удаляет выплавленный металл от лобовой .кромки реза. Обычно в качестве фокусирующего газа используют сжатый воздух.

Недостатком известного способа резки в применении к резке химически активных металлов является то, что вследствие быстрого окисления металла, выплавленного из канавки на наружную поверхность обрабатываемого изделия, снижается его жидкотекучесть. При этом выплавленный металл, не растекаясь, скапливается перед лобовой кромкой реза, препятствуя нормальному выполнению процесса поверхностной резки, вызывая необходнмость перерыва для удаления скопившегося металла.

Изменение по периодическому закону тока дуги давления газа в камере плазматрона не обеспечивает устранения указанного недостатка при обработке химически активных металлов.

Использование кислорода в качестве фоку10 сирующего газа в результате ого высокой химической активности не обеспечивает постоянных размеров канавок .по длине реза, так как ширина канавок растет по мере прогрева обрабатываемого материала. Кроме того, ис15 пользование кислорода снижает технико-экономические показатели процесса поверхностной резки вследствие более высокой стоимости кислорода по сравнению со стоимостью сжатого воздуха.

Воздушно-кислородная смесь, содержащая до 50% кислорода, обладает недостаточной химической активностью, а при содержании кислорода более 50% она ведет себя так же, 25 как газообразный кислород.

С целью эффективного удаления продуктов реза преимущественно при обработке химически активных металлов по предлагаемому способу подачу воздуха периодически прекра.

30 щают и в это время подают кислород.

572353

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 — график попеременной подачи фокусирующих газов.

Между двухпоточньгм плазматроном 1, установленным под острым утлом по отношению к обрабатываемому изделию 2, и этим изделием возбуждают плазменную дугу 3 и перемещают плазматрон в направлении, показанном стрелкой. При этом во внутреннее (токоведущее) сопло 4 плазматрона подают плазмообразующий газ, в качестве которого обычно используют технический азот, а в пространство между этим соплом и наружным (электрически нейтральным) соплом

5 подают фокусирующий газ — воздух.

Давление потока фокусирующего газа (Р4) при подаче воздуха обозначено Р,.

При таком перемещении плазматрона на обрабатываемом изделии 2 получают канавку 6 глубиной h,. Металл, выплавленный из канавки 6 на наружную поверхность 7 обрабатываемого изделия, частично откладывается по боковым сторонам выплавленной канавки, а частично скапливается перед лобовой кромкой реза 8 в виде натека 9. Подогрев в процессе резки этого натека происходит под действием потока ионизи рованного газа 10, выделенного из столба дугового разряда. При этом, когда высота этого натека, размеры которого возрастают по мере перемещения плазматрона, достигнет значения

h, .= (0,75 — 1,0) h, поток 10 ионизированного газа не обеспечивает подогрева этого выступа и его расплавления из-за значительных размеров массы натека, скопившегося перед лобовой кромкой реза 8. При этом плазменная дуга 3 как бы «зарывается» в обрабатываемое изделие, увеличивая глубину выборки

h;, а на лобовой кромке реза образуется так называемый «козырек». Металл, выплавленный из полости реза, отбрасывается в сторону, обратную перемещению плазматрона, и нормальное течение процесса поверхностной резки прекращается, поэтому непосредственно перед достижением натеком 9 своего максимального размера h„.„,. прекращают подачу сжатого воздуха и в этот момент подают кислород, давление которого обозначено Р„.

Длительность подачи кислорода (t,,), используемого в качестве потока фокусирующего газа, легко определяют обычным путем с таким расчетом, чтобы за это время обеспечивалось практически полное устранение натека выплавленного металла и .шлака перед лобовой кромкой реза. После этого прекращают подачу кислорода и вновь подают сжатый воздух давлением Р,. Подачу воздуха производят до момента образования перед лобовой кромкой реза 8 натка выплавленного металла и шлака, имеющего высоту h>„, после чего прекращают подачу воздуха и вновь подают кислород.

Момент перехода от подачи воздуха на:подачу кислорода может быть определен визуально по углу отклонения потока 10 ионизированного газа, выделенного из столба дугового разряда.

Hpm нормальном выполнении процесса резки значение этого угла менее 40 — 50 . По достижении натеком 9 максимальной высоты

h,,„çíà÷åíèå этого угла становится равным

9Q .

Практически требуемый период времени 4,. существенно меньше 4, давление Р,, также

ЗО обычно меньше Р„

Формула изобретения

Способ плазменно-дуговой поверхностной резки, при котором ду гу стабилизируют пото35 ком плазмообразующего газа и концентрично ему подают поток фокусирующего газа, в качестве которого используют воздух, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью эффективного удаления продуктов реза преимущественно

40 при обработке химически активных металлов, подачу воздуха периодически прекращают и в это время подают кислород.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. «Сварочное производство» № 3, 1973, с. 41 — 43.

572353

«е — ——

Фиг. 2

Составитель С. Мальбард

Редактор Г. Мозжечкова Техред И. Михайлова

Корректоры: Л. Врахнина и И. Позняковская

Подписное

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 2098/2 Изд. № 779 Тираж 1207

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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