Способ плазменно-дуговой резки металлов

 

O n Й C А Н К Е „707711

ИЗОБРЕТЕИ ЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20.10.75 (21) 2182144/25-27 (51)М. Кл. с присоединением заявки,%В 23 К 9/00

Гооударстееииый комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 0.5.01.80. Бюллетень Ж 1 (53) УДК 621.791..7 (088.8) Дата опубликования описания 05.0180

В. В. Ардентов, 3. M. Баркан, H). В. Гладков, А. П. Королев, 10. Б. Флоринский и И. С. Шапиро (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННΠ— ДУГОВОЙ РЕЗКИ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к сварочному произ, водству и может быть использовано при выполнении плазменно-дуговой резки.

Известен способ плазменно-дуговой резки металлов, преимущественно поверхностной, 5 при котором производят колебания дуги поперек- реза (11.

Недостатком способа является низкая производительность.

11елью изобретения является увеличение

10 производительности процесса путем увеличения ширины и глубины выплавляемой канавки.

Указанная цель осуществляется тем, что в крайних точках траектории поперечного перемещения дуги увеличивают давление плазмообразуюшего газа.

На фиг. 1 - 3 приведены варианты выполнения данного способа резки; на фиг. 4 - диаграмма изменения давления плазмообразуюшего газа.

На чертежах приняты обозначения: 1 ° плазмотрон для резки; 2 - тпазмепная дуга;

3 - выплавляемlB канавка; 4 - обрабатываемое изделие; 5, 6 - трубки для подачи потока, аза, отклоняющего плазменную дуту; глубина выплавляемой канавки;

В - ширина выплавляемой канавки;

А и В - крайние точки траектории отклонения дуги.;

P - давление потока газа, отклоняющего плаэг менную дугу при подаче по трубке 5;

Р, - давление потока газа, отклоняющего гьгазменную дугу при подаче по трубке 6;

- минимальное давление плазмообраэующе. го газа в камере плазмотрона;

PlTlAx .максимальное давление плазмообраэующего газа в камере плазмотрона.

Предлагаемый способ осуществляют следуюшим образом.

Между электродом, находящимся в головке плазмотрона 1 и обрабатываемым изделием 4 возбуждают плазменную дугу 2. Плазмотрон, установленный под ocTpf,lM углом к обрабатываемому изделшо, и:ргмсшают в направлении, показанном стрелкой. !1рй этом по трубке 5 подают поток газа под давлением Р2. Под

707711

45

55 воздействием потока ллазменнун> дугу отклоняют к точке В. В этот момент повышают давление плазмообраэующего газа в камере плазмотрона до значения Р>т>а>„обеспечивающего увеличение расхода плазмообразующего газа до величины, при которой отсутствует двойное дугообразование. В этот момент давление газа

F3, поступающего по трубке 6 либо равно нулю, либо существенно меньше величины Р .

Ватем прекращают подачу газа по трубке 5 и подают газ по трубке 6 под давлением Р, Этим потоком плазменную дугу 2 сме цают к точке А. Соответственно в перерывах между подачей газа по трубкам 5 и 6 давление плазмообразующего газа в камере плазмотрона

Уменьшают до значениЯ Рп,1д, котоРое обеспечивает существенное уменьшение расхода по сравнению с давлением Frnax.

3а счет перемещения дуги от точки В к точке А получают канавку 3 шириной Ь и глубиной h.

Такой характер изменения давления плазмообразующего газа, при котором его давление в крайних точках траектории колебаний дуги повышают, а при положении дуги между этими точками уменьшают давление плазмообразующего газа, обеспечивает существенное повышение о производительности обработки за счет того, что при этом возрастут Ь и h. Увеличение глубины выборки h связано с тем, что количество газа, поступающего в полость реза уменьшается, и этот газ не охлаждает ванну расплавленного металла. В это время увеличение ширииы выборки Ь обусловлено тем, что в крайних точках траектории повышают давление и расход плазмообразующего газа, что обеспечивает в свою очередь большие угловые смещения плазменной дуги без вероятности при этом двойного дугообраэования, Кроме того повышение давления газа в этих точках обеспечивает лучшее растекание выплавленного металла цо наружной поверхности абра. батываемого изделия, что в свою очередь способствует лучшему отделению металла от обрабатываемого изделия, а также обеспечивает более эффективный ввод тепла в изделие, Данный способ выполнения однопроходной поверхностной резки может выполняться-как при использовании однокомпонентных плазмообразующих газов (аргон, азот, воздух), так и при использовании многокомпонентных газов (аргон+водород, аргон+азот и тд.). При использовании многокомпонентных газов давление одного иэ них поддерживают в камере плазмотрона постоянным, в то время как второй газ с более высокими теплофизическими свойствами (азот, водород) подают прерывисто, таким образом, чтобы его поступление в плаз5

30 матрон имело место в крайних точках траектории колебания дуги.

Возможным вариантом выполнения данного способа резки является резка с колебаниями дуги поперек линии реза с помощью внешнего переменного магнитного поля.

П р и м с р. Для реализации способа резки был использован двухпозиционный кулачковый, механизм, обеспечивающий включение двух клапанов подачи плазмообразующего газа и двух клапанов подачи потока газа, отклоняющего плазменную дугу. При включении каждого из клапанов подачи плаэмообразующого газа этот газ поступал в. камеру плазмотрона. Соответственно при включении клапанов подачи отклоняющего газа, а качестве которого использовали с катчй воздух, последовательно чередовали

>его подачу в трубки 5, 6 (фиг. 2, 3), расположенные симметрично с двух сторон ллазмотрона для поверхностной резки. Каждый из клапанов подачи отклоняющего газа размещали в одной плоскости с клапаном подачи плаэмообразующего газа (азота), что в свою очередь обеспечивало синхронную подачу плазмообразующего газа в камеру дугового плазмотрона и в одну из дополнительных трубок, расположенных у головки плазмотрона. При подаче воздуха в одну из указанных трубок плазменная дута под воздействием потока отклоняющего газа отклонялась к одной из боковых кромок реза, Такое отклонение плазменной дети не представляет опасности для разрушения канала сопла плазмотрона, так как повышение давления в камере плазмотрона в свою очередь гарантирует отсутствие двойного дугообраэования. При прекращении подачи отклоняющего газа в трубку плаз-, менная дуга занимает такое положение, при котором ее ось совпадает с осью выллавляемой канавки, Соответствующая подача сжатого возду. ха в другую трубку обеспечивает отклонение плазменной дуги к противоположной кромке реза. При этом синхронно с отклонением дуги к данной кромке повышают давление в камере.

Принятая схема процесса поверхностной резки обеспечивает колебания плазменной дуги поперек линии реза при последовательно поступательном перемещении головки плазмотрона.

Несмотря на то, что подача плаэмообразующего газа в камеру производится прерывисто, значение скорости спада давления в камере существенно ниже скорости нарастания давления (обусловлено дросселирующим эффектом плазменной дуги в канале соила) и при этом плаэмообразующий газ подается в канал сопла все время.

При частоте колебаний дуги 6,0 сек. обеспечивали максимальное давление воздуха, отклоняющего плазменную дуту, равное 5 кгс/см .

Соответственно максимальное давление ллазмо707711

Фиг. 7 образующего газа (Ргоах) составляло

2,2 кГс/см, а минимальное (Ротгп) 1,2 кГс/см .

При этом при токе 320 A и диаметре сопла, формирующего плазменную дугу, равном 3,5 мм, обеспечивали получение канавок шириной 23 мм,s глубина выборки при скорости перемещения

Йлаэмотрона-400 мм/мин составляла 20 мм.

Данный способ позволяет повысить производительность обработки при поверхностной плазменной резке. Способ позволяет на 15-20% повысить ширину выплавляемых канавок, на 40.

50 o увеличить их глубину, что в свою очередь обеспечивает увеличение весового объема металла на 40-60%.

Формула изобретения

Способ плазменно-дутовой резки металлов, преимущественно поверхностной, при котором производят колебания дуги поперек реза, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса путем увеличения ширины и глубины выплавляемой канавки, в крайних точках траектории поперечного перемещения дуги увеличивают давление плаэмо. образующего газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 253974, кл. В 23 К 9/30, 1968.

ЦНИИПИ Заказ 8401/10, Тираж 1160 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4