Способ дуговой обработки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21. 03. 79 (21) 2739629/25-27 (51)М. Клз

В 23 К 31/10 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621-791 °

° 947.55.(088.8) Опубликовано 1504.81 Бюллетень Мо 14

Дата опубликования описания 170481 (72) Авторы изобретения

И. С. Шапиро, 3. M. Бархан и В. В. Педурэ (71) Заявитель

1

1 с (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к сварочной технике, а более конкретно к способам разделительной и поверхностной плазменно-дуговой резки.

Известен способ плаэменно-дуговой резки, при котором рабочий процесс выполняют с колебаниями дуги вдоль лобовой кромки реза, причем эти колебания последовательно чередуют с колебаниями дуги поперек линии реза (1 .

Недостатком этого способа является то, что его выполнение связано с ориентацией плаэмотрона под углом к поверхности обрабатываемого металла, т.е. этот способ обеспечивает только выполнение поверхностной резки.

Известен также способ плазменнодуговой резки, при котором электрод в камере вращают по радиусу относительно оси плаэмотрона (2).

Недостатком йзвестного способа является то, что его использование связано с увеличением ширины плазменно-дугового реза, в то время как углубление дуги в обрабатываемое изделие, которое характеризует глубину проплавления металла, уменьшается, .что, в свою очередь, связано с отсутствием локализации анодного пятна на наружной поверхности обрабатываемого изделия.

Известен способ дуговой обработки, при котором производят перемещение электрода по винтовой линии, расположенной на угловой боковой поверхности конуса, с амплитудой, последовательно уменьшающейся "на подъем" (31.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает требуемого угла скоса кромок при резке сжатой дугой и.повышения производи$5 тельности обработки металла при резке со скосом кромок. Это приводит к необходимости выполнения резки со скосом кромок в несколько проходов, что и обуславливает соответствукщее

2О снижение производительности при использовании данного способа.

Цель изобретения — повышение качества при выполнении плазменно-дуговой резки, путем обеспечения требуе25 мого угла скоса кромок и повышения производительности путем снижения количества проходов.

Поставленная цель достигается тем, что производят чередование пе3© .ремещения электрода по упомянутой

821104 траектории "на спук" и . "на подъем" жение конца электрода в точках, расс последовательным изменением на- положенных на основании конуса, обесцравления вращения. С целью рвгули- печивает максимальную ширину реза рования геометрических параметрОв фор» на участке, расположенном вблизи мы реза, изменяют скорость линейно- верхней поверхности 5 обрабатываемого перемещения. электрода по наружной ro изделия 6, чему соответствует глуповерхности конуса. бина hz погружения анодного пятна.

На фиг. 1 представлена схема го- Несмотря на то, что максимальное прирения дуги в полости реза при пере- ближение конца электрода к отверстию мещении электрода "на спуск"; на сопла плазмотрона обуславливает повыфиг. 2 - схема горения дуги в полос- шение склонности к двойному дугообти реза при перемещении электрода разованию, так как при этом отклю"на подъем". чение конца электрода от продольной

На схеме представлены плазмотрон оси плазмотрона максимально, отсут1 для резки; камера 2 формирования ствие его обуславливает то, что длиплазмеиной дуги, катод 3, конус 4 на участка дугового разряда, находяпо наружной поверхности которого пе- t5 щегося в головке плазмотрона, имеет ремещают конец катода в процессе рез- минимальную длину. Увеличение длины ки, близрасположенная к плазмотрону этого участка за счет смещения конца наружная поверхность 5 обрабатывае- электрода от его основания к точке В мого металла, обрабатываемй металл 6, (вершина конуса) также не обуславлиотдаленная от плазмотрона поверхность Щ вает разрушения канала сопла вслед7 обрабатываемого металла, полость 8 ствие двойного дугообразования, так реза, левая кромка 9 реза, правая как при этом уменьшают радиальное кромка 10 реза, .плазменная дуга 11, отклонение конца электрода от оси канал 12 сопла, формирующий плаз- плазмотрона, При расположении конца менную дугу, точка В, распо- 5 электрода на образующей конуса ВО ложенная в вершине конуса, обра- обеспечивают горение плазменной дуги зованного при перемещении конца элен- на кромке 9 реза. Соответственно.при трода, диаметрально противоположные расположении конца электрода на обточки С и 0 на основании конуса, разующей конуса BC обеспечивают гообразованного при перемещении конца рение плазменной дуги на кромке 10 электрода, точка Е, расположенная на реза. Таким образом, перемещение конбоковой поверхности конуса, образо- ца электрода по наружной поверхности ванного при перемещении конца элек- конуса обуславливает кольцевое перетрода, анодное пятно A в полости ре- мещение анодного пятна в полости реза, высота Н конуса, образованного за и изменяет одновременно глубину при перемещении конца электрода, вы- 35 погружения анодного пятна. При этом сота Н . расположения точки Е относи- аиодное пятно перемещают по толщине тельно вершины коНуса, толщина О об- металла S в направлении, обратном рабатываемого металла, глубина h пвремещению конца электрода. Перемеутопления анодного пятна в полости щенив конца электрода от точек С и реза при расположении конца катода в 49 0 к точке В, т.е. "снизу-вверх" обусточке О, глубина h2 утопления анод- лавливает увеличение глубины погруного пятна в полостй реза при распо- жения анодного пятна, т.е. тем саложении конца катода в точке Е, нап- MbN анодное пятно смещают от повврхравление и перемещения конца катода ности 5 к поверхности 7 в направлепри его движении на спуск, направ- 4 нии, обратном перемещению электрода. ление P перемещения конца катода при Расположенив конца электрода в точке его движении "на подъем". Е, которой соответствует расстояние

Способ осуществляется следующим Н от вершины конуса, обусловливает образом. увеличение глубины погружения анодМежду концом катода 3, находящим- ного пятна A до значения И2, и эта ся в камере 2 формирования плаэмот- глубина погружения анодного пятна в порона i, и обрабатываеьым изделием, лости реза достигает максимального зна(Ме TcLJIJxQM) 6 возбуждают плазменную чеиия при расположении конца электродугу 11. При этом конец катода 3 пе- да в точке B. Такое перемещение анодремещают в камере формирования дуги :ного пятна обусловлено тем, что при таким образом, что при его движе- 55 этом возрастает мощность дугового нии получают конус 4, высотой Н и с разряда за счет уввличения напряжедиаметром основания, равным 0,5-0,75 ния на дуге. Соответственно уменьшедиаметра канала сопла плазМотрона. ние длины столба разреза, находящеПеремещение конца электрода по наруж- гося в камере плазмотрона, которое ной поверхности конуса 4 изменяет глу щ(обеспечивает за счет перемещения конбину погружения анодного пятка A в ца электрода "сверху-вниз", приводит полости реза 8. Эта глубина погружв- к смещению анодного пятна в полости ния анодного пятна минимальная при реза в направлении от поверхности 7 максимальном приближении конца элек- к поверхности 5, т.е. также в направрода к отверстию 12 сопла. Располо- д ленин, обратном перемещению конца

821104

Формула изобретения

600

12

14

16

20 электрода. ПсследовательнФ чередующееся перемещение анодного пятна в полости реза гарантирует высокое качество кромок реза. За счет изменения радиуса вращения анодного пятна в полости реза, которое получают вследствие перемещения конца электрода по образующей конуса, обеспечивают требуемый угол скоса кромок реза в соответствии с требованиями процесса сварки. При этом выбор высоты конуса Н производят в зависимости от . толщины обрабатываемого металла. Регулирование скорости перемещения электрода на различных участках траектории его перемещения также способствует изменению геометрии плазменно-ду- 15 гового реза, при данной скорости поступательного перемещения ллаэмотрона.

Так, например, 8нижение,скорости перемещения на участке, расположенном вблизи основания конуса, т.е. на том )() участке, где амплитуда отклонения столба дуги в полости реза является максимальной, обеспечивает увеличение угла скоса кромок. Соответственно при уменьшении скорости перемещения на участке, расположенном вблизи вершины конуса,т.е.там,где амплитуда ради— ального отклонения столба дуги минимальна, приводит к тому, что возрастает количество тепла вносимого дугой в нижнюю часть полости реза. Это приводит к тому, что возрастает ширина реза по низу, что снижает угол скоса кромок.

Пример. При выполнении плаз-. менно-дуговой резки коррозионностой; ких сталей марки 12Х18Н10Т толщиной до 25 мм,,(в качестве плазмообразующего газа используется технический азот на токе 350-400 A) конец электрода перемещают по наружной поверх- 4р ности. конуса, высоту которого принимают равным 10 мм, а диаметр основания конуса равным.0,75 диаметра сопла, формирующего. плазменную дугу.

Скорость перемещения электрода сос- 4 тавляет 500 мм/мин. Соответствующие значения скоростей реза, обеспечивающих получение кромок с углом разделки 55-60оприводятся ниже.

Использоваиие известного способа, при котором электроду придают возвратно-поступательные перемещения в камере формирования дуги, при которых ось электрода совмещают с осью дугового плаэмотрона обеспечивает максимальный угол скоса не свыше 20 .

Поэтому получение кромок с требуемым углом скоса только за два прохода.

При выполнении первого прохода,при котором плазмотрон устанавливают под требуемым углом скоса кромок, получают только на одной кромке требуемый скос, определяемый требованиями процесса последующей сварки. Затем плазмотрон разворачивают на угол 180- оа, где 0C — угол наклона плазмотрона при выполнении первого прохода, и получают скос на второй кромке реза,сопоставление двух способов получения требуемого угла скоса кромок показывает,что предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки металла на 50-60% по сравнению с известным способом.При этом его использование обеспечивает также уменьшение,отходов обрабатываемого металла.

1 ° Способ дуговой обработки, при котором производят перемещение элек» трода по винтовой линии, расположенной на условной боковой поверхности конуса, с амплитудой послеповательно уменьшающейся "на подъем", о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью. повышения качества при выполнении плазменно-дуговой резки путем обеспечения требуемого угла скоса кромок и повышения производительности путем снижения количества проходов, производят чередование перемещения электрода по упомянутой траектории "на спуск" и "на подъем" с последовательным изменением направления вращения.

2. Способ дуговой обработки по п.1, отличающийся тем, что, с целью регулирования геомет- . рических параметров формы реза, изменяют скорость линейного перемещения электрода по наружной поверхности конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 483855, кл. В 23 К 31/10, 18.02.74.

2. Авторское свидетельство СССР

9 554977, кл. В 23 К 31/10, 20.10.75.

3. Авторское свидетельство заявка

2418376/25-27, кл. В 23 К 9/00, 04.11.76.