Устройство для сварки неплавящимся электродом в вакууме

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11967722

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270581 . (21) 3291131/25-27

Р(М g> з с присоединением заявки ¹

В 23 К 9/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53}УДК 621 791 ,754. 037 (088. 8) Опубликовано 23,1082 Бюллетень ¹39

Дата опубликования описания 23.1082

С.,. " ",;"/

I

1 ,У

71

exяолегии.::= . (72) Авторы изобретения

Ю.И. Горбачев, Б.И. Мандров и Е.А. Ковалевс

Алтайский научно-исследовательский институ машиностроения

- (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

В ВАКУУМЕ

Изобретение относится к сварке, 1 . в частности к конструкциям горелок с полым катодом для сварки химически активных и тугоплавкик металлов.

Известны горелки для сварки в вакууме, содержащие тонкостенные полые катоды (с толщиной стенки 0,10,3 мм) малого диаметра (2-4 мм), изготовленные из вольфрама или тантала и предназначенные для, работы на токах до 100"150 A fl).

Возбуждение дугового разряда в таких горелках осуществляется при помощи разогрева катода протекающим по нему током. Это требует использования повьхаеиного (по сравнению с током разряда) тока накала и часто приводит к разрушению катода из-эа его перегрева на стадии возбуждения.

Кроме того, при работе таких горелок на малых токах (0,5-50 A) низка стабильность дугового разряда вследствие нарушения термоэмиссионных процессов на катоде иэ-за недоста« точной температуры стенки -катодной трубки.

Известно также устройство для сварки неплавящимся электродом в вакууме, содержащее водоохлаждаемый корпус с установленньи в нем полы@ катодом, накальный элемент и дополнительный источник питания для возбуждения вспомогательного дугового

Разряда. B коРпусе устройства над польм катодом выполнена полость, в которой размещен накальный эле-, мент, подключенный к отрицательному полюсу дополнительного источника питания. Между корпусом и накальньи элементом возбуждается дуговой разряд, плазма под действием сил электрического поля, проникающего в полость катода, заполняет катод и дуговой промежуток. Это приводит к возбуждению дугового разряда с полого катода (2) °

Недостатком такого. устройства является низкая стабильность возбуждения дугового разряда на катодах малого диаметра вследствие значительного искажения и ослабления ускоряющего электрического поля внутри катода и удаленности плазменного источника от анода.

Цель изобретения - облегчение возбуждения дугового зазряда на катодах малого диаметра и повышение стабильности горения разряда на тоЗО ках 0,5-50 A.

9677?2

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для сварки неплавящимся электродом, содержащее корпус, установленный в нем полый катод с элементом и источник питания для возбуждения вспомогательного дугово- S го разряда, дополнительно снабжено обоймой с полостью, установленной концентрично катоду и закрепленной

I на корпусе через изоляторы, при этом обойма снаГ кена штуцером для подачи Я газа в полость.

На чертеже изображено устройство для сварки в вакууме на малых токах.

Устройство содержит водоохлаждаемый корпус 1, в котором установлен полый катод 2. На корпусе 1 с помощью накидной гайки 3 через изоляторы 4 укреплена полая обойма 5, охватывающая полый катод 2. В полости обоймы 5 размещен накальный элемент 6, изолированный от корпуса обоймы с помощью изоляционных шайб 7.

Для дополнительной подачи инертного

rasa в полость обоймы предусмотрен штуцер 8.

2S

В устройство входит источник питания дуги (U ), источник питания для нагрева накального элемента (V„) и дополнительный:источник питания для возбуждения вспомогательного разряда (U>) между накальньм элемен- ЗО том 6 и польм катодом 2.

Отрицательный полюс дополнительного источника питания (U@) подключен к накальному элементу б, а по-. ложительный - к корпусу 1. 35

Устройство работает следующим образом.

B камере создается разряжение

10 + - -10- мм рт.ст. В полость катода 2 и в полость обоймы 5 подают- 4g ся два потока инертного газа. После включения сварочного источника питания между полым катодом 2 и изделием 9 устанавливается напряжение холостого хода источника. Затем по- 45 дается накальное напряжение U> и напряжение возбуждения U+, Между польм катодом 2 и накальным элементом б возбуждается слаботочный дуговой разряд, который разогревает стенку катода 2. Ионизация основного потока газа в полости катода 3 приводит к возбуждению основного разряда.

Для поддержания требуемой температуры стенки катода вспомогательный дуговой разряд существует в течение всего процесса сварки °

Устройство обеспечивает надежное возбуждение разряда с катодов маЛого диаметра и устойчивую работу разряда на минимальных токах (0 5-50 A).

Размещение накального элемента в полости обоймы с максимальньм приближением к полому катоду позволяет более эффективно испольэовать мощность вспомогательного дугового.раз- ряда для разогрева стенки полого катода. На катод поступает до 80-90% всей мощности вспомогательного разряда, что позволяет возбуждать основной дуговой, разряд и обеспечивать его стабильную работу при малых токах вспомогательного дугового разряда. Это обеспечивает длительный ресурс работы накального элемента без замены, что повышает надежность устройства. .Формула изобретения

Устройство для сварки неплавящимся электродом в вакууме, содержащее корпус, закрепленный в нем полый катод с накальным элементом и источник питания для возбуждения вспомогательного дугового разряда, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью облегчения возбуждения дугоsoro разряда на катодах малого диаметра и повышения стабильности горения разряда на токах 0,5-50 А, оно снабжено обоймой с полостью, установленной концентрично катоду и закрепленной иа корпусе через изоляторы, при этом обойма снабжена штуцером для подачи rasa в полость °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Попов Ю.В. и др. Возбуждение дугового разряда с польм катодом и способы управления раэрядом.— Иэвестие вузов. Машиностроение .

1972, 9 10, с. 188-190.

2. Авторское свидетельство СССР

9 694314 кл. В 23. К 9/16, 1977 (прототип) .

967722

Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7978/21

Филиал ППП Патент,. r. Ужгород,. ул. Проектная, 4

Составитель О. Островский .

Редактор С. Лыжова Техред М.Гергель Корректор А. Гриценко