Неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 15.03,83. Бюллетень10Дата опубликования описания 25.03.83 ев делам нзебретеннй и еткрмтий(54) НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ДУГОВОЙ И ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ В ИНЕРТНЫХ ГАЗАХ 1Изобретение относится к дуговой и плазменной обработке металлов и может быть использовано в различных дуговых устройствах.Известен единственный материал, используемый в качестве основы катодов для работы в инертных и защитных газах, - вольфрам 1.Недостатком вольфрамовых электродов, используемых в процессах дуговой и плазменной обработки, является низкий диапазон рабочих токов, в котором сохраняется стабилизация и пространственная локализация дуги.Известен неплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах, содержащий держатель и вольфрамовую активную часть с эмиссионными добавками 12 .Однако он работает в диапазоне токов не ниже 20 А, причем стабилизация и пространственная локализация дуги обеспечивается только при увеличении силы тока. Кроме того, электрод имеет сравнительно узкие технологические возможности, связанные с тем, что стабилизация дуги при регулировании тока в обе стороны сохраняется в очень узком диапазоне токов, наруше- ние пространственной стабильности дуги не позволяет использовать эти электроды для сварки близкорасположенных ребер,кромок и т. п. Недостатками этого элек трода являются также плохое возбуждениедуги на малых токах, высокое прокатодное падение напряжения тока и сложность его изготовления.Цель изобретения - повышение ресур 1 о са работы электрода и диапазона рабочихтоков.Цель достигается тем, что активнаячасть выполнена из порошка, покрывающего торцовую поверхность держателя и часть боковой поверхности длиной не мень ше одной четверти диаметра электрода, примыкающей к торцу, причем весовое содержание вольфрама в порошке 60 - 85%.Предлагаемый электрод позволяет существенно расширить технологический диапазон рабочих токов: улучшить стабилизацию и пространственную локализацию дуги во всем диапазоне регулирования, снизить прикатодное падение напряжения и обеспечить возбуждение дуги при любом значении тока во всем диапазоне регулирования,1004051 Составитель Л. СухановаТехред И. Верес Корректор М. КостаТираж 1104, ПодписноеВНИИ ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор И.МитровкаЗаказ 1667/14 а также существенно упростить изготовление,В качестве добавок, улучш ающих электронно-эмиссионные свойства электрода, использованы окислы иттрия и редкоземельных элементов, взятых как в отдельности, 5 так и в сочетаниях.Порошковая масса, состоящая из смеси вольфрама с окислами иттрия и РЗЭ, напрессована на металлический держатель и образует активную рабочую поверхность электрода.Активный слой, напрессованный на держатель, имеет высокие эмиссионные свойства, низкую работу выхода и обеспечивает снижение теплового потока в электрод.Благодаря этому, обычно применяемый тугоплавкий держатель может быть заменен на любой металлический. В качестве держателя предлагаемого электрода могут быть использованы металлы 1, 111, 17, У, И и И 11 групп периодической системы элементов Д, И. Менделеева,20 Вследствие снижения прикатодного падения напряжения существенно упрощается источник питания за счет понижения напряжения холостого хода, что повышает технико-экономические показатели.Предлагаемый электрод имеет целый ряд преимуществ перЕд известными электродами.За счет снижения минимального тока на предлагаемом электроде диапазон регули рования токов значительно расширяется.На электроде, состоящем из медного держателя диаметром 1 мм, и напрессованной на него активной части, состоящей из смеси вольфрамового порошка с окислом иттрия, диаметром 1,5 мм и длиной 3 мм, ми нимальный ток составляет 0,2 А. Электрод работает в течение нескольких часов в диапазоне 0,2 - 20 А в режиме стабилизации и пространственной локализации дуги. Многократные включения и выключения дуги в процессе работы показывают, что воз 40 буждение дуги на всех токах, включая минимальный (0,2 А), осуществляется безотказно.Кроме медных держателей на токи 0,1 - 30 А испытаны держатели, изготовленные 45 из стали и алюминия. Исследования показывают целесообразность использования таких держателей при изготовлении электродов.Однако применение перечисленных материалов для изготовления держателей элек тродов на большие токи (100 А и выше) не целесообразно из-за необходимости значительного увеличения диаметра держателя.Для работы на токах до 200 А держатели следует изготавливать из тугоплавких материалов: вольфрама, молибдена, тантала.Электроды состоят, например, из вольфрамового держателя диаметром 0,8 мм и напрессованной на держатель активной части диаметром 1,5 и длиной 2,5 мм. Активная часть представляет собой порошок, состоящий из 78/о вольфрама и 22 ой окисла иттрия.Непосредственно перед сваркой электроды проходят предварительную обработку. Электроды проходят испытания по сварке в гелии и аргоне различных соединений: стыковых, угловых и по отбортовке. Для сварки используют различные материалы: медь, ковар, молибден, нержавеющая сталь толщиной 0,3 - 7 мм.Испытания показывают, что все электроды работают в гелии и аргоне в режиме стабилизации и пространственной локализации дуги в диапазоне регулирования тока 1 в 1 А. После работы электрода в течение 7 ч в режиме многократного включения и выключения дуги на токах 100 - 1 А включительно, а также изменении тока как в сторону повышения от 1 до 100 А, так и в сторону понижения от 100 до 1 А, изменение свойств электрода не отмечено. Во всем диапазоне регулирования дуга остается стабильной и пространственно локализованной.Контроль качества металла шва показал хорошее качество сварного соединения.формула изобретенияНеплавящийся электрод для дуговой и плазменной обработки в инертных газах, содержащий держатель и вольфрамовую активную часть с эмиссионными добавками, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы электрода и диапазона рабочих токов, активная часть выполнена из порошка, покрывающего торцовую поверхность держателя и часть боковой поверхности длиной не менее одной четверти диаметра электрода, примыкающей к торцу, причем весовое содержание вольфрама в порошке 60 - 85/о,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Амосов В. М. и др. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М., Металлургия, 1976.2. Патент США й 1 о 3231332, кл. 29 - 182.2 1968.