Способ поверхностной обработки токопроводящих материалов

(51) 4 С 21 0 ыи пол А, Наматэ ство СССР 1958. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54)(57) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРА- .БОТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ИАТЕРИАЛОВ,включающий нагрев электрической дугой при перемещении ее магнитным пот:лем, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производитель.ности обработки, нагрев осуществляютэлектрической дугой, питаемой токомс частотой,500-7000 Гц./Изобретение относится к технологии термической обработки и предназначено для закалки, отжига или отпуска,пайки твердыми или мягкими припоямии нанесения покрытий путем спеканиянаносимых веществ с основой, деталей из токопроводящих материаловбез нарушения микрогеометрии их по.верхностей.Цель изобретения - повышениепроизводительности обработки.Сущность изобретения заключаетсяв том, что электрическая дуга,например разрядный промежуток, питается переменным током с частотой500-7000 Гц, вследствие чего катодное и анодное пятна каждый полупериод питающего напряжения меняютсвое полажепие относительно электрода-инструмента и нагреваемого иэделия и каждый полупериод меняютсвое положение относительно областейнагреваемой поверхности на изделии,т.е. значительно быстрее, чем этопроисходит только при воздействиина канал разряда перемещающегоего (дугу) магнитного поля, вызывающего нерегулярные, скачкообразныеперемещения активных пятен (каканодного, так и катодного) по поверхности нагреваемого иэделия иэлектрода-инструмента. Это позволяет в два-три раза увеличить токразряда (дуги) между электродом-инструментом и изделием, т.е. в 2 -3 раза увеличить подводимую к из.делию тепловую мощность без оплавления каких-либо участков его поверхности, так как известно, что времяформирования квазистационарных пятенна электродах, вызывающих оплавление на этих участках поверхности,в зависимости от параметров разрядасоставляет 2 10 -10 с. Следовательно, при питании дуги током с частотой более 500 Гц оплавления микроучастков на нагреваемой поверхностиизделий не будет, Таким образом,увеличится допустимая тепловая мощность, .которую можно подводить к нагреваемому изделию без оплавленияего поверхности, что обеспечиваетдвух- и трехкратное повышение производительности процесса обработки.Способ осуществляется следующим образом,Между охлаждаемым электродом-инструментом и деталью, либо между99807 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 двумя обрабатываемыми деталями, возбуждают электрическую дугу, питаемую от сильноточного источника переменного тока с падающей характеристикой, частотой не менее 500 Гц (возбуждение дуги между двумя обрабатываемыми деталями более целесообразно с точки зрения повышения КПД процесса). Магнитное поле, перемещающее дугу, возбуждается регулируемым по величине током, получае,мым от силового или независимого источника постоянного или переменного напряжения.При возбуждении магнитного поля постоянным током при линейном электроде-инструменте дуга перемещается возвратно-поступательно вдоль обрабатываемой поверхности, а при возбуждении магнитного поля перемен- ным током, синхронным и.синфазным току дуги, при кольцевом электроде- инструменте (как и в известном способе) дуга вращается по обрабатываемой поверхности. При создании ком. бинированного магнитного поля происходит развертка дуги по соответствующей области обрабатываемой поверхности.Применение независимых регулируемых источников тока позволяет подобрать необходимый режим термообработки, пайки или нанесения покрытия в зависимости от конфигурации зоны нагрева, материала и размеров деталиТаким способом, помимо сварки можно выполнять различные виды пайки и термическую обработку, при осуществлении которой недопустимо оплавление поверхности обрабатываемых изделий.В качестве источника тока дуги может быть использовано стандартное, например, сварочное оборудование.П р и м е р. Предлагаемый способ проводят на плазмотроне с линейным электродом-инструментом. Дуга питается от стандартного сварочного генератора ГПЧот модернизированного для этой цели преобразователя ВПЧ-8000 УЧ, т.е, при питании дуги током с частотой 600-8000 Гц. Для сравнительных экспериментов, т.е, для питания дуги постоянным током, используют два сварочных выпрямителя ВД-З 06 УЗ, которые для по вышения напряжения холостого хода по силовой цепи соединяются последо1199 Составитель А.КулеминТехред З.Палий КорректорГ,Решетник Редактор Н.Гунько Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7796/30 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4 вательно. Также используют и установки типа АПР. Дуга возбуждается как в воздухе, иак и в среде аргона, Магнитное поле, перемещающее дугу при питании ее постоянным током, 5 возбуждается с помощью электромагнита, питаемого от сети переменного тока через автотрансформатор типа РН 0-250-3, а при питании дуги переменным током в эту цепь включается 1 О двухполупериодный выпрямитель из четырех диодов типа Д, Для первичного возбуждения дуги используют осциллятор типа ОСПМ.Величина тока дуги, при длине 15 светящейся области (плазменного шнура) 60-300 мм варьируется от 50 до 250 А, а величина напряженности магнитного поля развертки от 5"10 до 10 А/м.Э.20Нагреву подвергают образцы из стали 10 и меди М 1 с размерами 400 50 и толщиной 2-10 мм. Ось зоны нагрева (плазменного шнура) совпадает с длинной осью наибольшей плос кости образцов. Температуру на обратной стороне у длинной оси образцов и на расстоянии от нее до 10-15 ммодоводят до 1000 С, т,е. практически, :гупример, весь. образец из меди тол 807 4щиной 10 мм доводится до красного каления. После охлаждения образца путем тщательного осмотра зоны нагрева выясняют, имеются ли оплавленные участки. Проведенные эксперименты показа" ли, что при питании дуги током с частотой 600-8000 Гц допустимая плотность тока, не вызывающая сплавления образцов в зоне нагрева, в 1,8-2,4 раза вышее, чем при питании дуги постоянным током и достигнет (например, на медных образцах) 20-28 А на 1 см длины плазменного шнура, что обеспечивает, приблизительно, в 2,8 раза большую скорость 1нагрева под пайку и соответствующее увеличение производительности процесса. Однако с ростом частоты тока питания дуги снижается КПД установки для нагрева в целом, что особенно сильно выражено в системах со стальными сердечниками на частотах более 3000 Гц, выше которых КПД начинает ,падать, ориентировочно, прямо пропорционально квадрату увеличения частоты, вследствие чего питание дуги током с частотой более 7000 Гц экономически нецелесообразно. %