Горелка для сварки неплавящимся электродом в вакууме

(51) М. Кл В 23 Е 9/1 щдеретеевв заметет СССР ае делам иеебретеел и атлрытий(4) Йата опубликован Изобретение относится к сварке, а именно к конструкциям горелок с полым катодом.Известны горелки, содержащие корпуси полый катод, в которых плазмсобразующий газподается по газоподводящему шлангу через микронатекатель от баллона, рас. 5положецного за пределами вакуумной камеры. Наиболее часто в качестве плазмообразующего газа используется аргон 1).Известно, что введение в полость катода вместе с аргоном-.паров щелочных металлов (лития, цезия), обладающих меньшимпотенциалом ионизацни, чем аргон, приводит к повьцпениюстабильности возбуждения разряда, позволяет снизить напряжение возбуждения дугового разряда в вакууме 2). 1Известна горелка с полым катодом, вкоторой возбуждение дугового разряда осуществляют разогревом катода, вызывающимтермоэмиссию с поверхности катода 31,В таких горелках необходимо вводитьв вакуумную камеру газоподводящий шланг,что может привести к натеканню газа в камеру и образованию вакуумной дуги в парах материала горелки нли газоподводящего шланга,2Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является горелка для сварки неплавящимся электродом.в вакууме, содержащая корпус с установленным в нем полым катодом, выполненным в виде многослойной трубки из фольги тугоплавкого металла, а также накальный элеменг, выполненный в виде спирали из тугоплавкой проволоки, укрепленной на полом катоде, Во внутренней полости выходного конца полого катода установлена диафрагма с отверстием для подачи плазмообразующего газа 4.В известной конструкции горелки в местах соединения газоподводящего шланга с горелкой и с вводом в вакуумную камеру возможно натекание газа в камеру. Это может привести к образованию вакуумной дуги в парах материала горелки или ввода газоподводящего шланга.Трудно обеспечить равномерныи контакт между накальным элементом и рабочей, наиболее нагретой, частью полого катода, что приводит к перегреву катода и расплавлению боковой поверхности полого катода.Бель изобретения - повышение стабильности возбуждения разряда в вакууме и уве637213личение ресурса работы полого катода путем устранения его перегрева.Это достигается тем, что в корпусе предлагаемой горелки для сварки неплавящимся электродом в вакууме укреплен цилиндри- з ческий стакан, охватывающий полый катод, размещенный внутри накального элемента и образующий е наружной стенкой полого катода полость, в которой размещено вещество с потенциалом ионизации менее 7 эВ, сообщающуюся с полостью полого катода через пористый фильтр, а накальный элемент выполнен с фланцем, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана со стороны рабочего торца полого катода, 5На чертеже изображена конструкция предлагаемой горелки с полым катодом, разрез.В корпусе 1 горелки, изготовленном из тугоплавкого металла, размещен полый катод 2. В корпусе 1 установлен цилиндрн О ческий стакан 3, выполненный из тугоплавкого металла, охватывающий полый катод 2 и размещенный внутри накального элемента 4. Стакан 3 образует с наружной стенкой полого катода 2 полость 5, в которой размещено вещество с потенциалом иониэации менее 7 эВ, например литий. Полость 5 сообщается с полостью полого катода 2 через пористый фильтр 6, изготовленный из ниобия. Накальный элемент 4 выполнен с фланцем 7, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана 3 со стороны 1)абочего торца полого катода 2. Накальный элемент 4 изолирован от корпуса горелки 1 изолятором 8. Позицией 9 обозначено обрабатываемое изделие.Горелка работает следующим образом, 35 После включения источника питания между полым катодом 2 и иэделием 3 устанавливается разность потенциалов 40 - 60 Б. Затем происходит разогрев полого катода 2 за счет пропускания газа через накальный элемент 4. При нагреве катода выше 200 Сначинается плавление лития в полости 3. Образу"щиеся при этом пары лития через пористый фильтр 6 попадают в рабочую полость катода 2, что приводит к возбуждению разряда между полым катодом 2 и изделием 3. После возбуждения разряда принудительный разогрев катода 2 прекраща 34ется, При сварке плавление лития осуществляется за счет тепла, поступающего от разогретой рабочей части полого катода.Конструкция горелки с полым катодом обеспечивает устойчивое возбуждение дугового разряда, стабильную и надежную работу горелки в,вакууме. Отпадает необходи масть в системе газоснабжейия. Излишек тепла, образующийся при работе полого натода; поглощается литием, что исключает перегрев и расплавление боковой поверхности катода,Формула изобретенияГорелка для сварки неплавящимся электродом в вакууме, содержащая корпус с установленным в нем полым катодом, а также накальный элемент, отличаюи 1 аяся тем, что, с целью повышения стабильности возбуждения разряда в вакууме и увеличения ресурса работы полого катода путем устранения его перегрева, в корпусе горелки укреплен цилиндрический стакан, охватывающий полый катод, размещенный внутри накального элемента и образующий с наружной стенкой полого катода полость, в которой размещено вещество с потенциалом иониэации менееэВ, сообщающуюся с полостью полого катода через пористый фильтр, а накальный элемент выполнен с фланцем, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана со стороны рабочего торца полого катода,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Болотин В, С, и др. Исследование некоторых технологических свойств вакуумной дуги с полым неплавящимся электродом, - Сварочное гроиэводство, 1974,10, с, 2-3.2. Иванов В. В. и Ямпольский В. М. Пути снижения напряжения холостого хода источника питания при возбуждении разряда с полым катодом, Известия вузов. М., Машиностроение, 1976,6, с, 130 - 133,3, Попов Ю, В, и др. Возбуждение дугового разряда с полым катодом и способы управления разрядом. Известия вузов, М Машиностроение, 1972,10, с, 188 - 190.4, Авторское свидетельство СССР335054, кл, Б 23 К 936, 1970.енного ком м нзобрет ва, Ж 35, атент, г. едактор И, Марголиаказ 7009/б1 ШИИПИ Гос д у арств по дел 13035, Моск иал ППП П оставитель Г. КТехред О. ЛугоТираж 1221 тета Соний иРдушскдУжгород артальноваая Корректор С. ШекПодписноеета Министров СССРоткрытийи аб., д. 4/5ув. Проектная, 4