Способ плазменно-дуговой резки металлов

(23) Приоритет по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 05.0180 В. В, Ардентов, 3. М. Баркан, 10. В. Гладков,А. П. Королев, Н). Б. Флоринский и И. С. ШапироИзобретение относится к сварочному произ, водству и может быть использовано при выполнении плазменно-дуговой резки.Известен способ плазменно-дуговой резки металлов, преимущественно поверхностной,5 при котором производят колебания дуги попс.рек реза 11.Недостатком способа является низкая производительность.Целью изобретения является увеличение10 производительности процесса путем увеличения ширины и глубины выплавляемой канавки. Указанная цель осуществляется тем, что в крайних точках траектории поперечного перемещения дуги увеличивают давление плазмообразующего газа.На фиг. 1 . 3 приведены варианты выполне. ния данного способа резки; на фиг. 4 - диаграмма изменения давления плазмообраэующего газа.На чертежах приняты. обозначения: 1плазмотрон для резки; 2 . плазменная дуга;3 . выплавлясмая канавка; 4 . обрабатываемое изделие; 5, б - трубки для подачи потока,аза, отклоняющего плазменную дуту;глубина выплавляемой канавки;В - ширина выплавляемой канавки;А и В . крайние точки траектории отклонениядуги:,Р - давление потока газа, отклоняющего плаэ.гменную дугу при подаче по трубке 5;Р,- давление потока газа, отклоняющегоплазменную дугу при подаче по трубке б;Р- минимальное давление плазмообраэующего газа в камере плазмотрона;Рпгах максимальное давление плазмообраэую.щего газа в камере плазмотрона.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Между электродом, находящимся в головкеплазмотрона 1 и обрабатываемым изделием 4возбуждают плазменную дугу 2. Плазмотрон,установленный под острым углом к обрабатываемому изделию, и: ргмсшают в направлении,показанном стрелкой. 1 рй этом по трубке 5подают поток газа под давлением Р 2. ПодО 40 45 воздействием потока плазменную дугу отклоняют к точке В. В этот момент повышают давление плазмообраэующего газа в камере плаз.мотрона до значения Рща, обеспечивающегоувеличение расхода плазмообразующего газа довеличины, при которой отсутствует двойноедугообразование. В этот момент давление газаР, поступающего по трубке 6 либо равно ну.лю, либо существенно меньше величины Р .Ватем прекращают подачу газа по трубке 5и подают газ по трубке 6 под давлением РЭтим потоком плазменную дугу 2 смегцают кточке А. Соответственно в перерывах междуподачей газа по трубкам 5 и 6 давление плазмообразующего газа в камере плазмотронауменьшают до значения Рот;и, которое обеспечивает существенное уменьшение расхода посравнению с давлением Рптах.За счет перемещения дуги от точки В кточке А получают канавку 3 шириной Ь и глубиной И.Такой характер изменения давления плазма.образующего газа, при котором его давлениев крайних точках траектории колебаний дугиповышают, а при положении дуги между этимиточками уменьшают давление плазмообразующе.го газа, обеспечивает существенное повышениефпроизводительности обработки за счет того,что при этом возрастут Ь и Ь. Увеличение глу.бины выборки Ь связано с тем, что количествогаза, поступающего в полость реза уменьшается, й этот газ не охлаждает ванну расплавленного металла, В это время увеличение ширииывыборки Ь обусловлено тем, что в крайних точках траектории повышают давление и расходплазмообразующего газа, что обеспечивает всвою очередь большие угловые смещения плазменной дуги без вероятности при этом двойного дугообраэования,Кроме того повышение давления газа в этих точках обеспечивает лучшее растекание выплав. ленного металла о наружной поверхности абра батываемого изделия, что в свою очередь способствует лучшему отделению металла от обрабатываемого изделия, а также обеспечивает более эффективный ввод тепла в изделие,Данный способ выполнения однопроходной поверхностной резки может выполняться как при использовании однокомпонентных плазмооб. разующих газов (аргон, азот, воздух), так и при использовании многокомпонентных газов (аргон+водород, аргон+азот и тд.). При исполь. зовании многокомпонентных газов давление одного иэ них поддерживают в камере плазмо. трона постоянным, в то время как второй газ с более высокими теплофизическими свойствами (азот, водород) подают прерывисто, таким образом, чтобы его поступление в плаз 5 15 20 25 30 матрон имело место в крайних точках траек.тории колебания дуги,Возможш,см вариантом выполнения данногоспособа резки является резка с колебаниямидуги поперек линии реза с шгмощью внешнего переменного магнитного поля.П р и м с р. Для реализации способа резки был использован двухпозиционный кулачковый, механизм, обеспечивающий включение двух кла.панов подачи плазмообразующего газа и двух клапанов подачи потока газа, отклоняющего плазменную дугу. При включении каждого из клапанов подачи плаэмообразующого газа этот газ поступал в камеру плазмотрона. Соот.ветственно при включении клапанов подачи от.клоняющего газа, в качестве которого использовали сжатчй воздух, последовательно чередовали его подачу в трубки 5, 6 (фиг. 2, 3), располо.женные симметрично с двух сторон ллазмотрона для поверхностной резки. Каждый из клапанов подачи отклоняющего газа размегцали в одной плоскости с клапаном подачи плаэмообразую.щего газа (азота), что в свою очередь обеспечи.вала синхронную подачу плазмообразующего газа в камеру дугового плазмотрона и в одну из дополнительных трубок, расположенных у голов.ки плазмотрона. При подаче воздуха в одну из указанных трубок плазменная дута под воздействием потока отклоняющего газа отклонялась к одной из боковых кромок реза, Такое отклонение плазменной дуги не представляет опасности для разрушения канала сопла плазмотрона, так как повышение давления в камере плазмотрона в свою очередь гарантирует отсутствие двойного дугообраэования, При прекращении подачи отклоняющего газа в трубку плаз-, менная дуга занимает такое положение, при котором ее ось совпадает с осью выллавляемой канавки, Соответствующая подача сжатого возду ха в другую трубку обеспечивает отклонение плазменной дуги к противоположной кромке реза. При этом синхронно с отклонением дуги к данной кромке повышают давление в камере.Принятая схема процесса поверхностной резкиобеспечивает колебания плазменной дуги поперек линии реза при последовательно поступательном перемещении головки плазмотрона.Несмотря на то, что подача плаэмообразующего газа в камеру производится прерывисто, значение скорости спада давления в камере сущест. венно ниже скорости нарастания давления (обусловлено дросселирующим эффектом плазменной дуги в канале соила) и при этом плаэмообразующий газ подается в канал сопла всевремя.При частоте колебаний дуги 6,0 сек. обеспечивали максимальное давление воздуха, отклоняющего плазменную дуту, равное 5 кгс/см.Соответственно максимальное давление ллазмо707711 1/ О ЦНИИПИ Зака ираж 1160 . П исно образующего газа (Рсоа) составляло 2,2 кГс/см, а минимальное (Раасн) 1,2 кГс/ем. При этом при токе 320 Л и диаметре сопла, формирующего плазменную дугу, равном 3,5 мм, обеспечивали получение канавок шириной 23 мм,5 глубина выборки при скорости перемещения Ьлаэмотрона 400 мм/мин составляла 20 мм.Данный способ позволяет повысить произ.водительность обработки при поверхностной плазменной резке. Способ позволяет на 15-20% повысить ширину выплавляемых канавок, на 40 50% увеличить их глубину, что в свою очередь обеспечивает увеличение весового объема металла на 40.60%. Формула изобретенияСпособ плазменно-дутовой резки металлов,преимущественно поверхностной, при которомпроизводят колебания дуги поперек реза, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увели.чения производительности процесса путем увелИ.чения ширины и глубины выплавляемой канав.ки, в крайних точках траектории поперечногоперемещения дуги увеличивают давление плаэмообразующего газа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 253974, кл. В 23 К 9/30, 1968. Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4