Способ экспериментального определения закона распределения плотности тока по радиусу активного пятна дуги

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 В 23 К 9/о АНИЕ ИЗ ЕН ЬСТНУ У СВИД ДВТОРС У 47очный политехниИ.З. СоколоваВ,В, Дмитрик(54) ЕЛЕ ОСТ А Д ПРЕТ- ПЯТГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Украинский зческий институт им(72) Б,В. Ситникои Н.А. Ильенко21.791.75(0втоматическс. 20-24. СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО О Д НИЯ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛО Н И ТОКА ПО РАДИУСУ АКТИВНОГО Н УГИ(57) Изобретение касается сварки и может быть использовано для экспери ментального определения закона распределения плотности тока по области активного пятна при определении проплавляющей способности сварочной дуги. Цель изобретения - повышение ЯО, 1278140 А 1 точности эксперимента. Для эксперимента используют разрезной анод, наодной части которого выполнены круговые выступы с последовательно увеличивающимся радиусом, а на другойответные впадины. Центры выступовлежат на одной прямой, совпадающейс прямолинейными участками линииразъема анода. Активное пятно дугиперемещают по линии, соединяющей центры выступов, и в моменты сов дения активного пятна с упомянутымицентрами измеряют ток, протекающийчерез выступы. Разницу соседних покзаний делят на разницу площадей выступов и таким образом определяютплотность тока в последовательноудаленных от центра кольцевых участках активного пятна. Перемещениепятна вдоль прямолинейных участковлинии разъема исключает скачкообразное перемещение пятна с одной секции анода на другую, что является причиной погрешности эксперимента. 3 ил.Изобретение относится к электро- дуговой сварке и может быть использовано для уточнения проплавляющей способности сварочной дуги, ее физического воздействия на металл, выбо" ра оптимальных режимов сварки. Высокая концентрация тепловой энергии в области активного пятна дуги, незначительные его геометрические размеры вызывают существенные затруднения при экспериментальном определении плотности тока по области активного пятна цуги.Целью изобретения является повышение точности эксперимента.Сущность способа заключается в том, что область активного пятна последовательно разбивают на кольца с заданным шагом, получаемые приделении области активного пятна концентрическими окружностями, центры которых совпадают с центрам активного пятна, последовательно вычисляют плотность тока в каждом кольце и строят кривую распределения плотности тока.Для реализации способа используют специапьную конструкцию разрезного анода, которая представляет собой две сопряженные по кромкам пла.стипы, между которыми расположена электроизолирующая прокладка. На одной из пластин с настоянным шагом выполнены кольцевые выступы с госледовательно увеличивающимся радиусом, а на другой - ответные впадины.На фиг. 1 графически изображена конструкция разрезного анода; на фиг, 2 условно показано анаднае пятно, разбитое на ряд колец в соответствии с числом выступов анода, в которых последовательна определяется плотность тока; на фиг. 3 представлен график распределения плотности тока, полученный на основании данных эксперимента.При сборке секционированнага анода между пластинами 1 и 2 на краях линии раздела помещают асбестовые прокладки, толщиной - 0,3 10 -" м. С помощью подвижных винтов секция перемещается по направляющим в сторону секции 2. Усилием паджима этих винтов регулируют воздушный зазор между секциями. Величина зазора контролируется измерительным щупам и сос.тавляетО, 1 10м. После сборки изолированйость между секциями проверяют приборам Ц, Плюс источ,ника питания сварочной дуги(ПСЕ) через шунты с амперметрами Ли А, параллельно подключают ксечениям анода. В систему охлажденияподают воду с постоянной температурой, Затем фиксируют необходимое расстояние от окончания вольфрамового10электрода до плоскости анода и возбуждают с помощью осцилятора дугу.До изменения тока, протекающегопа секциям, на которые разбиваютактивное пятно., дугу устанавливают15в исходное положение на линию раздела анода таким образом, что активное пятно разделено на две части,а значения тока, протекающего пообеим частям пластины, равны.Перемещение активного пятна осуществляют пе поперек линии, разделяю. щей анод на. секции, а вдоль аси Х.При перемещении активного пятна дуги вдоль оси Х не происходит скачкообразного перехода одной секции надругую. Столб дуги при ега перемещении вдоль аси Х остается не деформигованным, а активное пятно дуги неимеет скачкообразного перемещения содной секции на другую, что являетЗОся причиной погрешности эксперимента.Устойчивая, недефармированная формастолба дуги, а также отсутствие скачкасбразного перемещения активногопятна дуги с одной секции на другую35 позволяют повысить точность определения плотности: тока по области активного пятна дуги. При перемещениидуги вдоль оси Х столб дуги и активное пятно являются устойчивыми, Приф)"1 этом изменяется только значение тока,протекающего по секциям активногопятна,Наведение на линию раздела анодацентра активного пятна осуществляютс помощью микрометрических винтовтаким образом, что показания амперметров, фиксирующих величину тока,протекающего по секциям анода, сов падают с исходным суммарным значением тока, протекающего па обеим секциям анода.Несимметричность анода заведомоучитывается показаниями амперметров, измеряющих величину тока в обеих секциях анода.Наведение центра активности пятнана центр окружности осуществляется спомощью микрометрическсго винта та 1278140, - ток, измеренный на колируемом выступе анод- ток измеренный на блшем к измеряемому высанода в сторону уменьплощадей выступов;г; - радиус кругового выстпа котором осуществля.контроль тока;- радиус предыдущего крвого выступа троайту шени па т угоП р и м е р, Эксперимен применительно к условиям эл говой сварки неплавящимся дом в среде аргона. Провер деление плотности тока в о ы проводят ектроду лектроют распреласти акким образом, что разница в показаниях амперметров А и А при совмещении центров максимальна.Плотность тока в каждом последующем кольце по мере удаления их от центра определяется как частное от деления разности токов, измеренных на двух смежных выступах анода, на площадь полукольца, полученного при вычитании площадей двух соседних 10 выступов анода, т.е. тивного пятна дуги при токе 100 А и длине дуги 0,8 см.Результаты эксперимента представлены на графике (фиг. 3).Формула и з о б р е т е н и яСпособ экспериментального опреде" ления закона распределения плотности тока по радиусу активного пятна дуги, при котором активное пятно дуги пере-мещают относительно разъемного анода, состоящего из двух деталей, сопряженных по кромкам, с помощью зондов многократно измеряют токи, протекаю- щие по элементам составного анода в процессе перемещения пятна и определяют плотность тока, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности эксперимента, один из элементов анода выполняют с расположенными с постоянным шагом вдоль линии сопряжения круговыми выступами с последовательно увеличивающимся радиусом, центры которых расположены на одной прямой, совпадающей с прямолинейными участками линии разъема, а другой - с ответными впадинами, перемещение активного пятна дуги осуществляют вдоль упомянутой прямой, а информацию о токах снимают в моменты совпадения центра анодного пятна с центром выступа анода.. Луго Заказ писыое извоцственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,2/12 ВНИИП по 113035,у фАаР Тираж 1001 ПоГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийоскваН, Раушская наб., д,