Способ плазменно-дуговой поверхностной резки

О П И С А Н И Е п 1173773ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетских Социалистических Республик(2) Авторы изобретения 3. апиро, В. трыкин и В. Т. Бросалин ркан,1) Заявител СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙРЕЗКИ РХН способам повой резки и при выплавке акже дефектов5 20 25 Изобретение относится кверхностной плазменно-дугоможет быть использованодефектов сварных швов, а тв отливках.Известен спосоо поверхностной плазменно-дуговой резки, при котором анодное пятно дуги колеблют вдоль лобовой кромки реза 1. За счет такой траектории колебания дуги обеспечивают получение канавок, имеющих большее отношение глубины канавки к ее ширине.Недостатком известного способа является то, что он может осуществляться только прн механизированном перемещении плазматрона, причем такой способ резки малоэффективен для выборки дефектов ограниченной протяженности.Известен способ однопроходной поверхностной плазменно-дуговой резки, при котором увеличение отношения глубины выбираемой канавки к ее ширине обеспечивают за счет увеличения угла наклона плазма- трона к наружной поверхности обрабатываемого изделия 2,Недостатком известного способа является то, что при увеличении угла наклона дуги возрастает угол входа дуги в обрабатываемое изделие. Между тем нормативные материалы по сварке допускают значение 1 этого угла не свыше 45 с целью гарантирования отсутствия непроваров в сварном шве при последующей сварке.Известен способ многопроходной плазменно-дуговой поверхностной резки, при котором при выполнении каждого последующего прохода повышают угол наклона дуги к обрабатываемому металлу на 5 - 10 по сравнению с углом наклона при выполнении предыдущего прохода 3.Недостатком известного способа является то, что он требует выполнения резки в несколько проходов,Известен способ поверхностной плазменно-дуговой резки, при котором плазменную дугу ориентируют под определенным углом по отношению к обрабатываемому изделию и в процессе резки ее положение сохраняют неизменным 4.Соответствующий выбор угла наклона плазматрона обеспечивает значение угла входа дуги в обрабатываемое изделие, отвечающее существующим нормативам по сварке. При этом получение требуемой глубины выборки обеспечивают за счет соответствующего выбора времени горения дуги.Недостатком известного способа является то, что прп выборке канавок различной глубины отсутствует стабильность поддержания отношснпя глубины й канавки (мак3симальной) к ее ширине Ь, Это отношение изменяет свою величину в зависимости ог времени горения дуги, которое изменяет глубину канавки в 1,5 раза. 11 ри этом при малом времени горения дуги отношениеЬимеет меньшую величину, а при увебтахличении времени горения дуги данное отношение возрастает. 1 аким образом, с ростом глубины выплавляемой канавки это значе. ние растет быстрее, чем ширина канавки, Вследствие этого при удовлетворительном значении угла входа дуги в обрабатываемое изделие выплавляемые канавки, особенно с увеличением времени горения дуги, имеют существенно большую глубину, чем ширину, что не гарантирует возможность выполнения качественнои последующей сварки штучными электродами.Целью изобретения является повышение качества резки для удаления дефектов прп выполнении канавок ограниченной протяженности с формой разделки кромок, обеспечивающей выполнение последующей ручной сварки штучными электродами путем обеспечения стабильности соотношения между максимальной глубиной канавки и ее шириной.Это достигается тем, что в способе плазменно-дуговой поверхностной резки, при котором плазменную дугу ориентируют под углом к поверхности обрабатываемого изделия и в процессе резки положение дуги сохраняют неизменным относительно обрабатываемого изделия.На фиг. 1 изображена схема выполнения предлагаемого способа; на фиг. 2 - выплавленная канавка в концевой ее части, поперечное сечение.Способ осуществляют следующим образом.Между обрабатываемым изделием 1 и горелкой 2 возбуждают плазменную дугу 3, для чего ось СС горелки 2 для плазменнодуговой резки ориентируют под углом а к наружнои поверхности обрабатываемого изделия 1, Перед горелкой 2 устанавливают массивную медную П-образную водоохлаждаемую плиту 4 (направления входа и выхода воды на фиг. 1 обозначены стрелками) таким образом, чтобы она опиралась своими боковыми полками на наружную поверхность обрабатываемого изделия 1. Продольную ось ХХ плиты ориентируют так, чтобы она лежала в одной плоскости с осью СС горелки и плоскость была бы перпендикулярна к наружной поверхности обрабатываемого изделия, т. е. данную плиту устанавливают симметрично по отношению к оси СС горелки. В процессе резки положение дуги сохраняют неизменным относительно обрабатываемого изделия.В результате поддержания дуги 3 определенное время получают на изделии канавку 5 с продольной осью УУ. При этом 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4металл, выплавленный из полости реза, удаляют через отверстие в плите 4, имеющее ширину а. Выплавленная канавка имеет максимальные глубину й и ширину Ь.Так как плиту располагают боковыми полками на наружной поверхности обрабатываемого изделия и охлаждают водой, такой теплопровод от наружной поверхности изделия 1 способствует перераспределению тепла, вносимого дугой Л в обрабатываемое изделие. При этом часть тепловой мо,цности дуги идет на нагрев медной плиты 4, что обусловливает изменение соотношения между максимальными глубиной канавки н ее шириной.Экспериментально установлено, что максимальной ширине выплавляемой канавки соответствует расстояние между полками плиты а= 1,1 - 1,15 Ь. Большее расстояние между полками снижает сьем тепла с боков выплавляемой канавки, в результате чего возрастает ее ширина. Поэтому обычная разделка кромок под ручную дуговую сварку должна иметь угол раскрытия кромок около б 0, а максимальная ширина разделки Ь=2 й 1 д 30= 1,1 б, соответственно а= 1,25 - 1,35 й.Выплавляемые канавки имеют угол рас. крытия кромок в концевой части, близкий к б 0" при различных глубинах выборок, что обеспечивает выполнение последующей ручной дуговой сварки штучными электродами. На прочих участках по длине выплавленной канавки ее поперечное сечение обеспечивает выполнение ручной дуговой сварки без опасности появления непроваров на этих участках, Максимальные ширина и глубина участка в концевой части выплавленной канавки, обусловленные расположением на этом участке активного пятна дуги на металле, обусловливают необходимость воздействия П-образной плитой на характер теплоотвода именно на этом участке.Пример выполнения. Плазменно-дуговая выборка дефектов, носящих точечный характер на стали 10 ХСН. Резка выполнялась на токе 500 А с использованием в качестве плазмообразующей среды технического азота, расход которого составлял 4,5 мз/ч. Охлаждение плазматрона осуществлялось воздушно-водяной средой, подаваемой на проход в пространство между внутренним (токоведущим) и наружным (электрически нейтральным) соплом. При использовании предлагаемого способав концевой части выплавляемой канавки устанавливали массивную медную водоохлаждаемую плиту П-образной формы, расход воды, охлаждающей эту плиту, составлял 12 л/мин. Расстояние между полками плиты принимали исходя из требуемой глубины канавки как 1,25 - 1,35 й, где й - максимальная глубина выплавляемой канавки в концевой ее части. Угол наклона737173 С п о с о б Известный Предлагаемый 15 23 28 30 1,15 1,17 1,17 1,15 15 20 22 23 1,01,151,271,3 149 24 28 30 1320,52426 плазматрона к поверхности обрабатываемого металла составлял 30.В таблице приводятся данные, характеМаксимальная Максимальная глубина ширина канавки, мм канавки, ммПоддерживая стабильность соотношения между шириной канавки и ее глубиной, способ обеспечивает такую разделку кромок, которая гарантирует выполнение ручной дуговой сварки штучными электродами. Формула изобретения Способ плазменно-дуговой поверхностной резки, при котором плазменную дугу ориентируют под углом к поверхности обрабатываемого изделия и в процессе резки положение дуги сохраняют неизменным атно. сительно обрабатываемого изделия, отлич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества резки для удаления дефсктов пр:г выполнении канавок ограниченной протяженности с формой разделки кромок, обеспечивающей выполнение последующей ручной сварки штучными электродами путем обеспечения стабильности соотношения между макспмальньтмп глуоиной канавки и ризующие известный и предлагаемый способы при одном и том же значении максимальной глубины канавки. Максимальная Максимальная глубина ширина канавки, мм канавки, ммее шириной, в зоне выплавляемой канавки5 перед дугой устанавливают медную водоохлаждаемую плиту П-образной формы,боковые полки которой располагают симметрично относительно оси канавки, причем расстояние между боковыми полками10 плиты выбирают равным 1,25 - 1,356, гдег - максимальная глубина выплавляемойканавки.Источники информации,принятые во внимание прц экспертизе15 1. Авторское свидетельство СССР483855, кл. В 23 К 31/10, 1974,2. Сб. Сварочное производство, вып. 2,М., НИКИМТ, 1975, с. 155 - 1 бЗ,3, Авторское свидетельство СССР20495176, кл. В 231 31/10, 1974,4, И. С. Шапира ц 10. В. Гладков, Вьгборка глубоких дефектов в металле поверхностной плазменпо-дуговой резкой,Сварочное производство, 1977,3,25 с. 37 - 39 (прототип),Корректор Р. Беркович Редактор Т, Морозова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 773(4 Изд. М 314 Тираж 1160 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауьчская наб., д. 4(5