Способ плазменно-дуговой поверхностной резки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УД К б 21.791. .947 (088.8) по делам иэебретеиий и открытийИзобретение относится к области сварочного производства, в частности к способам поверхностной плазменно-дуговой резки и может быть использовано при выплавке глубоких канавок на чугуне, преимущественно для целей разделки дефектов в отливках.Известен способ поверхностной плазменнодуговой резки, применяемый для разделки глубоких канавок, при котором плазменную дугу колеблют вдоль лобовой кромки реза, при этом колебания дуги вдоль лобовой кромки реза последовательно чередуют с колебаниями поперек линии реза 3.Этот способ резки может быть использован только при механизированном перемещении плазменной дуги вследствие необходимости ос 5 .нащения плаэмотрона механизмами продольного и поперечного колебания. Известен способ поверхностной плазменно.20 дуговои резки, при котором увеличение глубины выплавляемой канавки обеспечивают за счет увеличения угла наклона плазменной дуги к поверх. ности обрабатываемого металла 21. 2Недостатком способа является то, что при этом струя фокусирующегогаза подается параллельно столбу дути, что в свою очередь обусславливает попадание воздуха внутрь полости реза и его непосредственное воздействие на ванну расплавленного металла. Если при поверхностной плазменно-дуговой резке углеродистых сталей такая. подача фокусирующего газа способствует повышению производительности обработки,вследствие дополнительного окисления обрабатываемого металла, то при поверхностной резке чугуна такая подача воздуха приводит к существенному снижению производительности. Это связано с тем, что при.обработке чугуна фокусирующий гаэ действует охлаждающе на ванну расплавленного металла в полости реза, что обуславливает снижение производительности обработки и не обеспечивает получения глубоких канавок.Известен способ поверхностной плазменнодуговой резки, выполняемый с "отсечкой"струи фокусирующего газа от полости реза, При выполнении данного способа конструктивные осо. бенности резательной аппаратуры исключают30 35 3 73пойадание струн фокусирующего газа внутрь по.лости реза ЗЬ.Недостатком известного способа являетсято,что при его выполнении отсутствует воздействие:Сй 4 Ь. .Лструи фокусирующего газа на металл, вьшлавленный из полости реза на наружную поверхностьобрабатываемого изделия. Вследствие этого этот"металлскапливается на наружной поверхностиперед лобовой кромкой реза, что не обеспечивает непрерывности протекания процесса резкипри выборке глубоких канавок, Кроме того,ухудшаются условия охлаждения токоведущегосопла плазмотрона, что обуславливает необходимость выполнения процесса резки при пони-женных токах, а это связано со сйижением производительности обработки.Известен способ плазменно-дуговой поверхностной резки, с подачей плазмообразующегогаза во внутреннее токоведущее сопло, а фокусирующего газа - концентричным потоком между внутренним токоведущим и наружным соп.лами плазмотрона, при котором рабочий конецэлектрода располагают эксцентричноотносительно центра внутреннего токоведущего сопла наего половине, примыкающей к обрабатываемому изделию, а плазмотрон устанавливают подуглом к изделию 14).Недостатком известного способа является точто он не обеспечивает получения симметричнойформы, а кроме того при этом не может бытьобеспечено получение узких глубоких канавокпри обработке чугуна, Кроме того, увеличениеширины выплавляемой канавки, Отношение глу.бйны выплавляемой канавки к ее ширине всегда меньше единицы.Цель изобретения - повышение качествакромок реза и увеличение глубины выборки,-преймущественно при обработке чугуна, алюмй.ния и других металлов, имеющих температуруплавления ниже температуры плавления нержавеющих и углеродистых сталей.Поставленная цель достигается тем, что ра., бочий конец электрода располагают в полости,проведенной через продольную ось плазмотрона,перпендикулярно наружной поверхности обраба - тываемого изделия, а эксцентричную установкуэлектрода производят с эксцентриситетом рав.ным д 4, где д - внутренний диаметр,токоведущего- сопла плазмотрона,На фиг, 1 изображена схема горения дугив полости реза; на фиг. 2 - вид на плазмо, трон сбоку,Схема содержит обрабатываемое изделие 1,канавку 2, выполненную плазменно.дуговойрезкой, внутреннее токоведущее сопло 3 плаэ.мотройа, электрод 4, наружное электрйческинейтральное сопло 5 плазмотрона, канал 6 соп-.;ы% . 8804 4 дугу 7, при этом 00 ось плазмотрона, а уголннаклона оси плазмотрона к обрабатываемому изделию, Ь глубина, выплавленной канавки,Ь ширина выплавленной канавки. Способ осуществляют следующим образом.- Между вольфрамовым электродом 4 и обрабатываемым изделием 1 возбуждают дугу 7 и перемещают ее в направлении, показанномстрелкой. Так как рабочий конец электрода 4 устанавливают с эксцентриситетом относительно продольной оси плазмотрона 00, которую в.свою очередь ориентируют под углом ан к по.верхности обрабатываемого иэделия, то значение угла входа дуги в обрабатываемый металлимеет всегда большее значение по сравнениюс утлом ан. Эксцентричная установка электрода обуславливает несимметричное расположение столба дуги в канале 6 токоведущего соп.ла 3. В пространство между внутренним соплом 3 и наружным соплом 5 подают среду, охлаждающую плазмотрон. При перемещении плазмотрона на обрабатываемом изделии 1 получают канавку 2, которая имеет ширину Ь и глубину Ь. увеличение угла входа дуги в обрабатываемое изделие обуславливает увеличение глубины выборки Ь и соответствующее уменьшение ее ширины Ь. Горение дуги обуславливается тем, что электрическая дуга всегда занимает кратчайшее положение между катодом (элект.род 4) и обрабатываемым изделием 1. Этомутакже способствует отсутствие воздействияпотока газа, охлаждающего плазмотрона павстолб дуги, Этот фокусируюший поток практически не воздействует на металл, расплавленныйдугой в полости реза, Вследствие того, что онне охлаждает металл расплавляемой дугой ипри данном угле наклона оси 00 плазмотроназа счет увеличения угла входа дуги в обрабаты. 40 ваемое иэделие при обработке металлов с болеенизкой температурой плавления, например чугуна, обеспечивают при однопроходной резке получение канавок, имеющих отношение Ь ) 1.ЬСтруя охлаждающего воздуха" обеспечивает 45эффективное удаление металла, выплавленного,иэ полости реза на наружную поверхность обрабатываемого изделия.гВозможнось получения канавок, имеющих 50 - ) 1 обеспечивают за,счет воздействия на лоЬбовую кромку реза потока ионизированногогаза, выделенного из столба дугового разряда,, Хотя температура этого потока газа существенно ниже, чем температура столба дуги, однакоего термическое воздействие на лобовую кромку при обработке металлов с более низкойтемпературой плавления является вполне достаточным д 7 а предотвращения образования. на5 738804 6 лобовой кромке реза козырька, ограничивающе центриситетом 1, 3 мм от центра сопла плазмого максимальную глубину выборки при одно-трона.проходной резке.Величину эксцентриситета установки элект. Практически, при любом значении скорости рода относительно продольной оси выплавляемой 5 перемещения плазмотрона отсутствует образо. канавки Ь принимают равной д , где д - внут- ваннена лобовой кромке реза козырька, ограренний диаметр токоведущего сопла плазмотрона, кичивающего максимальнУю глУбинУ выбоРки, Выбор значения Ь ) д не обеспечивает получе- также не наблюдалось никакого скапливаниявьптлавленного металла на наружной поверх. ния канавок, глубина котовых является макси ности обрабатьваемого изделия вследствие эф.ч дмальнои, при значении Ь ) возникает веро фективного удаления этого металла потоком4ятность возникновения двойного дугообразова. фокусирующего газа. При этом на чугуне при ния, что снижает эксплуатационную надежность.токе 250 - 270 А, диаметре токоведущего сопла плазмогенерирующих устройств для резки метам плазмотрона 4,0 мм расходе азота 3,5 мз/ч, ла. 15П р и м е р. Выплавка канавок на чугуне В таблице представлены данные о выплавке пооизводится путем установки электрода с экс канавок на чутуне. ОтношениеЬЬ Напряжениедуги, В Скоростьрезки,мм/мин араметры реза, мм глубина ширин канавок канав о,86 ОО 7 0 10 16 400 10 9 0 15 0 а изобретен о Способ плазменно-дуговои поверхнрезки с подачей плазмообразующеговнутреннее токоведущее сопло, а фо.дощего газа - концентричным потокоУ1 ду токоведущим внутренним и остно 55 газа вокусирум меж.наружВсе выплавленные канавки имеют симметричную форму, причем отношение - ) 1ЬЬ обеспечивается только предлагаемым способом.Предлагаемый способ обеспечивает увеличе 40 ние отношения глубины выборки к ее ширине на 25 - 35%, что в свою очередь позволяет по. лучить канавки глубиной до 22 - 23 мм при обработке чугуна. Это способствует повышению производительности выполнения резательных работ на 40 - 60%, так как в известном способе45 получения канавок данной глубины связано с выполнением резки в несколько проходов, так как при этом не могут быть полученыканавки с отношением Ь ) 1.50 ным соплами плазмотрона, при котором рабочий конец электрода располагают эксцентричноотносительно центра внутреннего токоведу 1 цегосопла на его половине, примыкающей к обрабатываемому изделию, а, плазмотрон устанавливают под углом к изделию, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества кромок реза и увеличения глубины выборки, преимущественно при обработке чугуна, алюминия и других металлов, имеющихтемпературу плавления ниже температуры плавления нержавеющих и углеродистых сталей,рабочий конец электрода располагают в плос.,кости, проведенной через продольную ось плазмотрона перпендикулярно наружной поверхнос.ти обрабатываемого изделия, а эксцентричнуюустановку электрода производят с эксцентриси.тетом равном Й, где д -внутренний диаметртоковедущего сопла плазмотрона.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Яф 483855,кл, В 23 К 31/10, 1975., гетическое строительство",1975, Кф 4, с.33-36, 4, Авторское свидетельство СССР У 509018, кл. В 23 К 31/10, 1972,ИИПИ Заказ 2994/2 Тираж 11 бО дписно Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектия, 4