Способ плазменно-дуговой обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)5 В 23 К 9/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч С СР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Авторское свидетельство СССРВ 1 004040, кл, В 23 К 9/1 О,29,06 .81 .,(57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к пламенно-дуговой обработке, и может быть Изобретение относится к сварочному производству, в частности к плазменно-дуговой обработке, к может найти применение в судостроении, авиационной химической, энергетической и других отраслях промышленности при производстве листовых конструкций.Целью изобретения является повышение качества реза и стойкости плаэмотрона за счет своевременного прекращения процесса резки,На Фиг. 1 показана схема резки при опирании сопла на изделие (нормальный процесс); на фиг. 2 - стадия резки, когда дуга вышла на край изделия; на Фиг, 3 - то же, когда дуга вышла эа край изделия при сохранении контакта сопла с изделием, на Фиг. 4 то же, когда появилась дополнительная цуга, горящая между соплом и изделием; на Фиг . 5 - характер иэменени напряжения на дуге в конце реза; на 8015815 использовано при резке листовых конструкций. Цель изобретения - повышение качества реза и стойкости плазмотрона. Управление процессом плазмевно-дуговой обработки осуществляют посигналу напряжения между электродоми изделием. При этом дополнительноопределяют скорость нарастания сигнала напряжения и в момент ре кого увеличения значения это 1скорости процесс резки прекращают.Своевременное отключение дуги обеспечивается только при резком повышении напряжения независимо от рабочегозначения напряжения. 7 ил. фиг. 6 - то же, при перенесении попере ного реза, выполненного ранее; на фиг. 7 - принципиальная электрическая схема дифференцирующего устройства дл осуществления предлагаемого способа.Способ плазменно-дуговой резки осуществляют следующим образом.Плазмотрон 1 устанавливают на изделие 2 так, что плазмообразующее сопло плазмотрЬна 1 непосредственно опирается на изделие 2, и начинают резку.В процессе резки возможны изменения величины напряжения на дуге, свя- занные с Флуктуациями параметров режима. Однако такие изменения не могут быуь резкими, если процесс резки идет нормально, Резкое изменение параметров режима (тока, расхода газа, диаметра сопла или скорости перемещения резака), приводящее к соответ ствующему резкому изменению напряже 1581505ния на дуге, свидетельствует об аварийном режиме. При нормальном режиме резкое увеличение напряжения на дуге возникает при выходе плазмотрона на край листа (или поперечный рез). В этом случае длина дуги резко увеличивается, и в .стадии, показанной на Фиг.3, длина дуги увеличивается почти в 2 раза. Осциллографирование напряжения на дуге показало, что на краю листа скорость нарастания величины2 напряжения имеет порядок 10 В/с. В этот момент дугу отключают, не допуская стадию, показанную на Фиг.4.Явление резкого (скачкообразного) повышения напряжения дуги на краю листа наблюдается при резке металла любой толщины при различных значениях параметров режима резки, так как оно связано только с увеличением длины дуги.Предложенный способ обеспечивает своевременное отключение дуги только при резком повышении напряжения не- р 5 зависимо от рабочего значения напряжения. Способ может быть реализован с помощью дифференцирующего устройства, вход которого соединяют с выходом ис точника питания дуги. При включении источника питания дуги (не показан) йа клеммах +" и "-" дифференцирующего устройства (фиг.7) появляется напряжение холостого хода 11 ., До вели- чины этого напряжения заряжается конденсатор 3 через резистор 4 и стабилитрон 5, который подбирают в соответствии с величиной напряжения, обеспечивающего включение оптронного 4 О тиристора 6; Одновременно с этим через управляющий переход тиристора 6 идет ток, достаточный,для включения тиристора 6, который не включается только потому, что не включено реле 7 45 времени, срабатывающее через 0,2"0,5 с после срабатывания реле тока (не показано) установленного в цепи подво- "Ъ. ада тока к изделию, Между электродом плазмотрона и иэделием 2 с помощьюосциллятора возбуждают режущую дугу8 и перемещают плазмотрон 1 по изделию 2 со скоростью Ч, После возбуждения режущей дуги .8 напряжение между электродом плазмотрона 1 и изде 55лием 2 падает до величины Б д = Б,.При этом конденсатор 3 разряжаетсяот Учерез стабилитрон 5 и резистор4 до величины Б При неизменных параметрах режимарезки напряжение остается постоянным.В случае снижения напряжения Уконденсатор 3 разряжается через стабилитрон 5 и резистор 4. В результатепротекания через стабилитрон 5 токаразряда конденсатора 3 на стабилитроне 5 появляется падение напряженияпорядка 0,5 В. Это напряжение оказывается приложенным к управляющему переходу тиристора 6 встречно, поэтомучерез, управляющий переход ток не течет и тиристор 6 закрыт. Таким образом,система не реагирует на понижение напряжения на дуге.При плавном увеличении напряженияУ конденсатор 3 заряжается через резисторы 4 и 9. Ток зарядки конденсатора 3 небольшой и поэтому падениенапряжения нарезисторе 9 недостаточно для того, чтобы через управляющийпереход тиристора 6 прошел ток, достаточный для включения тиристора 6, т.е.тиристор 6 закрыт. Таким образом,система не реагирует на плавное увеличение напряжения на дуге,При перемещении по линии реза плазмотрон 1 подходит к краю изделия 2(Фиг,2). При выходе дуги 8 на крайизделия 2 (фиг.2) величина напряжениярезко возрастает, принимая текущее значение У большее Б но1меньшее 11, При этом конденсатор 3заряжается через резисторы 4 и 9. Токзарядки конденсатора 3 большой, и падение напряжения на резисторе 9 достаточно для включения тиристора 6. Приэтом срабатывает реле 1 О, отключающее контактор источника питания дуги.Дуга 8 в момент отключения можетиметь вид фиг. 2 или 3.Таким образом, регистрируя постоянно сигнал напряжения между электродомплазмотрона 1 и иэделием 2, в случаеувеличения этого сигнала определяютскорость нарастания сигнала напряжения и в момент резкого увеличениязначения этой скорости процесс прекращают, не допуская образования нежелательных условий горения дуги 8(фиг.4), Если не произвести своевременное отключение источника питания,то напряжение на дуге 8 подниметсядо величины П и образуется дуга 11,горящая между соплом плазмотрона 1 иизделием 2, Это приводит к выходу иэстроя сопла, электрода,а ширина реза накраю изделия увеличивается. После обры35 Формула изобретения 5 1 ва дуги напряжение между электродом и изделием будет равно напряжению холостого хода источника питания дуги.При проходе через поперечный реэ, впполненный ранее, напряжение дуги резко увеличивается до 11 (фиг,б) и1система отрабатывает сигнал, как было описано выше, отключая источник. Если не произвести своевременное отключение источника питания, величина напряжения достигнет величины Б при переходе через ось реза, а затем снова установится равной Б, т.е. будет идти резка в месте, где она не требуется.П р и м е р 1, Способ осуществляли при резке листа толщиной 2 мм из стали Х 18 Н 10 Т при ручном перемещении плазмотрона. Резку выполняли на установке СА 401 М 1, Режим резки: ток дуги 85 А, диаметр сопла 1,8 мм, давление воздуха на входе в плазмотрон 4,5 ати, скорость перемещения плазмотрона 2,0 м/мин. Сначала резы выполняли при отключенном дифференцирующем устройстве, т.е. без применения предложенного способа. При этом на краю листа возникала дуга меж ду соплом и иэделием, имеющая длину порядка 10 мм, В результате этого ширина реза увеличилась в 1,5 раза на участке длиной 4 мм и появлялся грат на нижних кромках этого участка. Кроме того, разрушался канал и наружная поверхность сопла плазмотрона, а также разрушалась обойма медно-циркониевого электрода плазмотрона. Затем подключали дифференцирующее устройство, т.е.работали с применением предложенного способа. При подходе к краю листа это устройство срабатывало и отключало источник питания дуги в момент, когда ось канала сопла находилась на расстоянии порядка 2 мм от края листа, При этом наблюдалось уширение конца реза и отсутствовал грат на нижних кромках реза. Канал сопла и наружная поверхность обоймы 581505 6электрода оставались без следов выработки,П р и м е р 2. Способ осуществляли при резке листа толщиной 2 мм из5стали Х 18 Н 10 Т при ручном перемещенииплазмотрона, Режим резки такой же,как в примере 1 . Предварительно выполняли поперечный рез. Затем на отключенном дифференцирующем устройстве, т,е. беэ применения предложенного способа, выполняли продольный рез,пересекающий поперечный. В связи свысокими скоростями резки (уменьшение скорости приводит к снижению качества и производительности) оператор не в состоянии своевременнр ртклютчить источник питания дуги в моментпересечения реза. В результате про 20 дольньй рез заканчиваетея не доходядо поперечного или после него. Затем,включали дифференцирующее устройство,т,е. работали с применением предложенного способа, и выполняли продоль 25 ный рез. При этом выключение источника питания происходило точно в моментпересечения.Предложенный способ позволяет повысить качество кромок реза, увеличить долговечность плазмотрона иисключить возможность резки лишнегоучастка изделия, т.е. предотвратитьбрак. Способ может быть применен приавтоматической резке. Способ плазменно-дуговой обработки,при котором регулирование процессом 40 обработки осуществляют по сигналунапряжейия между электродом и изделием, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, .с целью повышения качества поверхности обработки и стойкости плаз мотрона, в процессе обработки дополнительно определяют скорость нарастания сигнала напряжения и в моментрезкого увеличения значения этой скорости процесс обработки прекращают.Г. ТютченковаКравчук Коррект еряв Веселовска Реда ираж 653 по изобретениям и Ж, Раушская наб