Способ контроля износа электрода

Изобретение относится к технологииплазменной резки, а именно к способамконтролг износа электродов плазмотрона.Целью изобретения является упрощение контроля износа катода плаэмотрона 5для резки.8 способе контроля износа катода впроцессе работы плазмотрона, включающем измерение текущих значений параметров технологического процесса резки .сравнение их с эталоном, согласно изобр.тению измеряют температуру охлаждающей жидкости на входе и выходеплазмотрона, а в качестве этол Онэ принимают величину, рассчитываемую по Формуле 15Ьа т - (2 .ф 0,3) Ь ,.где Ьтэт - эталонная разность температурмежду входом и выходом плазмотрона с изношенным катодом;4 тнач - разность температур охлаждающей жидкости между входом и выходомплазмотрона с неиэношенным катодом.Повышенная точность при данном способе контроля достигается благодаря тому,что в отличие от напряжения дуги температура нагрева воды не зависит от неконтролируемых изменений рабочего давлениягаза, подаваемого в плаэмотпон,При работе плазмотрона катод подверггается эрозионному износу. При этом в зонепривязки дуги на катоде о плаэмотроне свихревой стабилизацией дуги образуетсялунка, глубина и диаметр которой увеличивают с течением времени работь;.Столб дуги в плаэмотроне вращаетсявместе с газовым вихрем и располагаетсявблизи оси вихря.Катодное пятно дуги перемещаетсл повнутренней поверхности эрозионной лун ки,углубляясь внутрь тела катода по мере уое Оличения глубины лунки. Тепловой поток 0 отдуги в тело катода складывается иэ теплового потока 0, поступающего из зоны частистолба дуги, находящейся внутри эрозионной лунки(катодная зона - эона, о которой 45происходят поверхностные процессы: эмиссионные процессы, а также ускорениеионов в прикатодном падении потенциала иудары их о поверхность катода),Тепловыделение в катодном пятне не 5 Озависит от длины дуги. а определяется только величиной силы токаОл-а 1,где а - коэффициент пр порциональности.Тепловыделение от части дуги, находящейся внутри лунки, зависит так от силытока, так и от длины части дуги, находящейся внутри лунки, т,е. от глубины лунки Ь0 ь- Ьгде Ь - коэффициент пропорциональности.Отск 1 да 0 к = 0 л + 0 ь - а+ Ь1 г, Кроме того, при увеличении размеров лунки происходит все большее отклонение дуги от оси сопла, Дуга приближается к стенке сопла и сильнее 1 агреоает его, Поэтому тепловой поток в сопло также как и еплооой пОтОк о катод зависит как От силы така 1, тдк и от глубины лунки Ь л катоде и может быть описан формулойО, -.с 1+б 1где с, 1 - коэффициен- пропорциональности,Суммарный тепловой Оток, ооаприимаемл. водой, Охлаждающей плазмотрон, будет раоан сумме тепловых потоков, поглощаемых катодом и соплом,0 У= 0 к0 с э + Ь 1 Ь+ с 1+ б х х Ь=(а+с) 1+(Ь л б)1.Зсе тепло, воспринимаемое катодом и соплом, ооспринимаетс охлаждающей плазмотрон водой. ко- рэл последооательно омыооет сначала ко д, э затем сопло,Температура нагрева охлаждающей лазмотрон воды равна тепловому потоку, поглощаемому охлаждающей водой отнесенному к массовому расходу воды, умноже 1 нол 1 у на е. теплое ОстьЕ 1 ачс)1+1 Ь+с 1) 1 Ь0- Л+Б 1),. "111В 11 ачальный момент ре:1,11 ри неиэношенном кэтоде глубина лунки равна нулю, т,е. 1 = О, Отсюда следУог, что Л гн,= А.В соответствии с отраслеоым стандартом ОСТ 5,9526-07 "Режил 1 ы тепловой резки" предельно допустимая глубина эроэиочной лунки катода равна ЬЗ мм, т,е, величина фиксирооаннал,Предельно допустимое значение разности температур воды между входом и оыходом плазмотрона равно уткин-А+ В ЬвахПри этом отношениеЬ 1, КОНконпхьлнач11 1 нн пл х Поскольку а, Ь, с, 0 - некоторые постоянные величины, то и о ношение -д 1 ткон ХГНтакже величина постод 111 эл,1823316 Экспериментально установлено, что при предельно допустимой величине износа катода Лн,аЗ мм разность температур между входом и выходом плазмотрона связана с разностью температур между входом и выходом плазлотрона с неизношенным катодом по следующему соотношению;Ь скон = Ь снач(20,3),Это соотношение справедливодля всех типов плазмотранов для механизированной плазменной резки листового металла, поскольку несмотря на конструктивные различия плазмотронов дуговые камеры плаэмотронов определяются процессом резки. поэтому обладают геометрическим подобием и подобием физических и технологических параметров,Численное значение начальной разницы температурЬс,ч =(3б)С.Таким образом, величину Ьсон принимают в качестве эталона Ь с,Ь сизмеряют значения температур охлаждающей жидкости на входе и на выходе плазмотрона, определяют их разность Ьс, сравнивэютэтураэность Ьсгэталоном Ьситаким образом судят о степени износа катода,На фиг,1 показана схема расположения дуги в плаэмотроне; на фиг.2 - схема контроля износа катода плазмотрона; на фиг.З - зависимость разницы Ьс температур между входом и выходом плазмотрона от износа катода.П р и м е р. После установки нового катода в плазмотрон 1 в начальный момент процесса резки измеряют значения температур охлаждающей жидкости (воды) на входе и на выходе плазмотрона 1 датчиками 2 Формула изобретения СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА, при котором измеряют текущее значение параметра работы сварочного устройства и сравнивают его с эталоном, отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля износа катода плаэмотрона для резки, в качестве текущего значения параметра работы плазмотрона используют температуру охлаждающей жидкости на входе и выи 3, определяют разность Ьсэтих значений с помощью датчика 4 разности температур для неизношенного плаэмотрона, принимают в качестве эталона величину, 5 равнуюЬс=(2 0,3) снач.и фиксируют ее с помощью устройства эталонного сигнала.В ходе процесса резки измеряют значе ния температур охлаждающей жидкости навходе и выходе плазмотрона 1 с помощью датчиков 2 и 3, определяют текущее значение разности этих значений температур с помощью датчика разности температур и с 15 помощью устройства 5 сравнения производят сравнение текущего значения разности Ьс температур с эталонной величиной Ь с зафиксированной в устройстве б эталонного сигнала.20 При достижении текущего значенияразности Ьс температур равенства значению Ь сэталонного сигнала происходит включение индикатора 7, позиций 8 - источник питания, 9 - свариваемое изделие.25 Экономическую эффективность заявляемого изобретения определяем следующим образом, В настоящее время замена катода производится в любом случае отклонения работы плаэмотрона с. нормальной, По скольку у оператора-плэзморезчика нет воз-можности точно установить эту причину при работающем плазмотроне, при этом изымается из работы значительное количество малоиэношенных и практически 35 неизношенных катодов. Определение износа катода по датчику позволит более полно использовать ресурс работы катодов и сократить их расход примерно в 2 раза. 40ходе плазмотрона, а в качестве эталонапринимают величину Ьсат, которую рассчитывают по формулеЬсэт=(2+ 0,3)Ьснач,45 где Ьсзт - эталонная разность температур охлаждающей жидкости на входеи выход плазмотронэ с изношенным катодом;Ьснач - разность температур охлаждающей жидкости на входе и выходенеиэношенного плазмотрона.актор 1. Меп илко Ост 9 вечеа Г. Ку:Гахред М,Моргентау о;)ректор А позориз