Горелка для плазменной обработки

, кл.2 5 ф 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1972.Патент Франции 1( 2153270,кл, В 23 К 9/00, 1973.Акц. заявка Японии У 7-41657,кл, В 23 К 9/16, 1972,(54)(57) ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая изолирующий наружный корпус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным нанем соплом для подачи защитного газаи установленным в нем плазмообразующим соплом, а также узел крепленияэлектрода с цангой и керамическуютрубку для изоляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления элекИзобретение относится к сварочномупроизводству, в частности к устройствам для обработки материалов сжатойдугой (к сварочным инструментам).Изобретение может использоватьсяпри микроплазменной сварке, резке,а также оно может применяться для поверхностного разогрева и термообработки металлов и сплавов, а в рядеслучаев и для высокотемпературнойпайки,3 трода, отличающаясятем, что, с целью повышения мощности,надежности, долговечности горелки,удобства ее обслуживания и качествасварных соединений, цанга для крепления электрода выполнена составнойиз зажима и хвостовика с каналом охлаждения, соединенным с рубашкой охлаждения внутреннего корпуса, узелкрепления электрода выполнен с ох"ватывающей цангу металлической трубкой, имеющей на одном конце внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с зажимом цанги, а на другом - указательный штифт и две гайки,одна из которых связана с хвостовикомцанги, а другая выполнена со шкалойотсчета перемещения узла крепленияэлектрода, изолирующий наружный кор-,пус выполнен с продольным пазом,дляштифта и двумя кольцевыми полостямидля гаек, полость для гайки со шкалойотсчета выполнена с высотой, равнойвысоте гайки, а гайка, связанная схвостовиком цанги, размещена в полости с возможностью перемещения. Известны горелки для плазменнои сварки, содержащие водоохлаждаемый корпус с плазмообразующим соплом, сопло для подачи защитного газа, электрически изолированный.от плаэмообразующего сопла и корпуса посредством керамической трубки электродный узел с цанговым зажимом неплавящего электрода, а также изолирующий корпус. Известные горелки со держат токоподводы и коммуникации15 для подачи плазмообразующего и защитного газов, охлаждающей воды, рукоятку и устройства для включения сварочного тока.Недостатком таких горелок является недостаточное охлаждение неплавящегося электрода, которое обычно осуществляется эа счет неплотного скользящего контакта между электродным узлом и водоохлаждаемым корпусом и обдуве плазмообразующим газом. Такая конструкция горелок ограничивает их мощность или требует значительного увеличения их габаритов.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является горелка для плазменной обработки, содержащая изолирующий наружный кор пус, внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем соплом для подачи защитного газа иустановленным в нем плазмообразующим соплом, а 0 гакже узел крепления элек трода с цангой и керамическую трубку для избляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления электрода,Узел крепления, фиксирующий не- плавящийся электрод, находится в30 верхней (задней) части горелки.,на значительном удалении от плазмообразующего сопла. При такой конструкции горелки электрод имеет длинную консоль. Керамическая трубка, изолирующая внутренний корпус горелки от уз 35 ла крепления электрода, одновременно служит. для обеспечения соосности электрода и плазмообразующего сопла, Охлаждение электрода в этой конструкции 4 горелки при токах свыше 40-60 А явно недостаточное, так как оно осущест- вляется по длинному пути от места интенсивного разогрева острозаточен- НО го к Онца эл ект рода до Охлаждаемо ГО 45 водой корпуса через электроизолирующие (а значит и теплоизолирующие) трубки.Поэтому известную горелку, как правило, используют при обработке изде-, лий дугой небольшой мощности.Основными недостатками известной горелки, вьггекающих из ограниченного охлаждения неплавящегося электрода, являются недостаточные мощность и надежность.55Одновременно из-за интенсивного разогрева рабочего конца неплавящего ся (вольфрамового электрода) он преждевременно оплавляется, теряет своюконусную форму и эмиссионную способтность.Это приводит к затруднениям прнповторных зажиганиях дуги и к изменению такого важного параметра режима плазмообразующего сопла,Непостоянство и неконтролируемостьположения электрода относительно плазмообразующего сопла приводит при использовании известной сварочной горелки к снижению стабильности и качества сварки.Цель изобретения - повышение мощности, надежности, долговечности горелки, удобства его обслуживания икачества сварных соединений.Это достигается тем, что в горелке для плазменной обработки, содержащей изолирующий наружный корпус,внутренний корпус с рубашкой охлаждения с закрепленным на нем сопломдля подачи защитного газа и установленным в нем плазмообразующим соплом,а также узел крепления электродас цангой и керамическую трубку дляизоляции внутреннего корпуса горелки от узла крепления электрода,цанга для крепленйя электрода выполнена составной из зажима и хвостовика с каналом охлаждения, соединенным с рубашкой охлаждения внутреннего корпуса, узел крепления электрода выполнен с обхватывающей цангу металлической трубкой, имеющей на одном конце внутреннюю коническую поверхность для взаимодействия с зажимом цанги, а на другом - указательный штифт и две гайки, одна из которых связана с хвостовиком цангй, а другая выполнена со шкалой отсчета перемещения узла крепления электрода, изолирующий наружный корпус выполнен е продольным пазом для штифта и двумя кольцевыми полостями для гаек, полость для гайки со шкалой отсчета выполнена с высотой, равной высоте гайки, а гайка, связанная с хвостовиком цанги, размещена в полости с возможностью перемещения. На фиг. 1 показана горелка в раз-. резе; на фиг, 2 - горелка со стороны гайки со шкалой отсчета, общий вид; на Фиг. 3 в . горелка со стороны указательного штифта, общий вид.Горелка содержит изолирующий наружный корпус 1, состоящий из двух075532 5 1половин, скрепленных винтами. Внутрирасположен водоохлаждаемый корпус 2с плазмообразующим:-соплом 3. Корпус2 снабжен штифтом 4, соединяющим оба.корпуса, и имеет рубашку охлаждения5 и каналы 6 - для подачи защитногогаза,В нижней части корпуса 2 расположено сопло 7 для подачи защитногогаза, соединенное с корпусом 2 нарезьбе.В корпусе 2 выполнен центральныйканал (отверстие), в котором расположен электродный узел, изолированныйот корпуса керамической трубкой 8.Электродный узел содержит составную цангу, состоящую из зажима 9и водоохлаждаемого хвостовика 1 О,соединенных, например, на резьбе;охватывающую цангу металлическуютрубку 11 с указательным штифтом 12,входящим в направляющий паз 13 наружного корпуса 1. На металлическойтрубке 11 установлена гайка 14, связанная с хвостовиком 10, и гайка 15,выполненная со шкалой отсчета. Гайка15 расположена в кольцевой полости16, выполненной вкорпусе 1, причемвысота полости 16 равна высоте гайки15, Гайка 14 предназначена для зажимаэлектрода 17 и расположена в полости18, высота которой больше высотыгайки 14 на величину хода электрода17. Полость 18 выполнена в корпусе 1.На конце хвостовика 10 установленышайба 19 и гайка 20 для зажима гибко-.го токоподвода 21 и заглушка 22Хвостовик 1 О цанги имеет канал 23для охлаждающей воды, соединенный срубашкой охлаждения 5, центральныйканал 24 для электрода 17 и подачиплазмообразующего газа.Составная цанга, охватывающая еетрубка 11 и гайка 14, входящая вкольцевую проточку хвостовика 10, образуют цанговый зажим толкающего типа.Обе гайки 14 и 15 выходят наружуиз корпуса 1. Наружный корпус 1 имеетшкалу отсчета в мм, расположеннуювдоль направляющего паза 13, причемроль стрелки выполняет указательныйштифт 12, входящий в паз 13.1 Нкала на гайке 15 - в долях мм(шаг винта равен 1 мм), начало отсчета находится на корпусе 1.Позицией 25 обозначена трубка дляподвода воды, а позицией 26 - гибкийтокоподвод. Горелка настраивается и работает,следующим образом.С помощью гайки 15 (фиг. 1 ифиг. 2) электродный узел устанавливается в "нулевое" положение, т.е.в положение, при котором штифт 12стоит на нуле (фиг. 3) и нуль шкалы на гайке 15 (фиг. 2) совпадаетс началом отсчета,Через канал 24 цанги при снятойзаглушке 22 (фиг. 1) совмещают острозаточенный конец вольфрамовогоэлектрода 17 с торцом плазмообразующеРо сопла 3. Гайкой 14 электрод 17зажимается в зажиме 9.Поворотом гайки 15 электродныйузел с зажатым в цанге электродом17 перемещается вдоль продольной20 оси, при этом рабочий конец электрода 17 выставляется относительно торца сопла 3 в заданное технологиейположение, Контроль перемещения электрода 17 в процессе регулировки про 25 изводят по шкале гайки 15 и на корпусе 1.Охлаждающая вода подается в рубашку охлаждения 5 корпуса 2, откуда посоединительной изолирующей трубке 2530 поступает в канал 23 хвостовика 10цанги, после чего отводится в слив,Циркуляция воды, охлаждающей цангу,происходит в непосредственной близости от места контакта зажима 9 цангис электродом 17, что значительно увеличивает отвод тепла от электрода 17,обеспечивает возможность повьппениямощности горелки, срока службы и надежности ее работы,40 Сварочный ток к электродному узлуподводится через гибкий токоподвод 21Плазмообразующий газ подается вцентральный канал 24 цанги, защитныйв канал 6 корпуса 2, откуда он посту 45 пает внутрь сопла 7 и далее - в зонусварки,По сравнению с базовым объектом, вкачестве которого принят прототип,описанная горелка обладает следующим50 преимуществом. При относительно небольших габаритах и массе даннаягорелка позволяет осуществлять плаз -менную обработку на токах от единицампер до 150 ампер,Благодаря этому прецлагаемая горел;ка нашла широкое применение при микро.плазменной и плазменной сварке, почтиво всех случаях заменив не отвечающиесовременным требованиям серийные плаз 1075532мотроны ОБ, ОБА, ОБ и т.п.Кроме того, данная горелка обеспечивает возможность комплектации новыхмикроплазменных установок ИПАи5МПА(рассчитанных на токи до 120и 160 А соответственно) одной горелкойвместо двух: для микроплазменной сварки ОБ(на токи до 100 А) и аргоно-дуговой - на большие токи.Одновременно конструкция описанной горелки обеспечивает удобствов ее обслуживании. и стабильностьподдержания величины заглубления . 15электрода внутри плазмообразующегосопла. Это, а также надежность электрических контактов внутри горелки,позволит повысить стабильность и качество сварки при изготовлении ответственных изделий, в том числе с протяженными швами,Применение данной горелки создаетболее широкие возможности для использования плазменной дуги при сварке,резке, стружке, поверхностной обработке, высокотемпературной пайке.Так, например, за счет увеличениямощности дуги, горящей между неплавящимся электродом и плазмообразующимсоплом, представится возможность очистки поверхности стеклоплавильныхаппаратов из платиновых сплавов отзастывшей стекломассы, что необходимо при их ремонте и последующей сварке,В случае необходимости предлагаемая горелка может использоваться илиобычная аргонодуговая, для чего необходимо удалить плазмообразующее соплои гибкий токоподвод - а также использовать один защитный газ, непосредственно омывающий вольфрамовый электрод..г енина Техред М.Ходан ектор М. П дактор оизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина, 1И И10 Заказ 826 ВНИИПИ Го дарственног 113035раж 892 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5