Способ дуговой обработки

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23.07.80. Бюллетень 27Дата опубликования описания 28.07.80 оо делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ Изобретение относится к сварочной технике, а именно к способам поверхностной плазменно-дуговой обработки, предназначенным для снятия поверхностного слоя металла.Известен способ дуговой обработки, при котором с целью увеличения ширины реза дуге сообщают поперечные колебания 11.Однако такой способ обеспечивает выплавку широких канавок при плазменно-дуговой резке только ограниченной протяженности. Это связано с тем, что металл выплавленный из полости реза скапливается перед дугой. Вследствие этого давления дуги и потока газа неДостаточно для полного удаления расплавленного металла из полости реза. Поэтому такое большое скапливание металла перед дугой при прорезании участка определенной длины не обеспечивает непрерывности протекания процесса резки при выплавке канавок большой протяженности изза необходимости периодического прекращения процесса, что связано с удалением выплавленного металла из плоскости реза.Известен также способ дуговой обработки, при котором технологический процесс выполняют двумя дугами, перемещаемыми по взаимно противоположным направлениям навстречу друг к другу 2.Однако при использовании этого способане обеспечивается выплавка канавок большой протяженности из-за скапливания выплавленного металла в полости реза, что в свою очередь не обеспечивает непрерывности выполнения процесса резки из-за необходимости периодического его прекращения, так как расплав;енный металл неооходимо удалять из полости реза. Кроме того, данный 1 о способ не обеспечивает возможности егоосуществления двумя лугами, перемещаемыми под углом к поверхности металла (изза воздействия металла, выплавленного одним плазмотроном на второй плазмотрон).При такой схеме выполнения процессарезки всегда должен оставаться в центре выплавляемой канавки непрорезанный участок металла длиной не менее 200 - 250 мм. Наиболее близким по технической сущ 2 о ности к изобретению является способ дуговой обраоотки, при котором поступательное перемещение дуги последовательно чередуют с ее поперечным перемещением, причем поступательное перемещение дуги произвоА = 2 Ь+ (0,2 - 0,5)Ь, где А - расстояние между ближайшимиплоскостями траекторий поперечных перемещений первой и второйдуг;Л - проекция на обрабатываемую поверхность расстояния от среза соп)ла до входа дуги в металл;з - ширина выплавляемой канавки приперемещении дуг поперек линииреза;Ь+Ь - шаг продольного перемещения дляпервой и второй дуг. Кроме того, для повышения производительности перемещение дуг во взаимно противоположных направлениях производят одновременно. Перемещение одной из дуг может бытьпроизведено с запаздыванием во времени поотношению к другой дуге.Перемещение одной из дуг может бытьначато после прохождения другой дуги всейтраектории перемещения,На фиг. 1 дана траектория переМещениядуги слева направо; на фиг. 2 показано положение дугового плазмотрона при такомперемещении дуги; на фиг. 3 дана траектория перемещения дуги справа налево; нафО фиг. 4 показано положение плазмотрона притаком перемещении дуги; на фиг, 5 дано поперечное сечение обрабатываемого металлапосле перемешения дуги слева направо; нафиг. 6 - поперечное сечение обрабатываемого металла после его обработки двумядугами, перемещаемыми навстречу друг кдругу.На фиг. 1 - 6 приняты следующие обозначения:1 - наружное электрически нейтральное26 сопло дугового плазмотрона;2 - полость между наружным и внутренним токоведущим соплом дугового плазмотрона;3 - электрод;4 - камера формирования плазменнойдуги;5 - токоведущее сопло дугового плазмотрона;6 - обрабатываемое изделие;7 - плазменная дуга;3 о 8 - канавка, полученная при поперечномперемещении плазмотрона при его поступательном перемещении слева направо;9 - поперечное сечение полости реза,полученное после обработки металла двумядугами;зю9 - часть полости реза, полученная за1счет поступательного перемещения дуги слева направо;9 " - часть полости реза, полученная засчет поступательного перемещения дуги справа налево,а в угол наклона плазмотрона к поверхности обрабатываемого металла;Ь - ширина канавки, полученной при поперечном перемещении дуги при ее поступательном перемещении дуги слева направо;Ь - проекция на наружную поверхностьобрабатываемого металла расстояния от среза сопла до входа дуги в металлК - точка пересечения плоскости проходящей через сопла. с осью столба дуги;ь - длина выплавляемой канавки;В - общая ширина выплавляемой канавки;а - шаг продольного перемещения плазменной дуги;А и Ч - крайние точки траектории перел мещения дуги;РС и РЕ - участ 1 и продольного перемещения дуги при ее перемещении слева направо;СР и ЕГ - участки поперечного перемещения дуги при ее перемещении слева направо;Р Ри Е Р- участки продольного перемещения дуги при ее поступательном перемещении справа налево.РЕ и Р С- участки поперечного перемещения дуги при ее поступательном перемещении справа налево.Ь - общая глубина выплавленной канавки;МХ - проекция плоскости поперечных колебаний дуги при ее поступательном перемещении слева направо.Способ осуществляют следующим образом.Между электродом 3, который располагают в камере формирования плазменной дуги 4, и обрабатываемым изделием 6 возбуждают плазменную дугу 7. В камеру 4 подают плазмообразующий газ, а в полость 2 между наружными электрически нейтральным соплом 1 и токоведущим соплом 5 подают охлаждающий воздух или воздушно-водяную смесь, При этом ось наклона плазмотрона я принимают не свыше 55 и перемещают его в направлении показанном стрелкой по траектории из точки А в точку Ч. Практически одновременно, либо с небольшой выдержкой по времени, либо после прохождения плазмотроном всей траектории его перемещения из точки Ч в точку А направляют также плазмотрон в направлении, показанном стрелкой. При перемещении плазмотрона из точки А в точку Ч устанавливают такую траекторию его перемещения, при которой на заданной длине реза ь чередуют поступательное его перемещение с поперечным перемещением. При этом амплитуду поперечного перемещения дуги принимают, исходя из условий получения требуемой ширины реза В. Величину продольного перемещения на отрезках РС и РЕ принимают равной а = = Ь + Ь, где а - шаг продольного перемещения дуги, 1 з - ширина выплавляемой канавки, Ь - проекция на наружную поверхность обрабатываемого изделия отрезка длиной от точки К до входа други в обрабатываемый металл.При такой схеме перемещения плазменной дуги непосредственно рабочим перемещением, обеспечивающим формирование полости реза, является перемещение ее в направлении, перпендикулярном к направлению поступательного перемещения, т. е. перемещение из точки С в Р и из Е в Г и т, д. При выплавке канавок 8 шириной В и глубиной Л между канавками получают не- прорезанные участки шириной Ь, на наружной поверхности которых откладывают металл, выплавленный из канавок 8,Область, обработанная плазменной дугой, заштрихована в виде двух прямоугольников (см. фиг, 1) . При такой схеме перемещения плазменной дуги длину участка про 15 20 25 50 35 40 45 дольного перемещения, а также ширину рабочего участка ( Ь + Ь) принимают равными между собой, При направлении плазменной дуги из точки У в точку А траекторию ее перемещения принимают как зеркальное отображение траектории перемещения плазменной дуги из точки А в точку 1, т. е. если первая дуга обеспечивает съем обрабатываемого металла в направлении слева направо, вторая дуга обеспечивает съем металла при ее перемещении справа налево, и направление ее поступательного перемещения является обратным переме 1 цению первой дуги. При этом отрезки РГи ЕРхарактеризуют поступательное перемещение второй плазменной дуги.Длину отрезков, характеризующих поступательное перемещение луги. в обоих случаях принимают равными между собой, т. е.РС = РЕ = . = Р Г =-= Е Р Соответственно и длину отрезков. характеризующих поперечное перемен;ение обеих дуг, принимают также равнымц между собой, т. е.СР = ЕГ== ГЕ=- Р С При перемещении второй плазменной дуги плоскость поперечных колебаний ес несколько смегцают по длине реза цо отношению к плоскости поперечных колебаний первой луги.Линия ММ характеризует проекцию п 1 оскости поперечного персмеп;ецця точки К поперек линии реза, а лццпя Ч Х характеризует проекцию плоское-и поперсч ого йеремещения точки Кпоперек лццгц реза. Прц этом расстояние С между блцжлйц:цмц глос. костями поперечных колебаний л гц станавливают равиым 2 Ь +(:1,2 - 0,5).При этом канавки, выц."авлснные второй дугой, перекрывают канавки ыплавленные первой дугой, что обеспечивает в свою очередь получение полости реза 9 по всей длине реза 1. Опрелеленную часть полости реза 9 формирует поперечное церемешецце первой дуги, а часть 9- - поперечное перемещение второй луги. За счет того. что формирование полости реза ца хчаст цгцрцной С обеспечивают за счет ".ерсгчещнцй во взаимно противоположных направлениях плазменной луги, данное обстоятел: ство способствует заглаживанию лове хцости кромок реза, что в свою очередь обусловливает меньшее выступание рисок на поверхности реза и обусловливает повышение его качества,Металл, выплавленный первой плазменной дугой из полости реза, расположен на непрорезанных участках шириной Л, при последующей обработке этих участков второй дтой этот металл вместе с металлом, расплавленным второй дугой заполняет поверхность канавки, сформированной первой дугой, а вторая дуга за счет ее перемещения вдоль линии реза по краям канавки практически не оказывает влияния на этот металл, что обусловливает отсутствие скапливания его перед дугой в полости реза и обеспечивает непрерывность протекания процесса резки при выплавке широких канавок практически любой протяженностью. Данный способ не требует программирования изменения скорости перемещения дуги по длинереза.При этом скорость перемещения обеихдуг как вдоль реза, так и поперек его поддерживают постоянной, что обеспечиваетвозможность использования для реализации данного способа более простого резательного оборудования.Так как на участке шириной.0 продольное перемещение плазменной дуги выполняют по двум взаимно противоположным сторонам выплавляемой канавки, данное обстоятельство гарантирует строгое постоянство глубины выплавляемой канавки по всей ширине В плазменно-дугового реза,Предлагаемый способ также обеспечивает обработку выплавляемых канавок одновременно двумя дугами, что в свою очередь способствует повышению производительности выполнения резательных работ.Использование предлагаемого способаобеспечивает повышение производительности выполнения резательных работ на 245 - 265%Пример. Примером выполнения предлагаемого способа явилась механизированная выборка канавок шириной до 70 мм и глубиной до 5 мм, связанная с необходимостьюудаления избыточного слоя металла. При этом процесс выполнялся двумя плазмотронами, каждый из которых устанавливалипод утлом 30 к поверхности обрабатываемого металла и перемещали поступательно навстречу друг к другу из краиних точек траектории перемещения дуги.Резку выполняли двухпоточными плазмотронами, у которых в качестве охлаждающей среды использовали сжатый воздух, а в качестве плазмообразующего газа-технический азот. Резку выполняли на токе 250 А при расходе плазмообразующего газа 3,5 м/ч. Общая длина снимаемого слояметалла составляет 1,2 м.При скорости поступательного и поперечного перемещения плазмотрона, равной 600 мм/мин, ширина канавки, выплавляемой при поперечном перемещении дуги, составляла 20 мм. Проекция расстояния от среза сопла плазмотрона до входа дуги в металл (Ь) составила 12 мм. В соответствии с этим шаг перемещения дуги принимали равным Ь+ Ь = - 32 мм.Для определения величины смещения ближайших друт к другу плоскостей поперечного перемещения дуги использовали соотношение 2 Ь + (0,2 - 0,5) Ь = 24 + 0,320 = = 30 мм. При идентичной длине перемещения дуги из крайних точек до начала первого поперечного колебания для обеспечения вышеуказанного значения смещения вторую дугу направляли навстречу первой с задержкой времени Я, = 0,0533 мин,3,2 сек.Поэтому йривод перемещения второй дуги направляли на заданную траекторию ее перемещения с задержкой времени равной примерно 3,5 сек.При этом обеспечили снятие указанного слоя металла, примерно за 7 мин при условии выполнения процесса резки двумя дугами, перемещаемыми навстречу друг к другу, При этом глубина рисок на поверхности обрабатываемого изделия не превышала 0,5 мм.Формула изобретения1. Способ дуговой обработки, при котором поступательное перемещение дуги последовательно чередуют с ее поперечным перемещением, причем поступательное перемещение дуги производят в крайних точках траектории поперечного перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при выполнении поверхностной плазменно-дуговой резки путем обеспечения удаления расплавленнбго металла из полости реза и выглаживания рисокпроизводят дополнительную обработку поверхности, перемещая вторую дугу по траектории, зеркально отображающей траекторию перемещения первой дуги, но в обратном направлении, при этом расстояние между ближайшими плоскостями траекторий поперечных перемещений первой и второй дуг выбирают из соотношенияА = 2 Ь+ (0,2 - 0,5)Ь,где А - расстояние между ближайшимиплоскостями траектории поперечных перемещений первой и второйдуг;Л - проекция на обрабатываемую поверхность расстояния от среза сопла до входа дуги в металл;Ь - ширина выплавляемой канавки приперемещении дуг поперек линииреза;Ь+Ь - шаг продольного перемещения дляпервой и второй дуг,2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью повышения производительности,перемещение дуг во взаимно противоположных направлениях производят одновременно.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что перемещение одной из дуг производятс запаздыванием во времени по отношениюк другой.4. Способ по и. 1, отличающийся. тем,что перемещение одной из дуг начинают после прохождения другой всей траектории перемещения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР393061, кл. В 23 К 31/10, 1968,749602102. Заявка ФРГ2103628,кл, 49 Ь 9/18, 1974.3. Авторское свидетельство СССР477799, кл. В 23 К 9/16, 1971.Реда кто Заказ 4 Т, Шагова7/9 ком итета С и открыти шская наб., род, ул. Пр 4/5 ктная