Горелка для сварки и наплавки в вакууме

 

Изобретение относится к сварке и наплавке в вакууме и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - улучшение качества сварного шва путем стабилизации дугового разряда за счет ионизации плазмообразующего газа в полости катода и увеличение срока службы щелевого полого катода путем его равномерного прогрева по периметру. Горелка содержит корпус 4, снабженный стабилизирующим электромагнитом 9, щелевой полый катод 1 и накальный элемент, в качестве которого используют прутки 2, поперечные сечения которых расположены на поперечной оси симметрии щелевого полого катода 1. Такое выполнение накального элемента резко увеличивает электронную эмиссию катода 1, стабильность дугового разряда повышается за счет значительного количества электронов с нерастраченной энергией. 2 ил.

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECCI JJESlNH ди4В23 9 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4404736/31-27 (22) 29.02.88 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) В. Н. Будник, Н. Г. Нестеренко и Л. П. Залюбовская (53) 621.791.75.034 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 531682, кл. В 23 К 9/08, 04.03.75. (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ В ВАКУУМЕ (57) Изобретение относится к сварке и наплавке в вакууме и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения— улучшение качества сварного шва путем

„„SU„„1523277

2 стабилизации дугового разряда:-а счет иокизации плазмообразующего газа в полости катода и увеличение срока службы щелевого полого катода путем его равномерного прогрева по периметру. Горелка содержит корпус 4, снабженный стабилизирующим электромагнитом 9, щелевой полый катод 1 и накальный элемент, в качестве которого используют прутки 2, поперечные сечения которых расположены на поперечной оси симметрии щелевого полого катода 1. Такое выполнение накального элемента резко увеличивает электронную эмиссию катода стабильность дугового разряда повышается за счет значительного количества электронов с нерастраченной энергией. 2 ил.

8 (n еф

1%в а

Ь Р

,О

ЦЯ ) щ

1523277

Изобретение относится к сварке и няплавке неплавящимся электродом в вакууме и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения — улучшение качества сварного шва путем стабилизации дугового разряда за счет ионизации плазмообразующего газа в полости катода, а также увеличение срока службы полого катода путем его равномерного прогрева по периметру.

На фиг. изображена горелка с щелевым полым катодом, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Горелка для сварки и наплавки в вакууме состоит из щелевого полого катода 1, выполненного в виде смонтированных в двух параллельных плоскостях прутков из тугоплавкого "„;åòàëëà, ограниченных снаружи защитными пластинами. Прутки 2, поперечные сечения которых расположены на поперечной оси симметрии полого катода, образуют накальный элемент. Полый катод 1 при помощи стопорных винтов 3 крепится в корпусе 4 горелки.,В корпусе 4 горелки выполнены газораспределительный канал 5, водоохлаждаемые каналы 6 и газоподающие каналы 7. Корпус 4 горелки содержит водоподающие штуцеры 8. В верхней части корпус 4 горелки крепится к стабилизирующему электромагниту 9, создающему постоянное продольное магнитное поле в зоне дугового разряда между щелевым полым катодом 1 и анодом-изделием 10. К полому катоду 1 и к анод;-изделию 10 подводится U . от источника питания дуги. К канальному элементу прутка 2 подводятся (/„ от автономного источника питания накала.

Подача (,! на грутки 2 способствует более равномерному разогреву катода по периметру, что исключает термическую деформацию катода, а следовательно, увеличивает стойкость и удлиняет срок службы полого катода.

Использование прутков 2, поперечные сечения которых расположены на поперечной оси симметрии полого катода, в качестве накального элемента резко увеличивает электроriHóþ эмиссию катода. Такой накальный элемент ионизирует плазмообразующий газ прямо в полости катода, что улучшает возбуждение дугового разряда. А стабильность дугового разряда повып!ается не только за счет наличия =òàáèëèçèðóþùåãî электромагнита, но и наличия, за счет повышенной эмиссии, значительного количества электронов с нерастраченной энергией, достаточной для достижения этими электронами анодной области по всей длине щели. Зто стабилизирует возникновение проводящего каНЯЛЯ .,!ЕЖД! i !!ОЛЫМ КЯ.! ОДОМ И ЯНОДОМ-ИЗДЕлием и улучшает процесс возбуждения сварочного дугового разряда.

Дуговой разряд с полым катодом характеризуется Образованием в полости катода раскаленной до 2000 †30 С зоной длиной в несколько катодных диаметров и удаленной от конца катода на один-два диаметра.

Для стабильности работы необходимо, чтобы отношение длинь: катода к его диаметру было не менее б.

Следовательно, дуговой разряд стабильно существует именно с центральной зоны полого катода, где и необходимо его возбуждать. Все это является обоснованием выбранного участка центральной зоны полого катода, а именно прутков, расположенных на поперечной оси симметрии полого катода, на которые подается напряжение накала. Полученный таким образом накальный элемент ионизирует плазмообразующий газ в полости полого катода.

Смещение накального элемента, а следовательно, и активной зоны возбуждения дугового разряда с полым катодом к верхнему или нижнему концу щелевог полого катода приводит к выходу активной области дугового разряда за пределы полого катода.

При смещении накального элемента к нижнему концу нарушается стабильность дугового разряда, разряд с полым катодом перестает существовать, переходя в другую форму — форму дугового разряда с испаряющимся катодом. При этом происходит интенсивное разрушение щелевого полого катода.

При смещении накального элемента к верхнему концу полого катода дуговой разряд теряет устойчивость и гаснет.

Горелка со щелевым полым катодом работает chic jI JioUJH ivy образом.

В вакуумной камере создают оазрежение

0,13 — 1,3 Па, затем через газопода!ощие каналы в полость катода продувают плазмообразующий газ-аргон, на катод 1 подают сварочное напряжение L/.-., а на прутки 2, расположенные на поперечной оси симметрии; и!Одают напряжение накала U., от источника питания. Происходит разогрев прутков 2 и мягкий, равномерный прогрев катода 1 в его центральной части, что исключает сго деформацию, увеличивая тем самым срок службы полого катода. Прутки 2 ионизируют плазмообразующий газ прямо в полости катода 1. Это облегчает возбуждение дугового разряда. Плазмообразующий газ заполняет промежуток между катодом 1 и анодом-изделием 10. После Возоуждения разряда с щелевого полого катода 1 прутки 2 отключают от цепи источника питания (/ на токах более 200 А. При токах в сварзчной цепи 50 †2 А накальный элемент не отключают.

Необходимое истечение плазмообразующего газа через щелевой полый катод 1 и продольное магнитное поле электромагнита 9 обеспечивает устойчивый разряд с полым катодом 1 и предотвращает выход активной области катода в виде контрагированного катодного пятна из полости катода 1 на его наружную поверхность.

1523277

Формула изобретения

Составитель Г. Квартальнова

Редактор В. Бугренкова Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 6933/1! Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет: улучшить условия возбуждения дугового разряда за счет ионизации плазмообразующего газа непосредственно в полости полого катода; повысить 5 качество сварного шва за счет стабильности работы дуги.

Увеличить срок службы щелевого полого катода путем равномерного разогрева его по периметру. 10

Горелка для сварки и наплавки в вакууме, содержащая корпус, стабилизируюший электромагнит, укрепленный на корпусе щелевой полый катод, выполненный в виде смонтированных в двух параллельных плоскостях наборов прутков из тугоплавкого металла, источник питания накала, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества сварного шва путем стабилизации дугового разряда за счет ионизации плазмообразующего газа в полости катода, а также увеличения срока службы полого катода путем его равномерного прогрева по периметру, прутки из разных наборов, поперечные сечения которых расположены на поперечной оси симметрии полого катода, подключены к источнику питания накала.