Способ поверхностной обработки токопроводящих материалов

 

СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев электрической дугой при перемещении ее магнитным пот: лем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, нагрев осуществляют электрической дугой, питаемой током с частотой;500-70QO Гц.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 0 1/04:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО Е З РЫТИЙ,(21) 3528423/22-02 ° (22) 26. 10. 82 (46) 23. 12. 85. Бюл. N 47 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) О.И. Евстратов и А.А. Наматэвс (53) 621.365.511(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 111250, кл. 21 11 30/01, 1958.

„„SU„„1199807 A (54) (57) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРА- .

БОТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ИАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев электрической дугой при перемещении ее магнитным пот: лем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, нагрев осуществляют электрической дугой, питаемой током с частотой,500-7000 Гц.

f 11

Изобретение относится к технологии термической обработки и предназна чено для закалки, отжига или отпуска, пайки твердыми или мягкими припоями и нанесения покрытий путем спекания наносимых веществ с основой, деталей из токопроводящих материалов без нарушения микрогеометрии их по.верхностей.

Цель изобретения — повышение производительности обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что электрическая дуга, например разрядный промежуток, питается переменным током с частотой

500-7000 Гц, вследствие чего катодное и анодное пятна каждый полупериод питающего напряжения меняют свое полажепие относительно электрода-инструмента и нагреваемого иэделия и каждый полупериод меняют свое положение относительно областей нагреваемой поверхности на изделии, т.е. значительно быстрее, чем это происходит только при воздействии на канал разряда перемещающего его (дугу) магнитного поля, вызывающего нерегулярные, скачкообразные перемещения активных пятен (как анодного, так и катодного) по поверхности нагреваемого иэделия и электрода-инструмента. Это позволяет в два-три раза увеличить ток разряда (дуги) между электродом-инструментом и изделием, т.е. в 2—

3 раза увеличить подводимую к из.делию тепловую мощность без оплавления каких-либо участков его поверхности, так как известно, что время формирования квазистационарных пятен на электродах, вызывающих оплавление на этих участках поверхности ,в зависимости от параметров разряда составляет 2 ° 10 -10 с. Следовательно, при питании дуги током с частотой более 500 Гц оплавления микроучастков на нагреваемой поверхности изделий не будет, Таким образом, увеличится допустимая тепловая мощность, .которую можно подводить к нагреваемому изделию без оплавления его поверхности, что обеспечивает двух- и трехкратное повышение производительности процесса обработки.

Способ осуществляется следующим образом.

Между охлаждаемым электродом-ин струментом и деталью, либо между

99807

ЗО

55 двумя обрабатываемыми деталями, возбуждают электрическую дугу, питаемую от сильноточного источника переменного тока с падающей характеристикой, частотой не менее SOO Гц (возбуждение дуги между двумя обрабатываемыми деталями более целесообразно с точки зрения повышения

КПД процесса). Магнитное поле, перемещающее дугу, возбуждается регулируемым по величине током, получае,мым от силового или.независимого источника постоянного или переменного напряжения.

При возбуждении магнитного поля постоянным током при линейном электроде-инструменте дуга перемещается возвратно-поступательно вдоль обрабатываемой поверхности, а при возбуждении магнитного поля перемен-.. ным током, синхронным и,синфазным току дуги, при кольцевом электродеинструменте (как и в известном способе) дуга вращается по обрабатываемой поверхности. При создании комбинированного магнитного поля происходит развертка дуги по соответствующей области обрабатываемой поверхности.

Применение независимых регулируемых источников тока позволяет подобрать необходимый режим термообработки, пайки или нанесения покрытия в зависимости от конфигурации зоны нагрева, материала и размеров детали

Таким способом, помимо сварки можно выполнять различные виды пайки и термическую обработку, при осуществлении которой недопустимо оплавление поверхности обрабатываемых изделий.

В качестве источника тока дуги может быть использовано стандартное, например, сварочное оборудование.

Пример. Предлагаемый способ проводят на плазмотроне с линейным электродом-инструментом. Дуга питается от стандартного сварочного генератора ГПЧ-4 от модернизированного для этой цели преобразователя

ВПЧ-100-8000УЧ, т.е. при питании дуги током с частотой 600-8000 Гц.

Для сравнительных экспериментов, т.е. для питания дуги постоянным током, используют два сварочных выпрямителя ВД-306УЗ, которые для по. вышения напряжения холостого хода по силовой цепи соединяются последо1199

Составитель А.Кулемин

Техред 3.Палий

Корректор Г Решетник

Редактор Н.Гунько

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7796/30

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород., ул. Проектная, 4 вательно. Также используют и установки типа АПР-403. Дуга возбуждается как в воздухе, иак и в среде аргона, Магнитное поле, перемещающее дугу при питании ее постоянным током возбуждается с помощью электромагнита, питаемого от сети переменного тока через автотрансформатор типа

РН0-250-3, а при питании дуги переменным током в эту цепь включается 10 двухполупериодный выпрямитель из четырех диодов типа Д-247. Для первичного возбуждения дуги используют осциллятор типа ОСП-2М-1.

Величина тока дуги, при длине . 15 светящейся области (плазменного шнура) 60-300 мм варьируется от 50 до 250 А, а величина напряженности магнитного поля развертки от

5" 10 до 10 А/м. 3 ..

Нагреву подвергают образцы из стали 10 и меди И1 с размерами

400 50 и толщиной 2-10 мм. Ось зоны нагрева (плазменного шнура) совпадает с длинной осью наибольшей плос- 25 кости образцов. Температуру на обратной стороне у длинной оси образцов и на расстоянии от нее до 10-15 мм о доводят до 1000 С, т.е. практически, :гупример, весь образец из меди тол807 4 щнной 10 мм доводится до красного каления. После охлаждения образца путем тщательного осмотра зоны нагрева выясняют, имеются ли оплавленные участки.

Проведенные эксперименты показали, что при питании дуги током с частотой 600-8000 Гц допустимая плотность тока, не вызывающая сплавления образцов в зоне нагрева, в

1,8-2 4 раза вышее, чем при питании дуги постоянным током и достигнет (например, на медных образцах)

20-28 А на 1 см длины плазменного шнура, что обеспечивает, приблизительно, в 2,8 раза большую скорость

1 нагрева под пайку и соответствующее увеличение производительности процесса. Однако с ростом частоты тока питания дуги снижается КПД установки для нагрева в целом, что особенно сильно выражено в системах со стальными сердечниками на частотах более

3000 Гц, выше которых КПД начинает ,падать, ориентировочно, прямо пропорциональпо квадрату увеличения частоты, вследствие чего питание дуги током с частотой более 7000 Гц экономически нецелесообразно.