Электрод для плазменной обработки

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при плазменной сварке, резке, наплавке и напылении для работы в углеродсодержащих плазмообразующих средах. Цель изобретения - повышение стойкости неплавящихся электродов плазмотронов. Электрод состоит из медного держателя, на рабочую поверхность которого нанесен слой ниобия, поверх последнего - слой сплава, содержащего 19-21% гафния и 79-81% тантала. Рабочая поверхность сплава гафния с танталом диффузионно насыщена углеродом. За счет образования в поверхностном слое карбидов гафния и тантала, имеющих температуру плавления 4215°С, достигается повышенная стойкость электрода, ликвидируется первоначальный бросок теплового потока в электрод в момент пуска плазмотрона. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (! I) (5I)s В 23 К 35/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4240411/31-27 (22) 04.05.87 (46) 30,06.90. Бюл. ¹ 24 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.M,Êàðïåíêî, А.Н.Корниенко, А,B.Ãðàновский и Н.А.Макаренко (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 287213, кл, В 23 К 9/16, 1968. (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано при плазменной сварке, резке, наплавке и напылении для работы в углеродсодержащих плазмообраИзобретение относится к технике сварки, в частности к плазменной обработке материалов, и может быть применено при плазменной сварке, резке, наплавке, напылении.

Цель изобретения — повышение надежности работы электрода, расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 представлен неплавящийся электрод с торцовой рабочей частью; на фиг.

2 — электрод с внутренним каналом.

Неплавящийся электрод с торцовой рабочей частью предназначен для плазменных сварки, резки, наплавки и напыления с подачей присадочного материала под углом к оси дуги, а также для плазменного нагрева; неплавящийся электрод с внутренним каналом — для плазменной сварки и наплав.ки комбинированным способом плавящимся и неплавящимся электродами, а также для плазменной сварки, наплавки и напылезующих средах. Цель изобретения — повышение стойкости неплавящихся электродов плазмотронов. Электрод состоит из медного держателя, на рабочую поверхность которого нанесен слой ниобия, поверх последнего — слой сплава, содержащего 1921% гафния и 79-81% тантала, Рабочая поверхность сплава гафния с танталом диффузионно насыщена углеродом. 3а счет образования в поверхностном слое карбидов гафния и тантала, имеющих температуру плавления 4215 С, достигается повышенная стойкость электрода, ликвидируется первоначальный бросок теплового потока в электрод в момент пуска плазмотрона. 2 ил., 1 табл, ния с подачей присадочного материала вдоль оси дуги.

Неплавящийся электрод состоит из медного держателя 1, слоя ниобия 2, диффузионно соединенного с медным держателем

1, и рабочей части из слоя сплава 3, содержащего 19-21 гафния и 79- 81% тантала, диффузионно соединенного со слоем ниобия. Поверхность 4 слоя сплава 3 диффузионно насыщена углеродом.

После диффузионного насыщения поверхности 4 слоя сплава 3 в ней образуются карбиды гафния и тантала, причем содержание карбидов гафния и тантала составляет . 19-21 и 79-81 соответственно, что обеспечивает высокую температуру плавления поверхностного слоя. Так как при диффузионном насыщении углеродом его содержание максимально на поверхности слоя сплава и убывает по толщине этого слоя, то на поверхности слоя образуется тонкий

1574414 слой свободного углерода, затем следует слой карбидов, содержание которых постепенно в глубине слоя сплава снижается, и чистый без карбидов сплав 19-21% гафния и 79 — 81% тантала, При зажигании дуги с тако- 5 го неплавящегося электрода в атмосфере. содержащей углеводороды, не происходит первоначального броска теплового потока в электрод, так как имеющиеся на поверхности электрода углерод и карбиды служат теп- 10 лоизолятором, углеродный слой постоянновозобновляется из атмосферы дуги, слой карбидов, обладая высокой температурой плавления, предохраняет электрод от эрозии. Кроме того, осаждение углерода на 15 рабочей поверхности предлагемого неплавящегося электрода идет в начальный период времени включения дуги интенсивнее, чем у известного электрода.

Слой сплава 3 гафния и тантала диффу- 20 зионно соединен со слоем ниобия 2, который играет роль прослойки между слоем сплава 3, гафния и тантала и медным держателем 1. Ниобий при длительном нагреве и периодических циклах нагрев — охлаждение 25 не образует с медью интерметаллидов, создающих хрупкие прослойки и поэтому сохраняет пластичность соединения. Это обеспечивает хорошее соединение слоя сплава 3 гафния и тантала с основанием 1 и 30 при длительной эксплуатации электрода препятствует растрескиванию и отслаиванию сплава 3 гафния и тантала, повышает надежность работы электрода.

В электродах, имеющих внутренний канал (фиг. 2) эти преимущества проявляются наиболее ярко, так как слой ниобия 2 и слой сплава 3 гафния и тантала могут быть небольшой толщины, что вызывает при термоциклах нагрев — охлаждение небольшие объемные деформации и из-за пластичности диффузионных соединений ниобия с медью и ниобия со сплавом тантала и гафния не вызывает отслаивания рабочего слоя.

В таблице приведены различные примеры выполнения неплавящегося электрода и его служебные характеристики, Таким образом, предложенный электрод обеспечивает более высокую надежность работы и допускает работу на более высоких токах, Формула изобретения

Электрод для плазменной обработки, содержащий медный держатель и рабочую часть, между которыми помещен слой ниобия, отличающийся тем, что, с целью повbløåния стойкости, рабочая часть электрода выполнена из сплава гафния с танталом, содержащего 19 — 21 мас.гафния, остальное тантал, при этом рабочая поверхность сплава диффузионно насыщена углеродом.

1574414

С оста вител ь Г.Тютчен ко ва

Редактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 1747 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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