Горелка для сварки неплавящимся электродом в вакууме

 

Союз Соаетскмх

Социалистические

Респубпнн (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.77 (21} 2495430у25-27 (Sl } N. Кл

В 23 K 9/16 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15. 12.785юллетень % 46

Гещдвретаеееей аематет (СССР ае делам иеебретенал к етлрытий (53) УДК621.791..75. 9,034 (088. 8) (45} Hmа опубликования описания 18.43.78

А. М. Ильинский, H. H. Евграфов, B. В. @пимов и А. Г, Лракейов

1:. (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) ГОРИЛКА ДЛЛ СВАИИ жПЛАВЯШИМСЯ ЭПЕКТРОДОИ

B ВАКУУЖЕ

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкциям горелок с полым катодом.

Известны горелки, содержащие корпус и полый катод, в которых плазмообразующий газ подается по газоподводящему шлангу через микронатекатель от баллона, расположенного за пределами вакуумной камеры. Наиболее часто в качестве плазмообразующего rasa используется аргон 111.

Известно, что введение в полость катода вместе с аргоном-паров щелочных металлов (лития, цезия), обладающих меньшим потенциалом ионизацни, чем аргон, приводит к повышению стабильности возбуждения разряда, позволяет снизить напряжение возбуждения дугового разряда в вакууме 121.

Известна горелка с полым катодом, в которой возбуждение дугового разряда осуществляют разогревом катода, вызывающим термоэмиссию с поверхности катода t31.

В таких горелках необходимо вводить в вакуумную камеру газоподводящий шланг, что может привести к натеканню газа в камеру и образованию взкуумной дуги в парах материала горелки нли газоподводящего шланга.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является горелка для сварки неплавящнмся электродом.в вакууме, содержащая корпус с установленным в нем полым катодом, выполненным в виде многослойной трубки нз фольги тугоплавкого металла, а также накальный элеменг, выполненный в виде спирали из тугоплавкой проволоки, укрепленной «а полом катоде. Во внутренней полости выходного конца полого катода установлена диафрагма с отверстием для подачи плазмообразующего газа 141-.

В известной конструкции горелки в местах соединения газоподводящего шланга с горелкой и с вводом в вакуумную камеру

1 возможно натекание газа в камеру. Это может привести к образованию вакуумной дуги в парах материала горелки или ввода газо подводя щего шланга.

Трудно обеспечить равномерныи контакт между накальным элементом и рабочей, наиболее нагретой, частью полого катода, что приводит к перегреву катода и расплавлению боковой поверхности полого катода.

Бель изобретения — повышение стабильности возбуждения разряда в вакууме и уве63721

3 личение ресурса работы полого катода путем устранения его перегрева.

Это достигается тем, что в корпусе предлагаемой горелки для сварки неплавящимся электродом в вакууме укреплен цилиндри- з ческий стакан, охватывающий полый катод, размещенный внутри накального элемента и образующий е наружной стенкой полого катода полость, в которой размещено вещество с потенциалом ионизации менее 7 эВ, сообщающуюся с полостью полого катода через пористый фильтр, а накальный элемент выполнен с фланцем, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана со стороны рабочего торца полого катода. 15

На чертеже изображена конструкция предлагаемой горелки с полым катодом, разрез.

В корпусе 1 горелки, изготовленном из тугоплавкого металла, размещен полый катод 2. В корпусе 1 установлен цилиндри- 29 ческий стакан 3, выполненный из тугоплавкого металла, охватывающий полый катод 2 и размещеээный внутри накального элемента 4. Стакан 3 образует с наружной стенкой полого катода 2 полость 5, в которой размещено вещество с потенциалом иониэации Менее 7 эВ, например литий. Полость

5 сообщается с полостью полого катода 2 через пористый фильтр 6, изготовленный из ниобия. Накальный элемент 4 выполнен с фланцем 7, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана 3 со стороны 1эабочего торца полого катода 2.

Накальный элемент 4 изолирован от корпуса горелки 1 изолятором 8. Позицией 9 обозначено обрабатываемое изделие.

Горелка работает следующим образом. 35

После включения источника питания между полым катодом 2 и изделием 3 устанавливается разность потенциалов 40 — 60 Б.

Затем происходит разогрев полого катода 2 за счет пропускания газа через накальный элемент 4. При нагреве катода выше 200 C 4в начинается - плавление лития в полости 3.

Образу эщиеся при этом пары лития через пористый фильтр G попадают в рабочую полость катода 2, что приводит к возбуждению разряда между полым катодом 2 и изделием 3. После возбуждения разряда принудительный разогрев катода 2 прекраща3

4 ется. При сварке плавление лития осуществляется за счет тепла, поступающего от разогретой рабочей части полого катода.

Конструкция горелки с полым катодом обеспечивает устойчивое возбуждение дугового разряда, стабильную и надежную работу горелки в.вакууме. Отпадает необходи. масть в системе газоснабжейия. Излишек тепла, образующийся при работе полого натода; поглощается литием, что исключает перегрев и расплавление боковой поверхности катода, Формула изобретения

Горелка для сварки неплавящимся электродом в вакууме, содержащая корпус с установленным в нем полым катодом, а также накальный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности возбуждения разряда в вакууме и увеличения ресурса работы полого катода путем устранения его перегрева, в корпусе горелки укреплен цилиндрический стакан, охватывающий полый катод, размещенный внутри накального элемента и образующий с наружной стенкой полого катода полость, в которой размещено вещество с потенциалом иониэации менее 7 эВ, сообщающуюся с полостью полого катода через пористый фильтр, а накальный элемент выполнен с фланцем, контактирующим с концевой частью наружной поверхности стакана со стороны рабочего торца полого катода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Болотин В. С. и др. Исследование некоторых технологических свойств вакуумной дуги с полым неплавящимся электродом,—

«Сварочное гроиэводство», 1974, № 10, с. 2-3.

2. Иванов В. В. и Ямпольский В. М.

Пути снижения напряжения холостого хода источника питания при возбуждении разряда с полым катодом. «Известия вузов». М., «Машиностроение», 1976, № 6, с. 130 — 133, 3, Попов Ю. В. и др. Возбуждение дугового разряда с полым катодом и способы управления разрядом. «Известия вузов», М,, «Машиностроение», 1972, М 10, с, 188 — 190.

4. Авторское свидетельство СССР

М 335054, кл. Б 23 К 9/16, 1970. б37213

Составитель Г. Квартальнова

Редактор И. Марголис Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 7009/б Тираж 1221 Подписное

1ШИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытиИ

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4