Устройство для плазменно-дуговой резки

ОПИ -А НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

1 ц 716747

Союз Соаетскик

Соцналнстнческнк

Ресау6лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20.03.78 (2) ) 2592367/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень ¹7 (51)M. Кл.

В 23 К 31/10 теаудерстееиинб комитет

ССОР йе лелем нзебретеиий н етирытнй (53) УДК 621..791.947 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.80

И. С. Шапиро, 3. М. Баркан и А. П. Королев (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙ

РЕЗКИ

Изобретение относитмя к устройствам, используемым в сварочной технике, в частности к устройствам для плазменно дуговой резки.

Известно устройство для плазменкодуговой резки, в котором внутри камеры

В дугового плазмотрона помещен завихритель, обеспечивающий тангенциальную по» дачу плазмообраэующего газа в канал . сопла, что обеспечивает повышение прб10 изводительности выполнения резательных работ Pll.

Однако известное устройство не обес печивает автоматической настройки режима работы по величине углубления элект

3$ рода в камере дугового плазмотрона, а выполнение этой операции вручную не обеспечивает правильного выбора соот ветствующего значения данного парамет ра, в связи с чем любое увеличение то ка или уменьшение расхода газа обуслов ливает вероятность возникновения двойного дугообразования, что в свою очередь приводит к выходу из строя сопла дугового плазмотрона и связано со снижением эксплуатационйой надежности дугового плазмотрона.

Известно устройство для плаэменно» дуговой резки, в котором в состав резательной установки введен специальный датчик двойной дуги, позволяющий устанавливать предельно допустимое значение тока, гарантирующее отсутствие двойного дугообразования по наличию импульса по вышения напряжения между электродом и соплом (:Д .

Однако использование известного устройства связано с усложнением резатель ного оборудования, вследствие необходимости. оснащения специальными датчиками двойной дуги, Кроме того, устройство позволяет фиксировать предельно допустимое значение тока при произвольно выбранной внутренней геометрии дугового плаэмотрона, определяемой глубиной утопления электрода.

Между тем для обеспечения оптимальных показателей процесса резки важно ус

ЯФ» Жжат».

4-: хоххн ="

6747 танавливать соответвствующее значеййе углубления электрода при заданных ренЖимных параметрах процесса"- релйчф е тока и расходе газа, что в свою очередь определяет величину напряжения на дуге, от которой весьма существенно зависят показатели процесса при обработке металла ограниченной толщины.

Известно устройство длял гГлаезме "енйнодуговой резки, содержащее горелку, в кор

1 пусе которой установлен электрододержа тель с вббможностью продольного переме

"щйнн огнаохйтельно выходногс-нанала, хс»ойле, образующего камеру формирования дуги, сильфон, фланер которого,,наиболее

"" ", дюейный от рабочего торца горелки, соединен с камерой формирования дуги, а другой наименее удаленный фланец

" СВяМй С еэлектроедодеержхатевлегм, и снстему подвода плаэмообраэующего газа, связанную с горелкой штуцером t3).

Однако йзвестное устройство п»ри данном сильфоне, устайовленном во вгйеу ренней полости горелки, обеспечивает выполнение процесса резки только при ка.ком- го одном расходе плазмообразующего газа. !

Увеличение расхода плазмообразующе-— го газа обуеМоЪНйвагет увоеллйчхеенйе давления .во внутренней полости сильфона, что в свою очередь вызьгвает уменьшение глубины утопления электрода. Такбе уменьшение глубины утопления электрода действительно необходимо при увеличеонйи тока режущей дуги, однако при данном токе увеличение расхода газа требует не уменьшения, а увеличения глубййй утопленйя электрода, так как . чем больше- расход плазмообразующего газа, тем "может быть обеспечено большее эначенхие глубины утопления"электрбда, гарантирующее отсутствие двой ного дугообразования.

Таким образом, увеличение давления в камере формихровайиях дуги требует, различного изменения. глубины утоппеййя электрода в эхавйсилмогсти от соответСтвующего йзменения режимных па раметров процесса: увеличение тока при данном расходе плазмообраэующего га. эа обусловливает необходимость уменьшения г»лунолины утопления жектрода, а увеличение расхода газа обусловливает целеСообраэность увхеличеййя глубины . утоыЖйя электрода. Ъ счет увжичеНйй "4анного расстояйия обесйечйвается повышение напряжения йа дуге, что в свао очередь способствует повышению производительности выполнения реэательных работ. Поэтому известное устройство не обеспечивает повышения напряжения на цуге при увеличении расхода плазмообразующего газа. Данное обстоятельство в свою очередь не обеспечивает повышения производительности и уменьшения ширины плазменно-дугового реза при увеличениеи- расхода плазмооб„,1О разующдго газа при использовании известного устройства, Цель изобретения — повышение производительности и исключения двойного ду гообразования путем регулировки глуби1 ны утопления электрода при изменении расхода газа и величины тока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным сильфоном, установленным на корпусе, и ро штоком с прорезью, один конец которого жестко закреплен на электрододержателе, а другой - на сильфоне, вход в который соединен со штуцером, а выход- с камерой формирования, дуги через дроссели25 рующее отверстие., выполненное в сопле, при этом наименее удаленный фланец основного сильфона закреплен в прорези штока.

На фиг. 1 показана общая схема предЗ0 лагаемого устройства; на фиг. 2- сечение штока, связанного с электрододержателем, в месте его крепления с нижним фланцем основного сильфона; на фиг. 3,вид по стрелке D на фиг. 4- влияЗ ние расхода плазмообразующего газа на изменение давления во внутренней полос ти дополнительного сильфона, а также изменение при этом глубины утопления электрода; на фиг. 5 - влияние тока на

40 изменение давлений во внутренней полости основного и дополнительного сильфонов, а также изменение прй этом глубины утопления электрода, Устройство содержит сопло 1 с внут

45 ренней полостью камеры 2, в которой установлен электрод 3, закрепленный в.. электрододержателе 4, Глубина утопления электрода обозначена как 1), . Электрододержатель 4 в свою очередь жестко

$0 связан со штоком 5, к боковой полке которого жестко закреплен верхний фланец 6 сильфона 7, давление во внутрен ней полости которого обоэчачено как Р .

: Нижний фпанец этого сильфона 8 жест55 ко закреплен к верхней части 9 корпуса горелки. е

Нижний фланец 10 сильфона ll, давление во внутренней полости которо го

5 - 7167 обозначено как Рг, установлен своздушным зазором по отношению к веркней части 9 корпуса горелки, Соответственно верхний фланец этого сильфона 12 жестко закреплен к полке

1 3, которая в свою очередь жестко закреплена на корпусе горелки, Штуцер 14, который расположен на верхнем фланце 6 сильфона 7 связан с системой газопитания. Соответственно штуцер 15 располо- 0 жен на нижнем фланце 8 сильфона 7 и посредством шланга 16 связан со шту цером 17, который расположен на нижней части корпуса горелки. . Диаметр отверстия 18 для подачи плазмообразующего газа в камеру выб ран в 4-5 раэ меньше диаметра выходно-. го отверстия сопла 1. Штуцер 19 посредством шланга 20 связан со штуцером

21, который расположен на верхнем флан-20 це 12 сильфона 11.

Эластичная;..уфта (прокладка) 22 использована для уплотнения штока 5 в отверстии расположенном в верхней час,ти 9 корпуса горелки. Изолятор, пока- 25 занный на чертеже, использован для изоляции верхней части 9 корпуса горелки от сопла 1 этой же горелки. Жесткая связь нижнего фланца 10со штоком 5 вы полнена посредством винта 23, который ЗО связан с резьбой во фланце 10. В месте прохода этого винта через шток в нем вы полнена прорезь 24 длиной Й и шириной меньшей чем диаметр головки винта 23.

Длина этой прорези 6 выбрана большей чем длина кода штока 5 при возмож ном изменении расхода плаэмообразующего газа, который обозначен как Я что обеспечено изменением длины силь. 40 фона 7 в направлении, показанном стрел кой А. Соответствующее изменение глу бины утопления электрода h при изменении тока режущей дуги 1 обеспечено с помощью сильфона 11 в направлении, показанном стрелкой В.

Устройство работает следующим обра зом, До начала резки, поворачивают винт

23 иэ резьбы в нижнем фланце 10 силь» фона 11 и через штуцер 14 подают во внутреннюю полость сильфона 7 плазмообразующий газ, расход которого уста« навливают равным Q . Этот гаэ через штуцер 15, шланг 16 и штуцер 17 по- 55 ступает в камеру формирования плазменной дуги 2. Наличие специального дросселирующего отверстия 18 обусловливает

ro, что давление во внутренней полости

47 сильфона 7 возрастает более резко, чем давление в камере 2 при увеличении расхода газа, и это давление имеет всегда более высокое значение по сравнению с давлением в камере 2 при данном расходе газа.

Так как нижний фланец 8 сильфона 7 занимает неподвижное положение, вследствие того, что его жестко связывают с верхней частью 9 кЬрпуса горелки, то уве- ° личение давления Р во внутренней полости сильфона 7 обусловливает вертикальное перемещение верхнего фланца сильфона 6 в направлении, показанном стрелкой

A. Данное обстоятельство в свою очередь обусловливает перемещение в этом нап« равлении штока 5 с электрододержателем

4 и электродом 3. Таким образом, чем больше расход плазмообразующего газа

Q, тем болЬшую величину имеет глуби на утопления электрода h . После установления требуемого расхо- да плазмообразующего газа Q > жестко соединяют фланец 10 сильфона 11 со штоком 5 с помощью винта 23, который проходит через прорезь 24 в штоке 5.

Длину этой прорези 0. приниь4ают всегда большей,- чем изменение длины хода штока

5, обусловленное изменением расхода цлазмообраэующего газа .Q< . Затем между электродом 3 и обрабатываемым иэделием возбуждают плазменную дугу с помощью так назьгваемой "дежурной " дуги.

При горении режущей дуги на токе 1 возрастает давление в камере ее формирования 2, что в свою очередь обусловливает возрастание давления, передаваемого через отверстИе штуцера 19, шланг 20 и штуцер 21 во внутреннюю полость сильфона 11. Так как верхний фланец этого сильфона 12 жестко соединяют с полкой

13, то он при горении дуги занимает неподвижное положение, в то время как увеличение давления во внутренней полости сильфона 11 Р обусловливает смещение нижнего фланца 10 этого сильфона в направлении В, показанном стрелкой.

Причем чем больше значение тока 1, тем соответственно большую величину имеет давление P и тем соответствен-, tf но меньшую величину имеет глубина утопления электрода fl э, Так как отверстие

18 выбирают существенно меньшим диаметра отверстия сопла плазмотрона, то изменение давления в камере формирования дуги, обусловленное иэмеце величины тока дуги, практически не оказывает влияния на изменение давления во, 7

47 8

Использование предлагаемого устройства обеспечило повышение производительности обработки на 30-40% при изменении расхода плазмообразующего газа в широких пределах, гарантируя при этом отсутствие двойного дугообраэования.

Формула изобретения !

7167 внутренней полости сильфона 7 Р, которое цри этом сохраняет свою величину постоянной.

Таким образом, оба сильфона 7 и 11, которые обеспечивают изменение глубины утопления электрода, по-разному влияют на направление перемещения штока 5, который перемещают в эластичной муфте 22. При этом, если увеличение давления во внутренйей полости сильфона

7 обусловливает увеличение глубины утопления электрода в сопле 1, то увеличение давления во внутренней полости сй»льфона 1 1 обусловливает уменьшение глубины утопления электрода, и при этом 1 практически не оказывает влияния на работу сильфона 7.

Таким образом, в предлагаемом устройстве один из сильфонов обеспечивает . регулировку глубины утоплейия электрода при измененйи расхода газа, в то вре— мя как другой обеспечивает"йзЯейение глубины утопления при изменении вели чины тока, Такое суммарное воздействие обоих сильфойов на изменение глубины утопления электрода гарантирует отсутствие двоййого дугообразования и обеспечивает йр»и данйо»м токе и расходе газа оптималь- ное значение глубины утопления электро»- ЗО да, что в свою очередь обеспечивает максимально допустимое значение напряжения на дуге, что способствует повышению

- производительностй выполнения резатель» ных работ.

Лведлагаемое устройство обеспечивает автсматическую настройку плаэмотрона на соответствующее значение глубины утоиления электрода в камере формирования плазменной дуги, что в свою очередь обьспечива»ет оптимальное значение произ водительности и ширины плазменно-дугового .реза при любом изменении таких режимных параметров, как расход плаз.мообразующего газа и величина тока режущей дуги. Оно при этом также гарантирует отсутствие двойного дугообразоt вания в канале сопла дугового плазмотрона, что в свою очередь обеспечивает повьпцение эксплуатационной надежности

50 плазмогенерируюших устройств для резки металла.

Устройство для плазменно-дуговой резки, содержащее горелку, в корпусе которой установлен электрододержатель с воэможностью продольного перемещения относительно выходного канала сопла, образующего камеру формирования дуги, сильфон, фланец которого, наиболее удаленный or рабочего торца горел» ки, соединен с камерой формирования дуги, а другой, наименее удаленный фланец, i связан с электрододержателем, и систему подвода плазмообразующего газа, связанную с горелкой штуцером, о т л и— чающее ся тем, что, сцельюповьтшения производительности и исключе ния двойного дугообразования путем регулировки глубины утопления электрода при изменении расхода газа и величины тока, устройство снабжено дополнитель ным сильфоном, установленным на корпу се, и штоком с прорезью, один конец ко- торого жестко закреплен на электрододержателе, а другой - на сильфоне, вход в который соединен со штуцером, à выход - с камерой формирования дуги через дросселирующее отверстие, выполненное в сопле, при этом наименее удаленный фланец основного сильфона закреплен в прорези штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 273030, кл, В 23 К 9/16, 1965, 2. Авторское свидетельство СССР

% 305732, кл. В 23 К 31/10, 1 966, 3. Заявка hh .2519223/25-27, кл. В 23 К 31/10, 1977, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.