ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК B23K10/00 

Изобретение относится к плазменной обработке и может быть использовано для ручной и механизированной сварки, резки, наплавки и других технологических процессов в различных отраслях машиностроительного комплекса.

Известна схема плазматрона для плазменной резки с дополнительной подачей газа в канал сопла (И.Г. Ширшов и др. "Плазменная резка", -М.: Машиностроение, 1987, рис. 2.14).

По известной схеме плазмообразующий газ через газовую линзу совместно с дополнительным газом через сопло подается в зону обработки. Электрод размещен в корпусе плазматрона эксцентрично. Сопло охлаждается водой.

Известна горелка для плазменной обработки материалов, содержащая корпус с электродержателем, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки для закручивания потока плазмообразующего газа, на внутренней поверхности корпуса также выполнены винтовые канавки, входящие своими выступами во впадины винтовых канавок электродержателя, электродержатель установлен с возможностью поворота относительно корпуса (А.с. 872104, SU, кл. В 23 К 9/16, 1980 - прототип).

Выполнение внутренней части горелки для плазменной обработки материалов с внутренними выступами, входящими друг в друга, позволяет улучшить стабилизацию горения дуги, а также за счет поворота электродержателя изменять площадь поперечного сечения канала завихрения плазмообразующего газа и тем самым регулировать его расход.

Цель изобретения - улучшение стабилизации горения дуги, обеспечение надежности работы, пространственная устойчивость факела.

Достигается это тем, что в горелке для стабилизации горения и пространственной устойчивости факела основное сопло имеет дополнительное сопло с каналами для выхода газа, расположенными концентрично вокруг выходного канала в кольцевую проточку со стороны рабочей зоны, сжимающую плазменный факел.

Таким образом, известное решение усовершенствовано путем установки в горелке дополнительного сменного сопла в основном сопле.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом имеется следующая связь: особенностью предложения является то, что стабилизация газового потока происходит за счет дополнительного сопла с каналами в нем, выходящими в кольцевую проточку. Для проявления этого нового качества необходима следующая совокупность отличительных признаков:
наличие дополнительного сменного сопла, сжимающего плазменный факел;
наличие в дополнительном сменном сопле каналов для выхода газа, расположенными концентрично вокруг выходного канала.

Наличие этих совокупностей обеспечивает достижение поставленной цели.

Описанное новое качество проявляется в техническом эффекте: улучшается стабилизация плазменного факела, качественное формирование шва, увеличение срока работы горелки, надежность.

Заявляемое техническое решение не известно из уровня техники и является новым.

Заявляемое техническое решение промышленно применимо, так как предназначено для использования в промышленности и экономически легко изготовимо. Таким образом, заявляемое техническое решение ново, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо, т.е. соответствует критериям изобретения и на этом основании ему может быть представлена правовая защита.

На фиг.1 изображен общий вид горелки; на фиг.2, 3, 4 - варианты дополнительного сменного сопла.

Горелка для плазменной обработки материалов содержит корпус 1, в котором закреплено основное сопло 2 и электрододержатель 3, на наружной поверхности которого выполнены канавки 4 для закручивания потока плазмообразующего газа, катодный узел 5 с электродом 6. Основное сопло 2 содержит дополнительное сменное сопло 7 с центральным выходным каналом 8 и концентрично расположенными вокруг центрального выходного канала 8 каналов 9 для выхода газа в кольцевую проточку 10 (фиг.2), или конусно-кольцевую проточку 15 (фиг.3), или сферическую проточку 16 (фиг.4). Внутри электрододержателя 3 выполнен канал 11 для охладителя, а также ввернут наконечник 12 для подвода плазмообразующего газа, композиционный электрод 6, штуцера для подвода и отвода охладителя 13, резьба 14 для навертывания насадки для защитного газа (на фиг.1 не показана).

Горелка для плазменной обработки материалов работает следующим образом.

Первоначально в кольцевой зазор между электрододержателем 3 и корпусом I подается плазмообразующий газ, после чего возбуждается вспомогательная электрическая дуга, которая горит между электродом 6 и основным соплом 2. Как только поток ионизирующих частиц касается поверхности свариваемого металла, вспомогательная электрическая дуга автоматически переходит в сильноточную (сжатую) дугу (факел), горящую между электродом 6 и изделием. Через концентрично расположенные каналы 9 в дополнительном сменном сопле 7 поступает газ, а кольцевая проточка 10 позволяет сформировать поток плазмообразующего газа, ограждающий плазменный факел и стабилизирующий направленный поток плазмы между дополнительным сменным соплом 7 и поверхностью свариваемого металла, обеспечивая большую пространственную устойчивость. Именно этот эффект обеспечивает качество сварного шва.

Изобретение относится к плазменной обработке: ручной и механизированной сварке, резке и наплавке материалов в машиностроении. Горелка для плазменной обработки состоит из корпуса (1), в котором закреплено основное сопло (2) с дополнительным сменным соплом (7) и электрододержателем (3) с электродом (6). Дополнительное сменное сопло имеет с наружной стороны кольцевую проточку (10), в которую выходят концентрично расположенные вокруг центрального отверстия каналы (9), позволяющие в процессе работы посредством кольцевой проточки (10) сформировать поток защитного газа, ограждающий плазменный факел и стабилизирующий направленный поток плазмы в промежутке между сопловым узлом и поверхностью свариваемого материала, обеспечивая большую пространственную устойчивость. Горелка имеет дополнительные сменные сопла различного конструктивного исполнения для получения необходимого потока защитного газа для формирования плазменного факела. В результате улучшается стабилизация плазменного факела, качественное формирование шва, увеличивается срок службы работы горелки, ее надежность. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Горелка для плазменной обработки материалов, содержащая корпус и закрепленное в нем основное сопло и электрододержатель, на наружной поверхности которого выполнены канавки для закручивания потока плазмообразующего газа, отличающаяся тем, что основное сопло имеет дополнительное сменное сопло, имеющее центральный выходной канал, кольцевую проточку на наружной стороне со стороны рабочей зоны, служащую для образования потока газа, сжимающего плазменный факел, и каналы для выхода газа, расположенные концентрично вокруг центрального выходного канала и выходящие в кольцевую проточку.2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевая проточка дополнительного сменного сопла выполнена с конусом под углом 120°.3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевая проточка дополнительного сменного сопла выполнена сферической.