Способ поверхностной обработки токопроводящих материалов Советский патент 1985 года по МПК C21D1/04 

со со

00 Изобретение относится к технологии термической обработки и предназ чено для закалки, отжига или отпуск 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 - повьшение 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 каждьй полупериод питающего напряжения меняют свое положение относительно электро да-инструмента и нагреваемого изделия и 1сая;дый полупериод меняют свое положение относительно областе нагреваемой поверхности па изделии т.е. значительно быстрее, чем это происходит только при воздействии на капал разряда перемещающего его (дугу) магнитного поля, вызывающего нерегулярные, скачкообразные перемещения активных пятен (как анодного, так и катодного) по поверхности нагреваемого изделия 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 подвод1гму10 к изделию тепловую мощность без оплавле ния каких-либо участков его поверхности, так как известно, что время формирования квазистационарных пяте на :)лектродах, вызывающих оплавление на эт1гх участках поверхности .в/зависимости от параметров разряда зависимости от параметров составляет 2 . Следовател но, 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 на греваемому изделию без оплавления его поверхности, что обеспечивает двух- и трехкратное повышение производительности процесса обработки Способ осуществляется следующим образом; I Между охлаждаемым электродом-инструментом и деталью, либо между 72 двумя обрабатываемыми деталями, возбуждают электрическую-дугу, питаемую от сильноточного источника переменного тока с падающей характеристикой, частотой не менее 500 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 необходимьй 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 П1Ч-4 от модернизированного для этой цели преобразователя БПЧ-100-8000УЧ, т.е. при питании дуги током с частотой 600-8000 Гц. Для сравнительных эксаериментов, т.е. для питания дуги постоянным током, используют два сварочных вьшрямителя ВД-ЗОбУЗ, которые для повьшения напряжения холостого хода по силовой цепи соединяются последовательно. Также используют и установки типа AIIP-403. Дуга возбуждается как в воздухе, иак и в среде аргона. Магнитное поле, перемещающе дугу при питании ее постоянным токо возбуждается с помощью электромагнита, питаемого от сети переменного тока через автотрансформатор типа РНО-250-3, а при питании дуги переменным током в эту цепь включается двухполупериодньш вьшрямитель из четырех диодов типа Д-247. Для цервичного возбуждения дуги используют осциллятор типа ОСП-2М-1. Величина тока дуги, при длине светящейся области (плазменного шнура) 60-300 мм варьируется от 50 до 250 А, а величина напряженности магнитного поля развертки от 5.-10 до . Нагреву подвергают образцы из стали 10 и меди Ml с размерами А0050 и толпщной 2-10 мм. Ось зоны нагрева (плазменного шнура) совпада ет с длинной осью наибольшей плоскости образцов Температуру на обратной стороне у длинной оси образц и на расстояшш от нее до 10-15 мм доводят до 1000 С, т.е. практически -г пример, весь образец из меди толщиной 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 1,8-2j4 раза вьппе, 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 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 КЦЦ начинает падать, ориентировочно, прямо пропорционально квадрату увеличения частоты, вследствие чего питание дуги током с частотой более 7000 Гц экономически нецелесообразно.

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.