Способ измерения радиального распределения динамического напора электрической дуги Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к измерению давления, в частности к измерению распределения динамического напора потока плазмы, содержащего частицы порошка.

Целью изобретения является повышение надежности измерения путем устранения попадания в стробирующее отверстие частиц порошка.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - радиальное распределение динамического .напора двухфазного потока плазмы, содержащего частицы порошка.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Плазмотрон 1 (фиг. 1), генерирующий струю 2, перемещают относительно выполненного в подложке 3 для напыления строби- рующего отверстия 4 возвратно-поступательно с подачей на один ход, равной 0,1-0,4 диаметра стробирующего отверстия. Проти- воточную струю 5 направляют из стробирующего отверстия с динамическим напором, при истечении равным 1,1 -1,5 максимального значения динамического напора потока плазмы. Газ из баллона 6 через кран 7 и ротаметр 8 поступает через пневматический канал 9 в стробирующее отверстие 4 навстречу потоку плазмы. Давление газа определяют с помощью манометра 10, а подачу порошка в дугу осуществляют с помощью трубки 11. Нижний предел динамического напора противоточной струи, истекающей из стробирующего отверстия 4, равный 1,1 максимального значения динамического напора двухфазного потока плазмы, определяется возможностью проникновения частиц порошка в стробирующее отверстие 4 и его закупориванием. При динамическом напоре противоточной струи, меньшем 1,1 максимального значения динамического напора двухфазного потока плазмы, начинается проникновение частиц порошка в стробирующее отверстие, что делает невозможным дальнейшее проведения замеров радиальных распределений динамического напора двухфазного потока плазмы. Верхний предел динамического напора противоточной струи, равный 1,5 максимального значения динамического напора двухфазного потока плазмы, определяется чувствительностью способа измерения, искажением структуры двухфазного потока плазмы, что проявляется возможным попаданием частиц порошка в сопло плазмотрона. Последнее может привести к неустойчивой его работе.

Пример. В качестве устройства, стабилизирующего дугу, применялся плазмотрон 1 с вынесенной дугой 2, в котором конец катода находился на срезе сопла плазмотрона. Диаметр сопла равнялся 10 мм, диаметр стробирующего отверстия 4-0,8 мм. Режи0

мы горения дуги следующие: электрический ток 150 А, падение напряжения 26 В, расход плазмообразующего газа 0,5 г/с, длина дуги 10 мм. Ввод порошка в дугу осущест- влялся с помощью трубки из стали Х18Н10Т с внутренним диаметром 1 мм. Расход порошка, представляющего собою частицы никелевого сплава диаметром 65-80 мкм, равнялся 2-10 кг/с, расход аргона, транспортирующего порошок, составлял 0,6 г/с.

При изменении радиального распределения динамического напора потока плазмы, содержащего частицы порошка, по предложенному способу дуга 2 вместе с плазмотроном 1 и трубкой 11 для подачи порош- ка перемещалась относительно стробирующего отверстия 4 с диаметром отверстия 0,8 мм, выполненного в электроде 3, представляющем собой диск диаметром 150 мм и толщиной 10 мм, возвратно-поступательно с подачей на один ход, равной 0,2 мм. В процессе измерения навстречу указанному потоку плазмы подавали с помощью крана 7 противоточную струю с динамическим напором, равным

1,ОРкакс 1,0-5 5 Тор; 51,1 Р,, 1,1-5 5,5 Тор;

1,3 Р«а 1,3-5 6,5 Тор;

1,5Р«дв: 1,5-5 7,5 Тор;

1,6Р«дкс 1,6-5 8,ОТор, где 5 Тор - максимальное значение динамического напора двухфазного газового потока. Динамический напор проти- . воточной струи определяется по формуле

Р..

где G - массовый расход газа через строби- 5рующее отверстие, измеряемый ротаметром 8;

плотность аргона, соответствующая температуре Т 293 К и статическому давлению, измеряемому образцовым манометром 10; 0 S- сечение стробирующего отверстия,

равное С,5 мм.

Распределения динамического напора двухфазного потока плазмы при сканировании каждой хорды находились по изменению 5 динамического напора противоточной струи по формуле

Р РЛН-РЛ,,(2)

гдеРд., -соответствует динамическому напору противоточной струи в отсутствие потока плазмы;

0 РЛВЬ-соответствует динамическому напору противоточной струи во время сканирования стробирующего отверстия.

Результаты измерений показывают, что 5 процесс измерений является устойчивым при выборе динамического напора противоточной струи равным 1,1-1,5 динамического напора двухфазного потока плазмы.

f

При динамическом напоре противоточной струи, меньшем 1,1 максимального значения динамического напора потока плазмы с введенным в него порошком и большем 1,5 максимального значения динамического напора указанного потока плазмы, процесс измерений неустойчивый.

Использование предлагаемого способа важно для расчета и оптимизации режимов напыления.

Формула изобретения Способ измерения радиальных распреде10

тельно перемещают относительно стробирую- щего отверстия с подачей на один ход, равный 0,1-0,4 диаметра стробирующего отверстия, и преобразуют изменение динамического напора в электрический или другого вида сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерения при введении в дугу порошкового материала путем устранения попадания в стробирующее отверстие частиц порошка, навстречу дуге подают противоточную струю газа, динамический напор которой при истечении составляет 1,1 -1,5 максимального значения динамического напора дуги, а радиальное распределение динамического напора дулений динамического напора электрической ги определяют по изменению динамического дуги, при котором дугу возвратно-поступа- напора противоточной струи газа.

0

тельно перемещают относительно стробирую- щего отверстия с подачей на один ход, равный 0,1-0,4 диаметра стробирующего отверстия, и преобразуют изменение динамического напора в электрический или другого вида сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерения при введении в дугу порошкового материала путем устранения попадания в стробирующее отверстие частиц порошка, навстречу дуге подают противоточную струю газа, динамический напор которой при истечении составляет 1,1 -1,5 максимального значения динамического напора дуги, а радиальное распределение динамического напора ду ги определяют по изменению динамического напора противоточной струи газа.

Изобретение относится к сварке, в частности к способам измерения радиальных распределений динамического напора электрической дуги. Изобретение позволяет исключить закупоривание стробирующего отверстия при измерении радиального распределения динамического напора электрической дуги, в которую вводят порошковый материал. С целью повышения надежности измерения навстречу электрической дуге подают противоточную струю газа, динамический напор которой составляет 1,1 -1,5 максимального значения электрической дуги. Радиальное распределение динамического напора дуги определяют по изменению напора противоточной струи газа. Способ может быть использован для расчетов и оптимизации режимов напыления. 2 ил. W С 1C 00 со О)

фи.Г

P. Top

2 ff 8 Ю 12 Я,А7А7

Фиг-Z