Способ возбуждения электрической дуги двуструйного плазмотрона Советский патент 1992 года по МПК B23K9/67 B23K9/167 

ОО

42

сл

00

Изобретение относится к сварке, в частности к способам возбуждения электрических дуг в плазменной технологии, и может быть использовано в различных областях промышленности.

Целью изобретения является повышение стабильности возбуждения электрической дуги.

На. чертеже показана схема возбуждения электрической дуги двуструйного плазмотрона во внешнем постоянном магнитном поле.

К электродам электродных узлов 2, расположенных под углом друг к другу, прикладывают напряжение от исто ника постоянного тока 3. В каждый электродный узел 2 подают плззмообразующнй газ 4, который выходит через сопло 5. Между электродными-узлами 2 создают-постоянное магнитное поле В, например, с помощью разомкнутого магнитопровода с соленоидом или любым другим известным способом. Вектор индукции В перпендикулярен плоскости расположения осей электродных узлов 2, а направление пектора 9 выбирают обеспечивающим направлние сил Кл, действующих на электрическую дугу между электродными узлами 2, к оси симметрии ОО электрод- Hbfx узлов 2.

Между электродными . узлами 2 воз- баждают электрическую дугу 6, например, с пои О1цью сходящихся вспомогательных плазменных струй 7, создаваемых электродными узлами 2 при продуве плазмообразующе- го газа 4.

При возникновении электрического тока в дуге б основные токоведущие плазменные струи 7 начинают взанмоотталкиваться с силами К,, так как в них протекают электрические токи противополох ных н аправле- ний. Силы взаимоотталкивания FT увеличиваются по мере возрастания электрического тока дуги 6.

Одновременно магнитное поле Б действует на каждую плазменную струю 7 с силой Fft. противоположной по направлению силе Fr и возрастающей с увеличением тока электрической дуги 6. Величину индукции В выбирают, обеспечивающей условие F. Fr.

Под действием сил F/, токоведупхие плазменные струи 7 отклоняются одна к другой и сходятся под углом,,больишм угла а. По мере увеличения тока электрической дуги 6 угол между плазменными струями 7 увеличивается и сокращается длина токоведущих участ-- ков плазменных струй 7 и падение напряжения на электрической дуге 6. Так«м образом, электрическая дуга 6 при возрастании тока имеет падающую польт-амперную характеристику и стабильно зажигается.

Значение индукции виешнег О магнитного поля, при котором обеспечивается стабильное возбуждение электрической дугг, зависит от параметров плазмотрона; расстояния .между

электродными узлами, угла а, величины тока возбуждаемой электрической дуги, скорости плазмообразующего газа, и определяется в каждом конкретном случае следующим образом. Зажигают электрическую дугу любым известным способом и устанавливают требуемые параметры плазмотрона; затем при визуальном наблюдении увеличивают индукцию магнитного поля до значения, при котором плазменные струи сходятся под углом боьщим или равным 120°. Последующие запуски плазмотрона проводят при требуемых параметрах плазмотрона и определенном ранее значении индукции внешнего магнитного поля.

В результате проведенных экспериментов установлено, что при напряжении источника тока 100...1200 В, токе возбуждае- мой электрической дуги 50...600 А, скорости плазмообразующего газа 30...500 м/с, угле 100° и расстоянии между

электродными узлами 10...120 мм величина индукции внешнего постоянного магнит-, ного поля, при которой обеспечивается стабильное возбуждение электрической дуги, составляет 5-10... 1-Ю Тл.

Для уменьшения Еигияния переходных процессов на стабильность возбуждения электрической дуги снятие внешнего магнитного поля необходимо 11рО;Водить не .раньше чем через 0,1 с после начала протекания тока электрической дуги.

После снятия внешнего магнитного поля плазменные струи 7 переходят в положение, задаваемое параметрами плазмотрона.

Пример 1. Производился запуск двуструйного плазмотрона с электродными узлами, установленными на расстоянии 30 мм друг

от друга и под углом а 60°. Напряжение холостого хода источника постоянного тока 350 В, ток дуги 150 А. Плазмообразующий газ - аргон, расход 0,45 г/с .через каждый электродный узел. Скорость плазменных струй 80 м/с. Величина индукции внешнего

постоянного магнитного поля 2 10 Тл. Магнитное поле отключалось через 0,2 с после возбуждения электрической дуги. Возбуждение электрической дуги протекало стабильно. Пример 2. Производился запуск двуструйного плазмотрона с параметрами: расстояние между электродными узлами 100 мм, а 40° напряжение холостого хода источника токг 1000 В, ток возбуждаемой электрической дуги 400А, Плазмообразующий газ - воздух, скорость плазменных струй

400 м/с. Величина индукции внещнего постоянного магнитного поля 9-10 Тл. Магнитное поле отключалось через 0,5 с после возбуждения электрической дуги. Возбуждение электрической дуги протекало стабильно.

Предложенный способ возбуждения электрической дуги двуструйного плазмотрона по сравнению с известным способом позволяет производить стабильный запуск двуструйнего Ьлазмотрона при углах 90° между осями электродных узлов, а отсутствие механических перемещений электродных узлов при запуске позволяет упростить конструкцию плазмотрсжа и повысить его надежность.

Формула изобретения

Способ возбуждения электрической дуги двуструйного плазмотрона, при котором к электродным узлам прикладывают напряжение от источника постоянного электрического тока, подают плазмообразующий газ через каждый электродный узел и зажигают электрическую дугу между ними, отличи

ющийся тем, что, с целью повышения стабильности возбуждения электрической дуги, перед зажиганием дуги на промежуток между электродными узлами накладывают внешнее постоянное магнитное поле с величиной индукции S lO V.. Тл, вектор которой перпендикулярен плоскости, в которой расположены оси электродов, величину промежутка времени действия магнитного поля выбирают равной 0,1 с после нач ала протекания тока, напряженность источника тока - 100...1200 В, ток электрической дуги - 50...600 А, скорость плазменной струи -. 30..,500 м/с, угол между осями электродных узлов - 40...100° и расстояние между элект- тродными узлами - 10...120 мм.

Изобретение относится к сварке, в частности с способам возбуждения электрических дуг в плазменной технологии, и может быть использовано в различных областях промышленности. Целью изобретения является повышение стабильности возбуждения электрической дуги двустру14ного плазмотрона. К электродам 1 электродных узлов 2, расположенных под углом друг к другу, прикладывают напряжение от источника постоянного тока 3. В каждый электродный узел 2 подают плазмообразуюший газ 4, Который выходит через сопло 5. Между электродными узлами 2 создают постоянное магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля перпендикулярен плоскости расположения осей электродных узлов 2, а направление вектора индукции выбирают таким, чтобы обеспечить направление сил РЛ, действующих на электрическую дугу между элек- гродными узлами 2, к оси симметрии ОО электродных узлов. Под действием сил F;, токоведущие плазменные струи 7 отклоняются одна от другой и сходятся под углом, большим угла а. Таким образом, электрическая дуга 6 при возрастании тока имеет падающую вольт-амперную характеристику и стабильно зажигается. 1 ил. to сл