Электрод для плазменной обработки Советский патент 1990 года по МПК B23K35/02 

Изобретение относится к технике сварки, в частности к плазменной обработке материалов, и может Быть применено при плазменной сварке, резке, наплавке, напылении.

Цель изобретения - повышение надежности работы электрода, расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 представлен неплавящийся электрод с торцовой рабочей частью; на фиг. 2 - электрод с внутренним каналом.

Неплавящийся электрод с торцовой рабочей частью предназначен для плазменных сварки, резки, наплавки и напыления с подачей присадочного материала под углом к оси дуги, а также для плазменного нагрева; неплавящийся электрод с внутренним каналом - для плазменной сварки и наплавки комбинированным способом плавящимся и неплавящимся электродами, а также для плазменной сварки, наплавки и напыления с подачей присадочного материала вдоль оси дуги.

Неплавящийся электрод состоит из медного держателя 1, слоя ниобия 2, диффузионно соединенного с медным держателем 1, и рабочей части из слоя сплава 3, содержащего 19-21% гафния и 79-81% тантала, диффузионно соединенного со слоем ниобия. Поверхность 4 слоя сплава 3 диффузионно насыщена углеродом.

После диффузионного насыщения поверхности 4 слоя сплава 3 в ней образуются карбиды гафния и тантала, причем содержание карбидов гафния и тантала составляет 19-21 и 79-81 % соответственно, что обеспечивает высокую температуру плавления поверхностного слоя. Так как при диффузионном насыщении углеродом его содержание максимально на поверхности слоя сплава и убывает по толщине этого слоя, то на поверхности слоя образуется тонкий

ел VJ

J

4

слой свободного углерода, затем следует слой карбидов, содержание которых постепенно в глубине слоя сплава снижается, и чистый без карбидов сплав 19-21% гафния и 79-81 % тантала, При зажигании дуги с такого неплавящегося электрода в атмосфере, содержащей углеводороды, не происходит первоначального броска теплового потока в электрод, так как имеющиеся на поверхности электрода углерод и карбиды служат теп- лоизолятором, углеродный слой постоянно возобновляется из атмосферы дуги, слой карбидов, обладая высокой температурой плавления, предохраняет электрод от эрозии. Кроме того, осаждение углерода на рабочей поверхности предлагемого неплавящегося электрода идет в начальный период времени включения дуги интенсивнее, чем у известного электрода.

Слой сплава 3 гафния и тантала диффу- зионно соединен со слоем ниобия 2, который играет роль прослойки между слоем сплава 3, гафния и тантала и медным держателем 1. Ниобий при длительном нагреве и периодических циклах нагрев - охлаждение не образует с медью интерметаллидов, создающих хрупкие прослойки и поэтому сохраняет пластичность соединения. Это обеспечивает хорошее соединение слоя сплава 3 гафния и тантала с основанием 1 и при длительной эксплуатации электрода препятствует растрескиванию и отслаиванию сплава 3 гафния и тантала, повышает надежность работы электрода.

В электродах, имеющих внутренний канал (фиг. 2) эти преимущества проявляются

наиболее ярко, так как слой ниобия 2 и слой сплава 3 гафния и тантала могут быть небольшой толщины, что вызывает при термоциклах нагрев - охлаждение небольшие объемные деформации и из-за пластичности диффузионных соединений ниобия с медью и ниобия со сплавом тантала и гафния не вызывает отслаивания рабочего слоя.

В таблице приведены различные примеры выполнения неплавящегося электрода и его служебные характеристики.

Таким образом, предложенный электрод обеспечивает более высокую надежность работы и допускает работу на более высоких токах.

Формула изобретения Электрод для плазменной обработки, содержащий медный держатель и рабочую часть, между которыми помещен слой ниобия, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости, рабочая часть электрода выполнена из сплава гафния с танталом, содержащего 19-21% мае.гафния, остальное тантал, при этом рабочая поверхность сплава диффузионно насыщена углеродом,

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при плазменной сварке, резке, наплавке и напылении для работы в углеродсодержащих плазмообразующих средах. Цель изобретения - повышение стойкости неплавящихся электродов плазмотронов. Электрод состоит из медного держателя, на рабочую поверхность которого нанесен слой ниобия, поверх последнего - слой сплава, содержащего 19-21% гафния и 79-81% тантала. Рабочая поверхность сплава гафния с танталом диффузионно насыщена углеродом. За счет образования в поверхностном слое карбидов гафния и тантала, имеющих температуру плавления 4215°С, достигается повышенная стойкость электрода, ликвидируется первоначальный бросок теплового потока в электрод в момент пуска плазмотрона. 2 ил., 1 табл.

фиг. 1

фиг. 2