ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ Советский патент 1994 года по МПК B23K10/00 

Изобретение относится к оборудованию для плазменной резки, в частности к горелкам, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, связанной с обработкой тонколистового металла.

Известна плазменная горелка, содержащая корпус, изолированный от расположенного в нем электрододержателя с электродом, плазмоформирующее сопло с каналом для прохода плазмообразующего газа и внешнее сопло, электрически изолированное от плазмоформирующего сопла (1).

Эта горелка довольно сложна, т.к. требуется изоляция внешнего сопла и подвод тока к плазмоформирующему соплу, что необходимо для возбуждения дежурной дуги, при касании которой с изделием возбуждается режущая дуга.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является горелка для плазменно-дуговой резки, содержащая корпус, изолированный от электрододержателя с электродом, плазмоформирующее сопло с каналом для прохода плазмообразующего газа и наружную защитную втулку, жестко соединенную с плазмоформирующим соплом (2).

Недостатком этой горелки является то, что зажигание режущей дуги осуществляют путем перемещения электрода сквозь сопло до контакта с изделием. Качество реза, выполненного этой горелкой, весьма низкое, т.к. диаметр канала сопла должен быть достаточно большим для прохода электрода.

Цель изобретения - повышение качества реза при резке опиранием.

Для этого в горелке для плазменной резки, содержащей корпус, изолированный от электрододержателя с электродом, плазмоформирующее сопло с каналом для прохода плазмообразующего газа и наружную защитную втулку, жестко соединенную с плазмоформирующим соплом, защитная втулка выполнена из электропроводного материала и электрически соединена с плазмоформирующим соплом, а срез сопла расположен в полости втулки на расстоянии от торца втулки, равном (0,4-0,6) диаметра выходного канала сопла.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид горелки в разрезе.

Горелка для плазменной резки содержит корпус 1, в котором через изолятор 2 установлен электрододержатель 3, несущий электрод 4. Выполненное из токопроводного материала плазмоформирующее сопло 5 с помощью мундштука 6, ввинченного в корпус 1, прижато к изоляционной втулке 7, опирающейся на изолятор 2. Внутри электрододержателя 3 соосно установлена трубка 8 для подачи сжатого воздуха. Между корпусом 1, изолятором 2, электрододержателем 3, мундштуком 6 и втулкой 7 образована полость 9 для прохода охлаждающего сжатого воздуха, а между электродом 4, соплом 5 и втулкой 7 образована полость 10 для прохода плазмообразующего сжатого воздуха. Полость 9 соединена с полостью трубки 8 через перепускные отверстия 11, а полость 10 связана с полостью 9 через каналы завихрителя 12, выполненные на электрододержателе 3. Полость 9 соединена с окружающей атмосферой через длинные пазы 13 и короткие пазы 14. На корпус 1 снаружи навинчена защитная втулка 15, выполненная из электропроводного материала и электрически связанная с соплом 5. Втулка 15 зафиксирована от перемещений на корпусе 1 с помощью контргайки 16. Во втулке 15 предусмотрены отверстия 17 для выхода сжатого воздуха из внутренней полости втулки 15. Срез сопла 5 расположен в полости втулки 15 на расстоянии h от торца втулки, равном (0,4-0,6) диаметра d канала сопла 5.

Горелка для плазменной резки работает следующим образом. В электрододержатель 3 подают сжатый воздух, который выходит из трубки 8, обдувая изнутри электрод 4. Из внутренней полости электрода 4 сжатый воздух через перепускные отверстия 11 попадает в полость 9, из которой часть воздуха, обеспечивающая плазмообразование, по каналам завихрителя 12, нарезанным в электрододержателе 3, поступает в полость 10, из которой эта часть воздуха выходит наружу через канал сопла 5, обеспечивая формирование плазменной дуги. Вторая часть воздуха, обеспечивающая охлаждение сопла 5, из полости 9 проходит по длинным 13 и коротким 14 пазам мундштука 6, входя во внутреннюю полость втулки 15, из которой этот воздух выходит наружу через отверстия 17. Горелку устанавливают так, что втулка 15 опирается на изделие. Благодаря тому, что сопло 5 заглублено относительно среза втулки 15 на расстояние h сопло 5 не соприкасается с изделием. Величина расстояния h может быть установлена путем поворота втулки 15 относительно корпуса 1. Фиксация втулки 15 в избранном положении достигается с помощью контргайки 16. Благодаря тому, что сопло 5 не соприкасается в процессе резки с изделием, практически отсутствует передача тепла от изделия к соплу за счет теплопроводности. Наличие промежутка также препятствует забрызгиванию сопла 5 расплавленным металлом, удаляемым из полости реза. Наличие втулки 15 обеспечивает поддержание постоянства расстояния между соплом и изделием во время резки за счет прижима к изделию горелки, опирающейся на втулку 15. Благодаря электрической связи втулки 15 и сопла 5, осуществляемой через корпус 1 и мундштук 6, сопло 5 находится под потенциалом изделия, в результате чего облегчается зажигание режущей дуги и предотвращается выход из строя сопла, что приводит к повышению качества реза.

Величина зазора h составляет (0,4-0,6) от диаметра d канала сопла 5. Уменьшение зазора h нижеуказанного значения повышает вероятность выхода из строя сопла 5 в результате его забрызгивания частицами расплавленного металла, удаленными из реза, особенно при возбуждении режущей дуги. Увеличение зазора h выше указанного значения приводит к увеличению ширины реза, снижению скорости резки и ухудшению качества реза.

Таким образом благодаря наличию указанного минимального зазора между электродом и соплом предотвращается забивание канала сопла частицами металла из полости среза, значительно снижается теплопередача от изделия к соплу, а также предотвращается возможность перекрытия сопла за счет его прижима к изделию при автоматической резке. В результате этого предотвращается разрушение канала сопла при резке и, особенно, при возбуждении режущей дуги.

Электрическое соединение сопла с изделием при наличии зазора между ними облегчает зажигание дуги и предотвращает разрушение сопла при этом по сравнению с вариантом зажигания дуги без электрического соединения сопла с изделием. (56) Быховский Д.Г. Газоэлектрическая резка металлов в судостроении, Л.: Судостроение, 1964, с.41, рис.25.

Авторское свидетельство СССР N 305032, кл. В 23 К 31/10, 1969.

Применение: обработка тонколистового металла. Сущность изобретения: в горелке для плазменной резки втулка 15 через корпус 1 и мундштук 6 электрически связана с плазмоформирующим соплом 5. Срез сопла 5 расположен в полости втулки 15 на расстоянии от ее торца, равном (0,4 - 0,6)d, где d - диаметр выходного канала сопла 5. 1 ил.

ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ, содержащая корпус, изолированный от электрододержателя с электродом, плазмоформирующее сопло с каналом для прохода плазмообразующего газа и наружную защитную втулку, жестко соединенную с плазмоформирующим соплом, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества реза при резке опиранием, защитная втулка выполнена из электропроводного материала и электрически соединена с плазмоформирующим соплом, а срез сопла расположен в полости втулки на расстоянии от торца втулки, равном 0,4 - 0,6 диаметра выходного канала сопла.