Многоканальный полый катод к горелкам для дуговой сварки в вакууме Советский патент 1978 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для дуговой сварки в вакууме,

Известна горелка для сварки в вакууме с использованием испаряющегося катода, содержащая охлаждаемый корпус, катодный конус, изготовленный из тугоплавкого металла, и магнитную систему стабилизации . дуги. В корпусе горелки смонтирован цилинд из легкодеформируемого металла, контактирующий с охлаждающей жидкостью, в котором с возможностью перемещения установлен испаряющийся электрод, пррпущенньй через цилиндрическое отверстие, вьтолненное в катодном конусе l ,

Однако в процессе работы такие горелки теряют первоначальную форму катодов, что приводит к изменению параметров процесса и ухудшению стабильности горения -дуги.

Кроме того, непроизвольно расходуется дорогостоящий материал катода, что приводит к снижению экономических показателей процесса и в некоторых случаях - к нежелательному засорению сварочной ва1П)ы материалом катода,

Известны горелки с польтм катодом, преназначенные для сварки в вакууме 2 и З

Однако работу таких горелок характеризует явление угасания дуги на больших токах. Это происходит потому, что активная эмиссионная поверхность полого катода, ограничиваемая диаметром катода, при увеличении тока оказьгвается недостаточной для стабильного горения дуги.

Увеличение диаметра полого катода с целью повышения площади активной эмиссионной поверхности требует таких больших расходов газа, что требуемый для процесса вакуум в рабочей камере не быть получен.

Кроме того, горелки с полым катодом характеризует также малая механическая прочность катодов, ввиду чего возбуждение дугового разряда таким простым способом как касание приводит к быстрому разрушению катода, изготавлипаемого из дорогостоящего и дефицитного материала.

Поэтому в горелках этого типа возбуждение дуги осушествляе- ся с помощью специальных довольно сложных устройств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению 5 является многоканальный полый катод, Ььпюлненный в виде стержня с цилиндрическими каналами 4 .

Недостатком таких польгх катодов является также недостаточная механическаяО прочность катодов при возбуждении дуги способом касания.

Целью изобретенияявляется облегчение возбуждения дугового разряда и повышение срока службы горелки,15

Это достигается тем, что катод вьпюлнен в ииде набора прутков, установленньгх в обойме, при этом каналы катода образованы наружнык Н поверхностями прутков.

На чертеже изображена горелка с полым 20 катодом, продольный разрез и разрез по Л-А,

Горелка содержит водоохлаждаемьй корпус 1, внутри которого расположена трубка 2 для подачи воды и трубка 3 для микро- подачи рабочего газа.

Электродный (катодный) узел 4 представляет собой набор прутков, выполненных из вольфрамовых проволок диаметром 0,3-1,0 мм Для защиты от механических повреждений узел 4 помещен в обойму 5 из тугоплавкого материала с малой склонностью к рекристаллизации в диапазоне температур 1800-20ОО.С, например из молибденового сплава ИМ-217, а также из сплавов на основе фольфрама , ВТ-5,

Наружные поверхности прутков образуют многочиа1енные каналы, что увеличивает эмиссионную поверхность катода и поэволяет эксплуатировать катод в режимах

повышенных токов. Горелка снабжена магнитной системой, состоящей из магннтопровода и соленоида. Горелка включается в цепь источника постоянного тока по схеме прямой полярности.

Дуговой разряд возбуждается замыканием горелки на изделие или с помошью специального устройства. При этом происходит разогрев многоканального полого катода, Рабочий газ, проходя через разогретый катод, ионизируется и тем обеспечивается устойчивое 1орение дуги,

С помощью-магнитной системы осуществляется управление горением дуги и регулирование распределения температур в анодном пятне. Дуга г-орит спокойно, катодные пятна располагаются внутри катода на поверхностях вольфрамовых прутков,

В процессе работы в камере поддерживается вакуум порядка - 10 мм рт, с Кроме ciiapKH и )аплавкИ| горелка может быть использована для плавки в вакууме.

Формула изобретения

Много и1нальный полый катод к горелкам для дуговой сварки в вакууме, отличающийся тем, что, с целью облегчения возбуждения дугового разряда и повышения срока службы горелки, катод вь полнен в виде набора прутков, установленньк в обойме, при этом каналы катода образованы наружными поверхностями прутков,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1,Авторское свидетельство СССР № 321327, кл, В 23 К 9/16, 1970,

2,Авторское свидетельство СССР № 325131, кл, В 23 К 9/16, 1970.

3,Авторское свидетельство СССР

40 № 143177, кл, В 23 К 9/16, I960,

4,ВеЕегоил 3,1. и Эр. Etude de cLecKarg-e а catode creuse a ftux de gCii en regirTie dare , Rev/ue Roumanie PhysCaue,

45

1968, 13, H 5, c, 401-522, ркс, 18.

.2 J

Фиг,1