Способ многопроходной плазменнодуговой резки Советский патент 1980 года по МПК B23K31/10 

Изобретение относится к способам многопроходной поверхностной плаэмен но-дуговой резки и может быть исполь зовано для получения узких глубоких канавок. Известен способ многопроходной поверхностной плазменно-дуговой резк с подачей фокусирующего потока газа, при котором на обрабатываемую поверх ность при выполнении каждого прохода наносят покрытия в жидком состоянии на основе окислов тугоплавких металлов tn. Недостаток этого способа заключается в том, что производительность выполнения процесса резки снижается из-за необходимости нанесения вручную данного покрытия на кромки реза перед выполнением каждого последующего прохода. Цель изобретения - повышение про изводительности процесса путем иск.гаочения ручного труда. Это достигается тем, что в описываемом способе покрытие вводят в виде добавки к фокусирующему газу На чертеже изображена схема процесса резки, выполняемого двухпоточ ным плазмотроном, где 1 - обрабатываемое изделие; 2 - ианавка, выплав ленная при выполнении первого прохода; 3 - наружное (электрически нейтральное) сопло дугового плазмотрона; 4 - внутреннее (токоведущее) сопло дугового плазмотрона; 5 - злектрод; 6 - полость между внутренним и наружным соплом; 7 - камера формирования плазменной дуги; 8 - направление выхода потока фокусирующего газа, отделенного от обрабатьлваелюго изделия; 9 - направление выхода потока фокусирующего газа, расположенного близко к обрабатываемому изделию; 10 - плазменная дуга; 11 - слой покрытия (краски), нанесенный потоком фокусирующего газа на .кромки реза. Способ осуществляют следующим образом. Между электродом 5 и обрабатываемым изделием 1 возбуждают плазменную дугу Щ, Внутри токоведущего сопла 4 в камере 7 подают плазмообразующий газ, а в полость б между внутренним соплом 4 и наружным соплом 3 подают поток фокусирующегр таза«1 в котором дополнительно вводят покрытие в жидком состоянии на основе окислов тугоплавких металлов. Охлаждение плазмотрона проводят газо-жидкостной средой, причем в качестве жидкости

используют упомянутое покрытие, нано симое на кромки реза. Часть этого покрытия, находящегося в распыленном состоянии со стороны, расположенной близко к обрабатываемому изделию, выходит в виде потока, имеющего неправление 9. Этот поток, соприкасаясь с поверхностью выплавленной канавки и отражаясь от нее, наносит на поверхность выплавленной канавки слой покрытия 11. Таким образом, после выполнения каждого прохода получают покрытую слоем канавку.,Эта схема нанесения .покрытия требует для своего осуществления весьма незначительного количества покрытия. Часть покрытия, подаваемого с потоком 8, покрывает наружную поверхность обрабатываемого изделия сбоку от канавки и перед лобовой кромкой реза,что в свою очередь способствует лучшему вытеканию выплавленного металла из полости реза. Если при выполнении первого прохода получают канавку 2, для чего в качестве фокусирующего газа используют сжатый воздух, то для получения канавки на втором проходе используют в качестве фокусирующего газа кислород и т.д.

Таким образом, при предлагаемом способе резки в качестве фокусирующего газа используют газо-жидкостную среду, которая содержит в качестве жидкости покрытие на основе тугоплавких окислов в распыленном сос.тоянии. При этом состав фокусирующего газа соответственно изменяют на каждом проходе. Т.е., если все нечетные проходы обеспечивают с использованием в качестве фокусирующег газа сжатого воздуха, то выполнение всех четных проходов обеспечивают с использованием в качестве фокусирующего газа кислорода, Использование при выполнении четных проходов кислорода в качестве фокусирующего газа при обработке углеродистых и низколегированных сталей обеспечивает дополнительное окисление обрабатываемого металла, в результате чего несколько возрастает ширина выплавленной канавки. Данное обстоятельство обеспечивает меньшее шунтирование тока стенками выплавленнрй канаэки, что способствует увеличению глубины выборки при выполнении следующего прохода.

Примером выполнения предлагаемого спофоба резки явилась многопроходная вы(рорка канавок на стали 10ХСНД, В качестве фокусирующего газа использовали газо-жидкостную среду, в которой в качестве защитного пйкрытия, наносимого на кромки реза, использовали силикат циркония, т.е. данная среда, подаваемая в пространство между внутренним и наружным соплом плазмотрона, обеспечивала как охлаждение указанных СОпел, так и использовалась для нанесения покрытия на кромки реза. Расход покрытия, идущего на образование газо-жчдкостной среды, составлял 3,5 г/мин. При выполнениикаждого последующего прохода изменяли сортав фокусирующего газа, последовательно чередуя подачу воздуха и кислорода, причем на данном проходе этот состав фокусирующего газа поддерживали неизменным

Таким образом, все нечетные проходы выполняли с Использованием в качестве фокусирующего газа сжатого воздуха с использованием кис(лорода. При этом за 4 прохода предлагаемый способ обеспечил получение канавки глубиной 3,5 мм и шириной 18 мм, в то время как известный способ потребовал для выборки канавки данной глубины пяти проходов, при этом ширина выборки составила 15 мм. Таким образом, если на каждом последующем проходе среднее значение глубины выборки составило 0,6 от глубины канавки, полученной при выполнении первого прохода при известном способе, то предлагаемый способ обеспечил повышение глубины выборки до 0,8 от глубины канавки, полученной на первом проходе.

Нанесение покрытия на кромки реза за счет воздействия на них потока фокусирующего газа, содержащего это покрытие в распыленном состоянии, обеспечило дополнительное повышение производительности обработки, связанной с устранением трудоемкой операции нанесения этого покрытия на кромки реза вручную.

Формула изобретения

Способ многопроходной поверхностной плазменно-дуговой резки с подачей фокусирующего потока газа, при котором на обрабатываемую поверхность при выполнении каждого прохода наносят покрытия в жидком состоянии на основе окислов тугоплавких металлов, отличающийс я-- тем, что, с целью повышения щпзизводательности процесса путем исключения ручного труда, упомянутое покрытие вводят в виде добавки к фокусирующему газу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шапиро И.С., Гладков Ю.В. Выборка глубоких дефектов в металле поверхностной плазменно-дуговой резкой, Сварочное производство , 1977, 3, с. 37-39.