Устройство для сварки неплавящимся электродом в вакууме Советский патент 1982 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке, в частности к конструкциям горелок с прлым катодом для сварки химически активных и тугоплавких металлов.

Известны горелки для сварки в вакууме, содержащие тонкостенные полые катоды (с толщиной стенки 0,10,3 мм) imaMeTpa (2-Л мм), изготовленные из вольфрама или тантала и предназначенные для. работы на токах до. А Ij .

Возбуждение дугового разряда в таких горелках осуществляется при помощи разогрева катода протекающим по нему током. Это требует использования повышенного (пр сравнению с током разряда) тока накала и часто приводит к разрушению катода из-за его перегрева на стадии возбуждения. Кроме того при работе таких горелок на малых токах (0,5-50 А) низка стабильность дугового разряда вследствие нарушения термоэмиссионных процессов на катоде из-за недостаточной температуры стенки -катодной трубки.

Известно также устройство для сварки неплавящимся электродом в вак.ууме, содержащее водоохлаждаемый корпус с установленным в нем пол

Катодом, накальный элемент и дополнительный источник питания для возбуждения вспомогательного дугового разряда. -В корпусе устройства над полым катодом выполнена полость, в которой размещен начальный элет мент,подключенный к отрицательному полюсу дополнительного источника питания. Между корпусом и накальнь л

10 элементом возбуждается дуговой разряд, плазма под действнетл сил электрического поля, проникающего в полость катода, заполняет катод и дуговой промежуток. Это приводит к 15 возбуждению дугового разряда с полого катода 2 .

Недостатком такого .устройства является низкая стабильность возбуждения дугового разряда на катодах

20 малого диаметра вследствие значительного искажения и ослабления ускоряющего электрического поля внутри катода и удаленности плазменного источника от анода.

25

Цель изобретения - облегчение возбуждения дугового оазряда на катодах малого дис1метра и повышение стабильности горения разряда на то30ках 0,5-50 А.

Указанная цель достигается тем, что устройство для сварки неплавящися электродом, содержащее корпус, установленный в нем полый катод с элементом и источник питания для возбуждения вспомогательного дугово го разряда, дополнительно снабжено обоймой с полостью, установленной концентрично катоду и закрепленной на корпусе через изоляторы, при это обойма снаг кена штуцером для подучи газа в полость.

На чертеже изображено устройство для сварки в вакууме на малых токах

Устройство содержит водоохлйждаемый корпус 1, в котором установл&н полый катод 2. На корпусе 1 с помощью накидной гайки 3 через изоляторы 4 укреплена полая обойма 5, охватывающая полый катод 2. в полости обоймы 5 размещен накальный элемрнт б, изолированный от корпуса обоймы с помощью изоляционных шайб Для дополнительной подачи инертного газа в полость обоймы предусмотрен штуцер 8.

В устройство входит источник питания дуги ( источник питания для нагрева накального элемента (UH) и дополнительный источник питания для возбуждения вспомогательног разряда (и,) между накальньм элемен том 6 и полым катодом 2.

Отрицательный полюс дополнительного источника питания (Ug) подключен к накальному элементу 6, а погложите ль ный - к корпусу 1.

Устройство работает следующим. образом.

В камере создается разряжение 10 - мм рт.ст. В полость катода 2 и в полость обоймы 5 подаются два потока инертного газа. После включения сварочного источника питания между польлм катодом 2 и изделием 9 устанавливается напряжение холостого хода источника. Затем подается накальное напряжение Оц и напряжение возбуждения и. Между полым катодом 2 и накальным элементом 6 возбуждается слаботочный дуговой разряд, который разогревает стенку катода 2, Ионизация основного поток газа в полости катода 3 приводит к возбуждению основного разряда.

Для поддержания требуемой температуры стенки катода вспомогательный дуговой разряд существует в течение всего процесса сварки.

Устройство обеспечивает надежное возбуждение разряда с катодов малого диаметра и устойчивую работу разряда на минимальных токах (0,5-50 А).

Размещение йакального элемента в полости обоймы с максимальный приближением к полому катоду позволяет более эффективно использовать мощность вспс 1огательного дугового разряда для разогрева стенки полого катода. На катод поступает до 80-90% всей мощности вспомогательного разряда, что позволяет возбуждать основной дуговой, разряд и обеспечивать его стабильную работу при малых токах вспомогательного дугового разряда. Это обеспечивает длительный ресурс работы накального элемента без замены, что повышает надежность устройства.

.Формула изобретения

Устройство для сварки леплавящимся электродом в вакууме, содержащее корпус, закрепленный в нем полый катод с накальным элементом и источник питания для возбуждения вспомогательного дугового разряда, о тличающееся тем, что, с целью облегчения возбуждения дугового разряда на катодах малого диаметра и повышения стабильности горения разряда на токах 0,5-50 А, оно снабжено обоймой с полостью, установленной концантрично катоду и закрепленной на корпусе через изоляторы при этом обойма снабжена штуцером для подачи газа в полость.

Источники инфОЕячации, принятые во внимание при экспертизе

1.Попов Ю.В. и др. Возбуждение дугового разряда с польм катодом

и способы управления разрядом.Известие вузов. Машиностроение . 1972, 10, с. 188-190.

2.Авторское свидетельство СССР 694314, кл. В 23 К 9/16, 1977 (прототип),