CS214737B2

CS214737B2 - Apparatus for surfacing by means of arc plasma

Info

Publication number: CS214737B2
Application number: CS24177A
Authority: CS
Inventors: Rene Wasserman; Joseph Quaas; Jan-Claude Chalard; Leon Nooel; Hans-Theo Spivne
Original assignee: Castolin Sa
Priority date: 1976-01-15
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1982-05-28

Abstract

Zařízení k navařování s plazmovým hořákem připojeným ke zdroji plynu vytvářejícího plazma, ke zdroji ochranného plynu, ke zdroji nosného plynu pro návarový materiál a k vodnímu chladicímu systému. Hořák je napájen z jediného zdroje stejnosměrného proudu, který je jedním pólem připojen ke katodě a druhým pólem jednak k obrobku a jednak přes chlazený odpor k trysce hořáku. Napájecí obvod obsahuje bezpečnostní ústrojí, které dovoluje zapálení hořáku pouze při přívodu plynu vytvářejícího plazma a přívodu chladicí vody. Vlastní hořák sestává z několika vzájemně sešroubovaných bloků a dílů, jeho katoda je výškově nastavitelná zvnějšku, je opatřen alespoň dvěma chladicími okruhy a spojen s dávkovači návarového materiálu.Plasma torch welding equipment connected to a gas generating source plasma, to a shielding gas source to a carrier gas source for the weld material and to a water cooling system. Burner it is powered from a single DC source current that is one pole connected to cathode and second pole to the workpiece and also to the cooled resistance to burner nozzle. The power circuit contains a safety device that allows ignition burner only when supplying gas plasma and cooling water supply. Own the burner consists of several mutually bolted blocks and parts, its cathode is height adjustable from the outside, is provided at least two cooling circuits and connected with welding material dispenser.

Description

Vynález se týká zařízení pro navařování pomocí plazmového oblouku, které obsahuje plazmový hořák připojený ke zdroji plynu k vytváření plazmatu, ke zdroji nosného plynu pro práškový návarový materiál a k vodnímu chladicímu systému, a dále obsahuje ovládací a napájecí ústrojí k vytváření přímého oblouku mezi katodou hořáku a navařovaným obrobkem a nepřímého oblouku mezi katodou a tryskou hořáku.The invention relates to a plasma arc welding apparatus comprising a plasma torch connected to a gas source to form a plasma, a source of a carrier gas for a powder surfacing material and a water cooling system, and further comprising a control and feed device for generating a straight arc between the torch cathode; a welded workpiece and an indirect arc between the cathode and the torch nozzle.

V takovém zařízení se nejprve zapálí nepřímý oblouk mezi katodou, obvykle wolframovou, a tryskou hořáku tvořící anodu a potom se oblouk přenese z anody na navařovaný obrobek, přičemž se současně zúží a sevře průchodem tryskou. Návarový materiál je dopravován: ve formě prášku proudem plynu, obvykle argonu, až do místa, kde oblouk vychází z trysky. Materiál se roztavuje a přivádí na plochu navařovaného obrobku přímým plazmovým obloukem. K vytvoření obou uvedených oblouků se používá ve známých zařízeních dvou zdrojů stejnosměrného proudu, což má za následek nákladnou a složitou konstrukci.In such a device, an indirect arc is first ignited between a cathode, usually a tungsten, and a torch nozzle forming the anode, and then the arc is transferred from the anode to the welded workpiece while simultaneously tapering and clamping through the nozzle passage. The surfacing material is transported: in the form of a powder by a stream of gas, usually argon, to the point where the arc emerges from the nozzle. The material is melted and fed to the surface of the welded workpiece by a straight plasma arc. Two known direct current sources are used to form the two arcs, resulting in costly and complex construction.

Vynález má za úkol odstranit tuto nevýhodu a jeho podstata spočívá v tom, že v ovládacím a napájecím ústrojí je zapojen jediný zdroj stejnosměrného proudu, jehož jeden pól je připojen ke katodě hořáku a druhý pól je připojen jednak k navařovanému obrobku a jednak k trysce hořáku přes odpor umístěný v přívodním potrubí chladicí vody plazmového hořáku.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome this disadvantage in that a single direct current source is connected in the control and feeding device, one pole of which is connected to the torch cathode and the other pole is connected to the welded workpiece and the torch nozzle resistor located in the plasma torch cooling water supply line.

Zařízení podle vynálezu je oproti známým zařízením podstatně jednodušší a levnější, přičemž zdroj stejníosměrného proudu může být jakýkoli běžný zdroj používaný obvykle ke svařování.The device according to the invention is considerably simpler and cheaper than the known devices, and the direct current source can be any conventional source usually used for welding.

Význaky a další výhody vynálezu budou vysvětleny v souvislosti s příklady provedení znázorněnými na výkrese, kde představuje obr. 1 schéma zařízení podle vynálezu, obr. 2 osový řez plazmovým hořákem použitelným v zařízení podle vynálezu a obr. 3 schéma chladicích a napájecích okruhů v zařízení podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram of a device according to the invention, FIG. 2 is an axial section of a plasma torch usable in the device according to the invention, and FIG. 3 is a diagram of the cooling and supply circuits in the device according to the invention; invention.

Obr. 1 znázorňuje schematicky hlavní části zařízení podle vynálezu, které slouží k navařování, a spojení mezi nimi.Giant. 1 schematically shows the main parts of the device according to the invention which are used for welding and the connection between them.

Plazmový hořák 1 obsahuje wolframovou katodu 2 umístěnou uvnitř trubky, jejíž dolní kuželový konec tvoří trysku 3. Tryska 3 je obklopena ochrannou trubkou 4, jejíž dolní konec má kuželový tvar a tvoří vnější trysku hořáku 1. Vnější tryska je obklopena děrovaným kotoučem 5, který uzavírá prstencovou komoru mezi ochrannou trubkou 4 a souosou trubkou 8.The plasma torch 1 comprises a tungsten cathode 2 disposed within a tube, the lower conical end of which forms a nozzle 3. The nozzle 3 is surrounded by a protective tube 4, the lower end of which is conical in shape and forms an outer nozzle of the torch 1. an annular chamber between the protective tube 4 and the coaxial tube 8.

Mezi katodu 2 a trysku 3 se zavádí plyn, který slouží k vytvoření plazmatu v oblouku mezi katodou 2 a obrobkem 7. Směr proudění tohoto plynu je znázorněn šipkou 8 a přerušovanou čárou znázorňující přívodní potrubí, v němž je zapojen měřicí přístroj 9 množství plynu. Hořák 1 dále obsahuje přívodní trubku 10 návarového materiálu, který má formu prášku a je dopravován proudem nosného plynu, například argonu. Zavádění práškového materiálu do nosného plynu se provádí v dávkovači 11, který sestává především z nádoby na prášek a z regulačního ústrojí pro regulaci množství prášku, jak bude popsáno ještě v dalším.A gas is introduced between the cathode 2 and the nozzle 3 to form a plasma in an arc between the cathode 2 and the workpiece 7. The flow direction of this gas is shown by the arrow 8 and the dashed line showing the supply line in which the gas meter 9 is connected. The burner 1 further comprises a feed tube 10 of weld material, which is in the form of a powder and is conveyed by a stream of carrier gas, for example argon. The introduction of the powdered material into the carrier gas is carried out in the dispenser 11, which consists mainly of a powder container and a powder quantity control device, as will be described hereinafter.

Hořák 1 je kromě toho opatřen přívodním potrubím 12 ochranného plynu a chladicím potrubím 13, kterým se přivádí chladicí voda. Chladicí okruh není podrobně znázorněn a chladicí potrubí 13 je zakresleno schematicky přerušovanými čarami. Množství vody protékající chladicím okruhem se měří měřičem 14. Katoda 2 je spojena elektricky prostřednictvím vodiče 15 se záporným pólem zdroje 16 stejnosměrného proudu. Kladný pól zdroje 16 je spojen vodičem 17 s obrobkem 7 a vodičem 18 přes odpor 19 a vodič 20 s tryskou 3. Odpor 19, jehož hodnota je například 3 ohmy a který může být tvořen drátem stočeným do šroubovice, je umístěn přímo v chladicím potrubí 13, které přivádí chladicí vodu do hořáku 1. Mezi vodiči 15, 18 je zapojen vysokofrekvenční zapalovač 21 k zapálení oblouku mezi katodou 2 a tryskou 3.The burner 1 is furthermore provided with a shielding gas supply line 12 and a cooling line 13 through which cooling water is supplied. The cooling circuit is not illustrated in detail and the cooling line 13 is shown schematically in broken lines. The amount of water flowing through the cooling circuit is measured by the meter 14. The cathode 2 is electrically connected via a conductor 15 to the negative pole of a direct current source 16. The positive pole of the source 16 is connected by a conductor 17 to the workpiece 7 and a conductor 18 through a resistor 19 and a conductor 20 to a nozzle 3. A resistor 19, for example of 3 ohms and which may consist of a coiled wire, is located directly in the cooling line 13 Between the conductors 15, 18, a high-frequency lighter 21 is connected to ignite the arc between the cathode 2 and the nozzle 3.

V zařízení podle vynálezu se napájení nepřímého oblouku mezi katodou 2 a tryskou 3 i napájení přímého oblouku mezi katodou 2 a obrobkem 7 provádí z jediného zdroje 16 stejnosměrného proudu, a to pomocí uvedených spojů a zejména v důsledku existence odporu 19. Odpor 19 je chlazen přímo chladicí vodou hořáku 1 a může být samozřejmě vytvořen jako proměnlivý odpor. Elektrický obvod umožňuje tedy ušetřit náklady na druhý zdroj stejnosměrného proudu a přitom vytváří potřebný poměr mezi proudem nepřímého oblouku a proudem procházejícím přímým obloukem.In the device according to the invention, the supply of the indirect arc between the cathode 2 and the nozzle 3 as well as the supply of the direct arc between the cathode 2 and the workpiece 7 is effected from a single direct current source 16 via these connections. The cooling water of the burner 1 can of course be designed as a variable resistance. Thus, the electrical circuit makes it possible to save on the cost of a second direct current source, while creating the necessary ratio between the indirect arc current and the direct arc current.

Zařízení podle obr. 1 obsahuje ještě blok 22, ohraničený přerušovanou čarou, který sestává z bezpečnostního ústrojí 23 hořáku 1 a zastavovacího ústrojí 24. Bezpečnostní ústrojí 23 je připojeno jednak vodičem 25 k zapalovači 21 a jednak vodiči 26, 27 k měřicímu přístroji 9 množství plynu a k měřiči 14 množství chladicí vody. Zastavovací ústrojí 24 je připojeno vodičem 28 ke zdroji 16 stejnosměrného proudu a vodičem 29 k regulátoru dávkovače 11 návarového práškového materiálu.The device according to FIG. 1 further comprises a block 22, bounded by a dashed line, which consists of the safety device 23 of the burner 1 and the stopping device 24. The safety device 23 is connected by a conductor 25 to the lighter 21 and conductor 26, 27 to the gas meter 9. and to the meter 14 the amount of cooling water. The stopping device 24 is connected by a conductor 28 to a direct current source 16 and by a conductor 29 to a regulator of the dispenser 11 of the surfacing powder material.

Bezpečnostní ústrojí 23 a zastavovací ústrojí 24 pracují tímto způsobem: Když se zařízení podle vynálezu uvede do provozu, detekuje bezpečnostní ústrojí 23 jednak přítomnost a dostatečné množství plynu vytvářejícího plazmový výboj, a to pomocí měřicího přístroje 9, s nímž je spojeno vodičem 26, a jednak přítomnost a dostatečné množství chladicí vody, a to přes měřič 14 a vodič 27. Teprve když obě tyto veličiny dosáhnou požadované hodnoty, vyšle bezpečnostní ústrojí 23 vodičem 25 impuls do za214737 palovače 21. Zapálení oblouku je tedy zablokováno do té doby, dokud nevzniknou podmínky nezbytné pro ochranu plazmového hořáku 1.The safety device 23 and the stop device 24 operate in the following manner: When the device according to the invention is put into operation, the safety device 23 detects both the presence and a sufficient amount of plasma-producing gas by means of a measuring device 9 connected to the conductor 26 and the presence and sufficient cooling water through the meter 14 and the conductor 27. Only when both of these quantities reach the desired value, the safety device 23 conducts a pulse to the 2114737 of the firmer 21 with the conductor 25. Thus, the arc ignition is blocked. for plasma torch protection 1.

Zastavovací ústrojí 24 ovládá přes vodiče 28, 29 současné snižování proudu přiváděného ze zdroje 16 a množství materiálu dodávaného dávkovačem 11. Tím, že se postupně a současně snižuje proud a přívod materiálu, zabrání se vzniku kráteru v obrobku 7 na konci navařování a vznikne svarová housenka s přesně definovaným hladkým koncem.The stopping device 24 controls, via conductors 28, 29, simultaneously reducing the current supplied from the source 16 and the amount of material supplied by the dispenser 11. By gradually and simultaneously reducing the current and material feed, the crater in the workpiece 7 is prevented at the end of welding. with a precisely defined smooth end.

K regulaci množství práškového materiálu zaváděného do nosného plynu obsahuje s výhodou dávkovač 11 vzduchotěsně uzavřenou nádobu na prášek, která má kruhový otvor ústící do přívodní trubky 10. Otvor nádoby na práškový materiál je uzavírán regulovatelně šoupátkem, jehož část má tvar klínu a spolupracuje s tímto otvorem ve střední poloze mezi úplným otevřením a úplným uzavřením otvoru.To control the amount of powdered material introduced into the carrier gas, the dispenser 11 preferably comprises an airtightly sealed powder container having a circular opening opening into the inlet pipe 10. The powder container opening is closed in a controllable manner by a slide, a wedge-shaped part of which in the intermediate position between fully opening and fully closing the opening.

Otvor pro průchod práškového materiálu je tedy omezen ve střední poloze částí kruhové hrany otvoru a přímkovými hranami šoupátka tvořící klín, který uzavírá více nebo méně kruhový otvor. Tím lze realizovat dávkování, při kterém množství práškového materiálu se mění lineárně s posouváním závěru nádoby. Mimoto se do nádoby na práškový materiál zavádí dávkované množství nosného plynu, čímž se kompenzuje pokles tlaku v nádobě při postupném zmenšování množství prášku. Plyn se zavádí neznázorněným pomocným potrubím, které odvádí část proudu plynu z přívodní trubky 10 a vede jej do nádoby na práškový materiál. Neznázorněným ventilem se reguluje tlak plynu v pomocném potrubí, aby zůstal konstantní při změně množství prášku obsaženého v nádobě.Thus, the opening for the passage of the powdered material is limited in the central position by portions of the circular edge of the opening and by the straight edges of the wedge-forming slide which encloses a more or less circular opening. Thereby, dosing can be realized in which the amount of powder material varies linearly with the displacement of the container lid. In addition, a metered amount of carrier gas is introduced into the powder material container to compensate for the pressure drop in the container as the powder is gradually reduced. The gas is introduced through an auxiliary conduit (not shown) that removes a portion of the gas stream from the inlet pipe 10 and leads it to a powder container. The valve (not shown) regulates the pressure of the auxiliary line gas to remain constant as the amount of powder contained in the vessel changes.

Zařízení podle vynálezu má nejenom tu výhodu, že přináší podstatné zjednodušení z hlediska napájení elektrickým proudem, poněvadž používá pouze jediného zdroje svařovacího proudu, kterým může být jakýkoliv běžně používaný zdroj, nýbrž přináší i velké zjednodušení a zlepšení, pokud jde o využití a funkci zařízení.The device according to the invention not only has the advantage of bringing a considerable simplification in terms of power supply, since it uses only a single welding current source, which can be any commonly used source, but also brings great simplification and improvement in the use and operation of the device.

Obr. 2 ukazuje v podélném řezu podrobně plazmový hořák 1, který lze použít v zařízení podle vynálezu. Wolframová katoda 2 hořáku 1 je zašroubována závitovým koncem 2‘ s regulační hlavou do nosného katodového bloku 30 z kovu. Nosný katodový blok 30 má protáhlou válcovou část, která obklopuje katodu 2 a zajišťuje její středění. Katoda 2 je výškově nastavitelná natáčením závitového konce 2‘ přístupného z vnějšku. Nosný katodový blok 30 je přišroubován šrouby 31 k vloženému dílu 32 z izolačního materiálu. Vložený díl 32 je upevněn šrouby, které nejsou v řezu na obr. 2 viditelné, k rozváděcímu bloku 33, jenž má rovněž prstencový tvar. Rozváděči blok 33 nese dvě souosé soustavy, a to anodovou soustavu sestávající z trysky 3 a vnějšího anodového prstence 3‘ a přišroubovanou šrouby 34 k rozváděcímu bloku 33, a ochrannou soustavu sestávající z ochranné trubky 4 a vnější ochranné trubky 4* a připevněnou k rozváděcímu bloku 33 šrouby 35. Těchto pět funkčních částí plazmového hořáku 1, tedy nosný katodový blok 38, vložený díl 32 z izolačního materiálu, rozváděči blok 33, anodová soustava 3, 3‘ a ochranná soustava 4, 4'¹ jsou tedy spolu spojeny šrouby, což umožňuje rychlou montáž a demontáž hořáku 1.Giant. 2 shows in longitudinal section in detail a plasma torch 1 which can be used in the device according to the invention. The tungsten cathode 2 of the torch 1 is screwed into the support cathode block 30 of metal by the threaded end 2 'with the regulating head. The support cathode block 30 has an elongated cylindrical portion that surrounds the cathode 2 and provides centering thereof. The cathode 2 is height adjustable by rotating the threaded end 2 'accessible from the outside. The support cathode block 30 is bolted by screws 31 to the insert 32 of insulating material. The insert 32 is fastened by screws that are not visible in section in FIG. 2 to a manifold block 33 which is also annular in shape. The manifold block 33 carries two concentric assemblies, an anode assembly consisting of a nozzle 3 and an outer anode ring 3 'and bolts 34 screwed to the manifold block 33, and a manifold assembly comprising a protective tube 4 and an outer guard tube 4 * and attached to the manifold block. The five functional parts of the plasma torch 1, i.e. the supporting cathode block 38, the insulating material insert 32, the manifold block 33, the anode assembly 3, 3 'and the protective assembly 4, 4' ¹ are thus joined together by screws, enables quick assembly and disassembly of the burner 1.

Nosný katodový blok 30 obsahuje prstencovou chladicí komoru 36, která je uzavřena prstencovou deskou 37. Chladicí komora 36 tvoří součást prvního chladicího okruhu plazmového hořáku 1 a má vstupní potrubí 131 a výstupní potrubí 13Γ procházející prstencovou deskou 37. Chladicí komora 36 je mimoto propojena s dutinou 38 katody 2, jak je znázorněno přerušovanou čarou na obr. 2, což umožňuje chlazení katody 2 nejen z vnějšku přes nosný katodový blok 30, nýbrž i z vnitřku.The support cathode block 30 comprises an annular cooling chamber 36, which is closed by an annular plate 37. The cooling chamber 36 forms part of the first cooling circuit of the plasma torch 1 and has an inlet duct 131 and an outlet duct 13Γ extending through the annular plate 37. 38 of the cathode 2, as shown by the broken line in FIG. 2, which allows cooling of the cathode 2 not only from the outside through the support cathode block 30, but also from the inside.

Nosný katodový blok 30 obsahuje dále kanál 39, který spojuje přiváděči trubku 8 plynu vytvářejícího plazma s prstencovou komorou 40, která je vytvořena kolem protáhlé válcové části nosného katodového bloku 30, a vývrt, kterým prochází přívodní trubka 10 návarového materiálu. Přívodní trubka 10 sahá až do souosého vývrtu ve vloženém dílu 32.The cathode block 30 further comprises a channel 39 that connects the plasma-forming gas supply tube 8 to the annular chamber 40 that is formed around the elongated cylindrical portion of the cathode block 30 and the bore through which the weld material feed tube 10 passes. The inlet pipe 10 extends to a coaxial bore in the insert 32.

Vložený díl 32 a rozváděči blok 33 leží nad sebou a mají souosé středové vývrty, které tvoří kolem protáhlé vodicí části nosného katodového bloku 30 zmíněnou prstencovou komoru 40. Prstencová komora 40 je prodloužena kolem hrotu katody 2 do tvaru nálevky omezené tryskou 3.The insert 32 and the manifold 33 lie one above the other and have concentric center bores that form said annular chamber 40 about the elongate guide portion of the support cathode block 30. The annular chamber 40 extends around the tip of the cathode 2 into a funnel-shaped funnel 3.

Tryska 3 obsahuje alespoň dva anodové kanály 41, 42, z nichž jeden je spojen vývrtem v rozváděcím bloku 33 s přívodní trubkou 10 a druhý s druhou přívodní trubkou 10‘, kterou se přivádí druhý návarový materiál přes rozváděči blok 33, jak ukazuje schematicky obr. 2.The nozzle 3 comprises at least two anode channels 41, 42, one of which is connected by a bore in the manifold block 33 to the lance 10 and the other to the second lance 10 'through which the second surfacing material is fed through the manifold 33 as shown schematically in FIG. 2.

Mimoto tvoří tryska 3 s vnějším anodovým prstencem 3‘ a s válcovým koncem rozváděcího bloku 33 chladicí prstencovou komoru 43, která je spojena s chladicím systémem plazmového hořáku 1 vstupním chladicím potrubím 132 a výstupním chladicím potrubím 132‘. Na obr, 2 je znázorněno pounze jedno z těchto chladicích potrubí a spojovací kanál 44, který prochází rozváděcím blokem 33.In addition, the nozzle 3 with the outer anode ring 3 ‘and the cylindrical end of the manifold block 33 forms a cooling annular chamber 43 which is connected to the plasma torch cooling system 1 by an inlet cooling pipe 132 and an outlet cooling pipe 132‘. FIG. 2 shows only one of these cooling lines and a connection channel 44 that extends through the manifold block 33.

Ochranná soustava trysky 3, která obklopuje dolní konec hořáku 1, je tvořena dvěma souosými ochrannými trubkami 4, 4‘, které mezi sebou tvoří ochrannou chladicí komoru 45, která je rovněž protékána chladicí vodou přiváděnou vstupním chladicím potrubím 133 a odváděnou výstupním chla214737The protective nozzle assembly 3, which surrounds the lower end of the burner 1, is formed by two coaxial protective tubes 4, 4 mezi, forming a protective cooling chamber 45 therebetween, which is also flowed through the cooling water supplied by the inlet cooling pipe 133 and discharged through the outlet chiller.

T dicím potrubím 133‘; na obr. 2 je znázorněno pouze jedno z těchto potrubí.Through the manifold 133 ‘; FIG. 2 shows only one of these conduits.

Mezi vnitřní plochou vnější ochranné trubky 4 a vnější plochou vnějšího anodového prstence 3‘ a dolní částí rozváděcího bloku 33 je prstencový prostor, který je spojen kanálem 46 ochranného plynu, znázorněným schematicky přerušovanými čarami, v rozváděcím bloku 33 s přívodním potrubím 12 ochranného plynu.Between the inner surface of the outer protective tube 4 and the outer surface of the outer anode ring 3 ‘and the lower part of the manifold block 33 is an annular space which is connected by a shielding gas channel 46 shown schematically in broken lines in the manifold block 33 with the shielding gas supply line 12.

Takto vytvořený plazmový hořák 1 má nejenom obzvláště výhodnou konstrukci, pokud jde o údržbu, protože jeho jednotlivé části jsou spojeny šrouby a katoda je samočinně vystředěna a dá se regulovat zvenčí, nýbrž přináší značné výhody pokud jde o použití. Tak například v důsledku toho, že má hořák chlazenou ochrannou soustavu pro trysku 3, může pracovat v prostředí s velmi vysokou teplotou, například při navařování uvnitř dílů zahřátých na velice vysoké teploty. Oddělené přívodní trubky 10, 10‘ pro návarový materiál mohou mimoto umožňovat vytváření různých povlaků například tak, že se tvoří omezené oblasti, jež mají odlišné složení od ostatního navařovaného povlaku.The plasma torch 1 thus formed is not only of particularly advantageous construction in terms of maintenance, since its individual parts are connected by bolts and the cathode is self-centered and can be regulated from the outside, but brings considerable advantages in terms of use. For example, because the burner has a cooled protective system for the nozzle 3, it can operate in a very high temperature environment, for example, by welding inside parts heated to very high temperatures. In addition, the separate weld material feed tubes 10, 10 'may allow different coatings to be formed, for example, by forming restricted areas having a different composition from the other welded coating.

Na obr. 3 je znázorněna část zařízení podle vynálezu, které obsahuje plazmový hořák 1 podle obr. 2, jehož schematicky naznačené spoje jsou označeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 2. Schéma na obr. 3 ukazuje chladicí soustavu hořáku 1 a jeho napájení práškovým návarovým materiálem. Neznázorněná část zařízení je analogická s provedením podle obr. 1, jehož chladicí potrubí 13 odpovídá chladicímu potrubí 13 znázorněnému na obr. 3 přerušovanými čarami.Fig. 3 shows a part of the device according to the invention which comprises a plasma torch 1 according to Fig. 2, whose schematically indicated joints are indicated with the same reference numerals as in Fig. 2. Fig. 3 shows the cooling system of the torch 1 and its powder feed. weld material. A part of the apparatus (not shown) is analogous to the embodiment of FIG. 1, whose cooling line 13 corresponds to the cooling line 13 shown in broken lines in FIG.

Mezi tímto vstupním chladicím potrubím 13 a odpovídajícím výstupním chladicím potrubím 13* jsou zapojeny přes rozváděč 47 tři oddělené chladící okruhy plazmového hořáku 1, a to katodový chladicí okruh se vstupním a výstupním chladicím potrubím 131, 131*, anodový chladicí okruh se vstupním a výstupním chladicím potrubím 132,Between this inlet cooling line 13 and the corresponding outlet cooling line 13 *, three separate cooling circuits of the plasma torch 1 are connected via the distributor 47, namely a cathode cooling circuit with inlet and outlet cooling lines 131, 131 *, an anode cooling circuit with inlet and outlet cooling pipe 132,

132* a chladící okruh ochranné soustavy se vstupním a výstupním chladicím potrubím 133, 133*. Rozváděč 47, ohraničený čerchovanou čarou, obsahuje soustavu rozváděčích ventilů 48 až 51, jež jsou zakresleny jako elektrické přepínače a jejichž spoje jsou znázorněny schematicky plnými čaralmi. Rozváděči ventily 48, 49, 50, 51 jsou ovládány buď ručně nebo automaticky přes detektor 52 teploty, který je uložen ve výstupním chladicím potrubí 13* a zjišťuje teplotu chladicí vody na výstupu chladicí soustavy. Toto automatické ovládání lze realizovat známými prostředky, takže na obr. 3 je znázorněno zjednodušeně spojkou 53 mezi rozváděčem 47 a detektorem 52 teploty.132 * and cooling circuit of the protective system with inlet and outlet cooling pipes 133, 133 *. The distributor 47, bounded by the dashed line, comprises a plurality of distributor valves 48-51, which are shown as electrical switches and whose connections are shown schematically in solid lines. The distribution valves 48, 49, 50, 51 are operated either manually or automatically via a temperature detector 52, which is housed in the outlet cooling line 13 * and detects the cooling water temperature at the outlet of the cooling system. This automatic control can be realized by known means, so that in FIG. 3 it is shown in a simplified manner by the coupling 53 between the distributor 47 and the temperature detector 52.

Schéma rozváděče 47 ukazuje, že katodový chladicí okruh je neustále v činnosti a druhé dva chladicí okruhy k němu mohou být připojeny jednotlivě do série nebo paralelně v závislosti na vnějším zásahu, zejména v závislosti na teplotě chladicí vody za chladicím systémem nebo například v závislosti na spotřebě elektrické energie v plazmovém hořáku 1.The diagram of the switchgear 47 shows that the cathode cooling circuit is constantly in operation and the other two cooling circuits can be connected individually in series or in parallel depending on external interference, in particular depending on the cooling water temperature downstream of the cooling system or, for example, depending on consumption. electric energy in plasma torch 1.

Obr. 3 ukazuje rovněž schematicky přívod práškových návarových materiálů do plazmového hořáku 1. Plazmový hořák 1 má dvě přívodní trubky 10, 10* návarového materiálu, odpovídající provedení na obr. 2, které jsou napájeny přes rozdělovač 54 alespoň ze dvou dávkovačů 11, 11‘, jež jsou vytvořeny analogicky jako dávkovač 11 z obr.Giant. 3 also shows schematically the feeding of powder weld materials to the plasma torch 1. The plasma torch 1 has two weld material feed tubes 10, 10 ', corresponding to the embodiment of FIG. 2, which are fed via a distributor 54 from at least two dispensers 11, 11'. are formed analogously to the dispenser 11 of FIG.

1. Rozdělovač 54 a dávkovače 11, 11* práškového návarového materiálu mohou být ovládány ručně nebo automaticky, například v závislosti na vzájemné poloze plazmového hořáku 1 a neznázorněného obrobku na stroji vybaveném zařízením podle vynálezu, aby bylo možno zavádět práškový materiál z jednoho a/nebo druhého dávkovače 11, 11*, do jedné a/nebo druhé přívodní trubky 10, 10*. Tímto způsobem je možné vytvářet navařovanou vrstvu proměnlivého složení a závislou v případě potřeby na místě, kde se nanáší.The distributor 54 and the dispensers 11, 11 * of the powder surfacing material can be operated manually or automatically, for example depending on the relative position of the plasma torch 1 and the workpiece (not shown) on a machine equipped with the device according to the invention to feed the powder material from one and / or a second dispenser 11, 11 * into one and / or the second supply tube 10, 10 *. In this way, it is possible to form a welded-on layer of variable composition and, if necessary, dependent on the place where it is applied.

Claims

1. A plasma arc welding apparatus comprising a plasma torch connected to a plasma source, a shielding gas source and a carrier gas source for a powder surfacing material and a water cooling system, and further comprising a direct arc control and feed device. between the cathode of the torch and the welded workpiece and an indirect arc between the cathode and the torch nozzle, characterized in that a single direct current source (16) is connected in the control and power supply, one pole of which is connected to the cathode (2) of the torch (1) and the other the pole is connected both to the welded workpiece (7) and to the nozzle (3) of the torch (1) via a resistor (19) located in the invention by a water pipe (13) of the plasma torch cooling water (1).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plasma torch (1) is connected to a lighter (21) connected to a direct current source (16) and a safety device (23), the input of which is connected to the gas meter (9). plasma, and with a meter (14), an amount of cooling water to ignite the indirect arc upon reaching a predetermined value of both measured quantities.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the output of the welding process stop device (24) is connected to the direct current source (16), the second output of which is connected to a dispenser (11j of welding material). reducing the inflow of powder weld material into the torch (1) for operator intervention.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the dispenser (11) of the powder weld material flows into the feed tube (10) of the powder weld material connected to the carrier gas source and its container is connected to the feed tube (10) by an auxiliary piping and provided with a gas pressure regulating device. inside the container.

Device according to claim 1, characterized in that at least two cooling circuits (131, 131 ', 132, 132', 133, 133'j) are connected to the distributor (47), at least one of them being formed in the plasma torch (1). is connectable to a plasma torch cooling system (11j in series or parallel to the second cooling circuit (131, 131 ', 132, 132', 133, 133'j).

Device according to claim 5, characterized in that a cooling water temperature detector (52), which is located in the outlet cooling pipe (13 ‘), is connected to the distributor (47).

Device according to claim 1, characterized in that the plasma torch (1) consists of a cathode support block (30) carrying a cathode (2) and an insulating insert (32) adjoining the fluid distributor block (33) and an anode assembly. (3, 3 ') surrounded by a protective tube (4, 4'), the functional parts being connected by screws (31, 34, 35).

Device according to claim 7, characterized in that the cathode (2) is supported by a threaded portion (2 ‘) in the middle of the cathode support block (30) for height adjustment from outside the burner (11).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the plasma torch (1) is provided with at least two supply pipes (10, 10 ') for supplying powdered weld material which are supplied from at least two dispensers (11, 11') via a distributor (54). ) for introducing at least one powdered material into the supply tubes (10, 10 ') depending on an external command.