CZ33709U1 - Elektroda pro plazmový obloukový hořák - Google Patents
Elektroda pro plazmový obloukový hořák Download PDFInfo
- Publication number
- CZ33709U1 CZ33709U1 CZ2019-36745U CZ201936745U CZ33709U1 CZ 33709 U1 CZ33709 U1 CZ 33709U1 CZ 201936745 U CZ201936745 U CZ 201936745U CZ 33709 U1 CZ33709 U1 CZ 33709U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- electrode
- emissive insert
- weight
- plasma arc
- solder
- Prior art date
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 38
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 34
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 23
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 20
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 19
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 19
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 8
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N hafnium;methane Chemical compound C.[Hf] WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
Dosavadní stav techniky
Plazmové elektrody jsou vyráběny s tělem v podstatě ve tvaru plného, nebo dutého válce. Na výstupním konci elektroda obsahuje emisivní vložku. Na vstupním konci je elektroda konstruována pro montáž do plazmového hořáku, a obsahuje kontaktní plochu pro přenos stejnosměrného elektrického proudu z plazmového hořáku do těla elektrody. Elektroda je konstruována tak, že obsahuje plochy určené pro ochlazování elektrody chladícím médiem. Tělo elektrody přenáší elektrický stejnosměrný proud. Ten protéká do těla elektrody přes kontaktní plochu z těla hořáku, směrem k emisivní vložce. Tělo elektrody přejímá teplo z emisivní vložky, a vede přijaté teplo k místu, kde je předá chladícímu médiu. Tělo elektrody je vyráběno z materiálu s vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí, jako měď, stříbro, a jejich slitiny.
Emisivní vložka přenáší elektrický stejnosměrný proud procházející do něho přes kontaktní plochu z těla elektrody do plazmového oblouku, který je tvořen elektricky vodivým ionizovaným plynem. Emisivní vložka je vyráběna z materiálu s vysokou elektrickou emisivitou a vysokou tepelnou odolností, jako zirkonium, hafnium, nebo wolfram.
V aktuálním stavu techniky je dosaženo největší životnosti plazmových elektrod určených pro řezání uhlíkových ocelí použitím stříbra na výrobu těla elektrody, v němž je zalisována emisivní vložka z hafnia. Tyto elektrody jsou ale výrobně nákladné z důvodu vysoké ceny stříbra. Pro řezání nerezových ocelí je největší životnosti plazmových elektrod dosaženo u elektrod, které mají tělo vyrobené z mědi a v němž je zalisována nebo zapájena emisivní vložka z wolframu.
Z patentového dokumentu US 6452130 je známa elektroda, která má měděné tělo, v němž je uložen emisivní prvek například z hafnia. Mezi emisivním prvkem a tělem elektrody je uspořádán relativně neemisivní separátor ze stříbra, který obklopuje emisivní prvek. Emisivní prvek je spojen s neemisivním separátorem pomocí pájecího materiálu, kterým je například slitina stříbra s jedním nebo více prvky jako je nikl, lithium a měď.
Z patentového dokumentu US 4766349 je známa elektroda pro plazmový obkloukový hořák, která má měděné vodou chlazené tělo, v němž je uložena emisivní vložka ze zirkonia nebo hafnia. Vložka má povlak tvořící difuzní zónu mezi tělem elektrody a materiálem vložky, který sestává z karbidů, nitridů, boridů nebo silicidů. Difuzní zóna brání reakcím mezi tělem elektrody a vložkou, které zhoršují vlastnosti elektrody.
Prodloužení životnosti elektrody, při co nejnižších výrobních nákladech na její výrobu, řeší například patentový dokument JP 2011014295, podle kterého je životnost plazmové elektrody prodloužena spájením měděného těla elektrody a emisivní vložky z karbidu hafnia stříbrnou pájkou. Nevýhodou této technologie je pouze malý nárůst životnosti plazmových elektrod pro nízké a střední proudové zatížení.
- 1 CZ 33709 U1
Podstata technického řešení
Technické řešení je založeno na myšlence vytvořit mezi tělem elektrody a emisivní vložkou spoj o větší tepelné a elektrické vodivosti, než má materiál emisivní vložky. Původci technického řešení zjistili, že u elektrody, která má měděné tělo, v němž je uložena emisivní vložka z hafnia nebo wolframu, je možné dosáhnout vynikající elektrické a tepelné vodivosti při spojení vložky s tělem elektrody prostřednictvím pájky tvořené pájecí slitinou stříbra Ag, obsahující indium In.
V případě, že emisivní vložka je z hafnia, obsahuje slitina s výhodou kromě stříbra Ag a india In dále galium Ga, titan Ti, přičemž neobsahuje žádnou měď Cu, neboť ta by tvořila s hafnium křehkou fázi. Může dále obsahovat paládium Pd, zirkonium Zr, niob Nb nebo nikl Ni. V tomto případě, kdy emisivní vložka je z hafnia, je nejvýhodnější pájecí slitina sestávající z 82 % hmota. Ag, 15 % hmota. In, 2 % hmota. Ga a 1 % hmota. Ti.
V případě, že emisivní vložka je z wolframu, obsahuje slitina kromě stříbra Ag a india In dále měď Cu, mangan Mn a nikl Ni. Může dále obsahovat paládium Pd, titan Ti nebo kobalt Co.
V tomto případě, kdy emisivní vložka je z wolframu, je nejvýhodnější pájecí slitina sestávající z 64 % hmota. Ag, 6 % hmota. In, 26 % hmota. Cu, 2 % hmota. Mn a 2 % hmota. Ni.
Tloušťka vrstvy pájky nacházející se mezi tělem elektrody a emisivní vložkou z hafoia nebo wolframu je 0,005 až 0,05 mm, s výhodou 0,01 až 0,03 mm.
Na rozhraní jednotlivých vrstev se nacházejí oblasti vzájemné difúze. V rozhraní vrstvy pájky a emisivní výplně z hafnia se v materiálu hafnia nacházejí také atomy In a popřípadě Ga a Ti, a v rozhraní vrstvy pájky a měděného těla elektrody se v materiálu mědi nacházejí také atomy Ag a In. V rozhraní vrstvy pájky a emisivní výplně z wolframu se v materiálu wolframu nacházejí také atomy In a popřípadě Cu, Mn a Ni, a v rozhraní vrstvy pájky a měděného těla elektrody se v materiálu mědi nacházejí také atomy Ag a In.
Spojení emisivní vložky s tělem elektrody prostřednictvím vrstvy pájky podle technického řešení je lepší zásluhou spájení materiálu těla elektrody a materiálu emisivní vložky pomocí vložené mezivrstvy pájky, a díky vzájemné difúzi materiálů těla elektrody a vložené mezivrstvy pájky, a vzájemné difúzi materiálů emisivní vložky a vložené mezivrstvy pájky, v místě spojení těla elektrody a emisivní vložky. Díky tomuto difůznímu metalurgickému spojení je lépe odváděno teplo z emisivní vložky zahřívané od plazmového oblouku, do těla elektrody, které je ochlazováno. Spojení materiálů vzájemnou difúzí bez mezikrystalických mezer umožňuje v místě spojení přenos tepla kondukcí z emisivní vložky do těla elektrody. Materiál v místě difuzního spoje je schopen přenést kondukcí větší teplo na 1 mm2 v místě spoje, než je maximální množství tepla, které je schopen přenést kondukcí samotný materiál emisivní vložky přes průřez 1 mm2. Díky lepšímu spojení materiálu těla elektrody a emisivní vložky je dosaženo delší životnosti elektrody.
Objasnění výkresů
Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle technického řešení je podrobněji znázorněna na výkresech, na kterých obr. la zobrazuje elektrodu podle jednoho provedení technického řešení, kde tělo elektrody má tvar dutého válce, obr. 1b zobrazuje elektrodu podle jiného provedení technického řešení, kde tělo elektrody má tvar plného válce,
-2 CZ 33709 U1 obr. 2a zobrazuje elektrodu podle dalšího provedení technického řešení, kde emisivní vložka má kuželovitý tvar, obr. 2b zobrazuje elektrodu podle ještě dalšího provedení technického řešení, kde emisivní vložka má přímo ochlazovanou plochu, a obr. 3 zobrazuje elektrodu podle provedení technického řešení obdobného jako je znázorněno na obr. 2a, s emisivní vložkou, která má kuželovitý tvar s větším úhlem kužele než na obr. 2a.
Příklady uskutečnění technického řešení
Byly testovány dva různé typy plazmové elektrody 1 podle typu materiálu, ze kterého je vyrobena emisivní vložka 3. První typ tvoří elektrody 1 s emisivní vložkou 3 z hafhia, a druhý typ tvoří elektrody 1 s emisivní vložkou 3 z wolframu. Od každého z uvedených dvou typů byly vyrobeny elektrody 1 s různými testovanými pájecími slitinami jakožto pájkami 8 a byly podrobeny zkouškám trvanlivosti při řezání plazmou. Pájené spoje 4 byly dále posuzovány na vzorcích v řezu prostřednictvím mikroskopického zkoumání vyleštěných ploch.
Stejným základem pájecí slitiny pro oba typy elektrod 1 je stříbro a indium. Stříbro dodává pájecí slitině vysokou zabíhavost, elektrickou a tepelnou vodivost. Indium dodává pájecí slitině smáčivost, tekutost, plasticitu, a snižuje teplotu tavení pájecí slitiny. Stříbro a indium je slučitelné s materiálem těla 2 elektrody, kterým je podle technického řešení měď, může to však být také slitina mědi se stříbrem, a při procesu difuzního metalurgického spojování dochází přemisťování atomů stříbra a india do materiálu těla 2 elektrody v místě kontaktu s pájecí slitinou.
Kromě základních prvků stříbra a india jsou součástí pájecí slitiny prvky, které jsou slučitelné s materiálem emisivní vložky 3, a umožňují difúzi pájecí slitiny do materiálu emisivní vložky 3 v místě vzájemného kontaktu. U prvního typu elektrody 1 s emisivní vložkou 3 zhafnia jsou vhodnou součástí slitiny galium, paládium, titan, zirkonium, niob a nikl. Jako nejvýhodnější se ukázala kombinace galia a titanu. Nejlepšího výsledku s difúzí pájecí slitiny do krystalové struktury hafhia bylo při testech dosaženo s pájecí slitinou s 82 % hmotnostními stříbra, 15 % hmotnostními india, 2 % hmotnostními galia, a 1 % hmotnostním titanu. U druhého typu elektrody 1 s emisivní vložkou 3 z wolframu jsou vhodnou součástí slitiny galium, paládium, měď, titan, mangan, kobalt a nikl, přičemž jako nej výhodnější se ukázala kombinace mědi, manganu a niklu. Nejlepšího výsledku s difúzí pájecí slitiny do krystalové struktury wolframu bylo při testech dosaženo s pájecí slitinou se 64 % hmotnostními stříbra, 6 % hmotnostními india, 26 % hmotnostními mědi, 2 % hmotnostními manganu a 2 % hmotnostními niklu.
Pro dosažení pevného difuzního metalurgického spojení materiálu těla 2 elektrody a materiálu emisivní vložky 3 s pájecí slitinou je důležitá čistota a drsnost spojovaných ploch. Nejlepších výsledků bylo dosaženo, když byly styčné plochy obrobeny s drsností povrchu 1,2 až 2,8 Ra, s výhodou Ra 1,5. Po obrobení byly se styčných ploch odstraněny nečistoty a mastnota. Před pájením byly plochy těla 2 elektrody a emisivní vložky 3 vyčištěny v lázních alkoholu s pomocí ultrazvuku. Poslední fáze očištění pájených ploch bylo prováděno zahříváním ve vakuu.
Bylo zjištěno, že pro dosažení požadovaného spojení materiálu těla 2 elektrody a emisivní vložky 3 s pájecí slitinou je důležitá tloušťka vrstvy pájky 8 mezi materiálem těla 2 elektrody a materiálem emisivní vložky 3. Nejvíce se osvědčila tloušťka 0,005 až 0,05 mm, s výhodou 0,01 až 0,03 mm. Při tloušťce menší jak 0,005 mm nedochází k zatečení dostatečného množství pájecí slitiny mezi spojované plochy. Při tloušťce větší jak 0,05 mm je množství pájecí slitiny tak velké, že nedochází pouze k difúzi pájecí slitiny do pájeného materiálu, ale dochází k hloubkové erozi a/nebo natavení pájených materiálů. Vhodné tloušťky pájky 8 je možné v případě emisivní vložky 3 válcového tvaru docílit vytvořením válcového otvoru v základně těla 2 elektrody s průměrem o 0,05 mm větším než vnější průměr emisivní vložky 3 válcového tvaru, která je do
-3 CZ 33709 U1 něho následně zapájena. Pokud jde o tvar emisivní vložky 3, jako nejvýhodnější se osvědčil kuželovitý tvar otvoru v těle 2 elektrody pro emisivní vložku 3, přičemž emisivní vložka 3 má komplementární kuželovitý tvar rozšiřující se směrem k čelu trysky E U spoje kuželového tvaru bylo docíleno požadované tloušťky pájeného spoje rovnoměrně po celé ploše spojení.
Samotný proces pájení při výrobě vzorkových elektrod 1 pro provádění testů pájek probíhal v indukční vakuové peci. Na začátku procesu bylo vytvořeno vysoké vakuum s tlakem okolo 5 -10“4 Pa. Po dosažení tohoto byly pájené elektrody 1 s emisivní vložkou 3 zahřátý na 400 °C. Po dosažení této teploty byla připuštěna ochranná atmosféra argonu a tlak byl zvýšen na hodnotu okolo 10 Pa. Dále byla zvýšena teplota na hodnotu vždy o 20 °C nižší, než je pájecí teplota použité pájecí slitiny. Po prodlevě pro vyrovnání teploty byly elektrody 1 vždy zahřátý na pájecí teplotu na dobu 5 až 10 minut, která stačila na zatečení pájky 8 mezi spojované plochy. Následně byla teplota snížena vždy na hodnotu o 10 °C nižší, než je pájecí teplota, a tlak ochranné atmosféry byl zvýšen na hodnotu 5000 Pa. Tato teplota a tlak byly udržovány po dobu 20 minut. Během této doby dochází k difúzi poloplastických fází pájecí slitiny do dutin mezi jednotlivá zrna materiálu těla 2 elektrody a emisivní vložky 3.
Při následných testech vzorkových elektrod 1 bylo zjištěno, že při dosažení spojení těla 2 elektrody a emisivní vložky 3 s vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí je pro životnost elektrody 1 podstatný tvar emisivní vložky 3, a to poměr jeho průměru (v místě kontaktu s plazmovým obloukem) a jeho délky. U elektrod 1 s emisivní vložkou 3 z hafhia a s plochou těla elektrody chlazenou přímo kapalinou bylo zjištěno, že nejvyšší životnost vykazují při poměru průměru D emisivní vložky 3 a délky L emisivní vložky 3 1:1,5. Elektrody 1 s emisivní vložkou z wolframu a plochou těla 2 elektrody chlazenou přímo kapalinou vykazují nejvyšší životnost při poměru průměru D emisivní vložky 3 a délky L emisivní vložky 3 1:1.
U elektrod 1 s emisivní vložkou 3 z hafnia a plochou těla 2 elektrody chlazenou přímo plynem bylo zjištěno, že nejvyšší životnost vykazují při poměru průměru D emisivní vložky 3 a délky L emisivní vložky 3 1:2,55.
Dále jsou ve formě příkladů popsána nejlepší provedení elektrod 1 pro plazmový obloukový hořák podle technického řešení.
Příklad la
Elektroda 1 pro plazmové řezání, která je určena na proudové zatížení 200 A, podle příkladu la je znázorněna na obr. la. Elektroda 1 se skládá z měděného těla 2 ve tvaru dutého válce, ve kterém je ve výstupní části 9 emisivní vložka 3 z hafhia. Emisivní vložka 3 je v těle 2 elektrody upevněna prostřednictvím pájeného spoje 4, který tvoří pájka 8 neobsahující měď, sestávající z pájecí slitiny 82 % hmota, stříbra Ag, 15 % hmota, india In, 2 % hmota, galia Ga a 1 % hmota, titanu Ti, označované jako Ag82Inl5Ga2Til. Tloušťka vrstvy pájky 8 mezi mědí ahafhiem je 0,02 až 0,03 mm. Hafniová emisivní vložka 3 má válcovitý tvar o průměru D 1,8 mm. Délka L hafniové emisivní vložky 3 je 2,62 mm. Ve vstupní části 10 elektrody je kontaktní plocha 7. Tělo 2 elektrody obsahuje ochlazovanou plochu 6. Povrch těla 2 elektrody je pří použití chlazen přímo kapalným chladícím médiem.
Příklad 1b
Elektroda 1 pro plazmové řezání, která je určena na proudové zatížení 45 až 125 A, podle příkladu 1b je znázorněna na obr. 1b. Elektroda 1 se skládá z měděného těla 2 válcovitého tvaru, ve kterém je ve výstupní části 9 emisivní vložka 3 z hafhia. Emisivní vložka 3 je v těle 2 elektrody upevněna prostřednictvím pájeného spoje 4, který tvoří pájka 8 sestávající z pájecí slitiny stejného složení jako v příkladu la. Tloušťka vrstvy pájky 8 mezi mědí ahafhiem je 0,02 až 0,03 mm. Hafniová emisivní vložka má válcový tvar o průměru 1,4 mm. Délka hafniové emisivní vložky 3 je 3,6 mm. Povrch těla elektrody je pří použití chlazen přímo plynným
-4 CZ 33709 U1 chladícím médiem. Ve vstupní části 10 elektrody je kontaktní plocha 7. Tělo 2 elektrody obsahuje ochlazovanou plochu 6.
Příklad 2a
Elektroda 1 pro plazmové řezání určená pro proudové zatížení až 260 A, znázorněná na obr. 2a, se skládá z dutého měděného těla 2 válcovitého tvaru, ve kterém je ve výstupní části 9 emisivní vložka 3 z wolframu. Emisivní vložka 3 je v těle 2 elektrody upevněna pomocí pájeného spoje 4, který tvoří pájka 8 obsahující nikl, sestávající z pájecí slitiny 64 % hmota, stříbra Ag, 6 % hmota, india In, 26 % hmota, mědi Cu, 2 % hmota, manganu Mn a 2 % hmota, niklu Ni, označované jako Ag64In6Cu26Mn2Ni2. Tloušťka vrstvy pájky 8 mezi mědí ahafhiem je 0,01 až 0,02 mm. Wolframová emisivní vložka má kuželový tvar o průměru D 2,8 mm a úhlu X kužele 10°. Délka wolframové emisivní vložky 3 je 2,89 mm. Povrch těla elektrody je pří použití chlazen přímo kapalným chladícím médiem. Ve vstupní části 10 elektrody je kontaktní plocha 7. Tělo 2 elektrody obsahuje ochlazovanou plochu 6.
Příklad 2b
Elektroda 1 pro plazmové řezání pro proudové zatížení 300 A, znázorněná na obr. 2b, se skládá z dutého měděného těla 2 válcovitého tvaru, ve kterém je ve výstupní části 9 emisivní vložka 3 z wolframu. Emisivní vložka 3 je v těle 2 elektrody upevněna pomocí pájeného spoje 4, který tvoří pájka 8 stejného složení jako v příkladu 2a. Tloušťka vrstvy pájky 8 mezi mědí a wolframem je 0,02 až 0,03 mm. Wolframová emisivní vložka má válcový tvar o průměru 3 mm. Délka wolframové emisivní vložky 3, která v tomto provedení částečně vyčnívá dovnitř dutiny těla 1 elektrody a na opačné straně přečnívá přes čelní plochu elektrody 1, je 13,85 mm. Tělo 2 elektrody obsahuje ochlazovanou plochu 6. V tomto provedení také emisivní vložka 3 je chlazena přímo kapalným chladícím médiem, a to prostřednictvím přímo ochlazované plochy 5 emisivní vložky. Ve vstupní části 10 elektrody je kontaktní plocha 7.
Příklad 3
Elektroda 1 pro plazmové řezání určená pro proudové zatížení 20 až 160 A, která se skládá z měděného těla 2 válcového tvaru, ve kterém je ve výstupní části 9 emisivní vložka 3 z hafnia, která je s měděným tělem 2 elektrody spojena prostřednictvím pájeného spoje 4, který tvoří pájka 8 stejného složení jako v příkladu la. Tloušťka vrstvy pájky 8 mezi mědí ahafniem je 0,01 až 0,02 mm. Hafniová emisivní vložka má kuželový tvar o průměru D 1,2 mm s úhlem X kužele 18° a délkou L 1,8 mm, jak je znázorněno na obr. 3. Ve vstupní části 10 elektrody je kontaktní plocha
7. Tělo 2 elektrody obsahuje ochlazovanou plochu 6.
Claims (9)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Elektroda pro plazmový obloukový hořák, která má měděné tělo (1) elektrody, vytvořené v podstatě ve tvaru válce, jehož jeden konec, z hlediska hořáku zadní, je upraven k připojení do plazmového obloukového hořáku a v jehož druhém konci, z hlediska hořáku čelním či předním, je koaxiální otvor, v němž je uložena emisivní vložka (3) z hafnia nebo wolframu, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) z hafnia nebo wolframu je s tělem (2) elektrody spojena prostřednictvím vrstvy pájky (8) tvořené pájecí slitinou stříbra Ag, obsahující indium In.
- 2. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) je z hafnia, přičemž pájecí slitina tvořící pájku (8) je pájecí slitina stříbra Ag, obsahující indium In, galium Ga a titan Ti.-5 CZ 33709 U1
- 3. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle nároku 2, vyznačující se tím, že pájecí slitina tvořící pájku (8) je pájecí slitina sestávající z 82 % hmoto. Ag, 15 % hmota. In, 2 % hmota. Ga a 1 % hmota. Ti.
- 4. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) je z wolframu, přičemž pájecí slitina tvořící pájku (8) je pájecí slitina stříbra Ag, obsahující indium In, měď Cu, mangan Mn a nikl Ni.
- 5. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle nároku 4, vyznačující se tím, že pájecí slitina tvořící pájku (8) je pájecí slitina sestávající z 64 % hmoto. Ag, 6 % hmota. In, 26 % hmota. Cu, 2 % hmota. Mn a 2 % hmota. Ni.
- 6. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tloušťka vrstvy pájky nacházející se mezi tělem (2) elektrody a emisivní vložkou (3) z hafinia nebo wolframu je 0,01 až 0,03 mm.
- 7. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) má kuželovitý tvar rozšiřující se směrem k čelu trysky (1).
- 8. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) je uspořádána částečně vyčnívající dovnitř dutiny těla (2) elektrody, přičemž část emisivní vložky (3) vyčnívající dovnitř dutiny těla (2) elektrody tvoří přímo ochlazovanou plochu (5) emisivní vložky.
- 9. Elektroda pro plazmový obloukový hořák podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že emisivní vložka (3) má poměr průměru D ku délce L v rozsahu 1:1 až 1:2,6.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36745U CZ33709U1 (cs) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Elektroda pro plazmový obloukový hořák |
| RU2020133449U RU204320U1 (ru) | 2019-10-14 | 2020-10-12 | Электрод для плазменно-дуговой горелки |
| BR202020020991-0U BR202020020991U2 (pt) | 2019-10-14 | 2020-10-13 | Eletrodo para uma tocha de arco de plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36745U CZ33709U1 (cs) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Elektroda pro plazmový obloukový hořák |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ33709U1 true CZ33709U1 (cs) | 2020-02-11 |
Family
ID=69522883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36745U CZ33709U1 (cs) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Elektroda pro plazmový obloukový hořák |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR202020020991U2 (cs) |
| CZ (1) | CZ33709U1 (cs) |
| RU (1) | RU204320U1 (cs) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5023425A (en) * | 1990-01-17 | 1991-06-11 | Esab Welding Products, Inc. | Electrode for plasma arc torch and method of fabricating same |
| US6452130B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-09-17 | The Esab Group, Inc. | Electrode with brazed separator and method of making same |
| JP2011014295A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Chubu Electric Power Co Inc | プラズマ電極の製造方法及びプラズマ電極 |
| EP2642831A1 (de) * | 2012-03-22 | 2013-09-25 | Hollberg, Manfred | Plasma-Elektrode für einen Plasma-Lichtbogenbrenner und Verfahren zur Herstellung |
| US10639748B2 (en) * | 2017-02-24 | 2020-05-05 | Lincoln Global, Inc. | Brazed electrode for plasma cutting torch |
-
2019
- 2019-10-14 CZ CZ2019-36745U patent/CZ33709U1/cs not_active IP Right Cessation
-
2020
- 2020-10-12 RU RU2020133449U patent/RU204320U1/ru active
- 2020-10-13 BR BR202020020991-0U patent/BR202020020991U2/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR202020020991U2 (pt) | 2021-04-27 |
| RU204320U1 (ru) | 2021-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI299539B (en) | Wafer support member and semiconductor manufacturing system using the same | |
| KR101550082B1 (ko) | 접합체 | |
| US8908349B2 (en) | Member for semiconductor manufacturing apparatus | |
| US6483070B1 (en) | Electrode component thermal bonding | |
| CN100591454C (zh) | 钼铜合金与不锈钢的钨极氩弧焊工艺 | |
| WO1996033597A1 (en) | Electrode for plasma arc torch | |
| CA2440562A1 (en) | Composite electrode for a plasma arc torch | |
| JP2011527979A (ja) | ＳｉＣ−ダイヤモンドを接合する方法 | |
| EP2397246A1 (en) | Joined body | |
| US3363086A (en) | Resistance spot welding of columbium alloy | |
| CN108422058B (zh) | 用于Al2O3陶瓷与金属连接的金基钎料及其焊接方法 | |
| JPH04228480A (ja) | 高温安定性複合体及びその製法 | |
| US6984358B2 (en) | Diffusion bonding process of two-phase metal alloys | |
| CN105127534A (zh) | 一种钨基粉末合金模具钎焊连接方法 | |
| RU204342U1 (ru) | Электрод для плазменно-дуговой горелки | |
| JPH08506315A (ja) | 高耐熱構造部品 | |
| CN102485698A (zh) | 黄铜与碳化硅陶瓷的连接方法及其连接件 | |
| CZ33709U1 (cs) | Elektroda pro plazmový obloukový hořák | |
| JP2010111523A (ja) | 通電体を内蔵するセラミックス部材とその製造方法 | |
| CN103121143A (zh) | 一种等离子切割焊炬的电极及其制造方法 | |
| JPH10144459A (ja) | 通電発熱体 | |
| JP3681824B2 (ja) | セラミックスの接合体およびセラミックスの接合方法 | |
| CN114260614A (zh) | 一种TZM合金/石墨的Ti-Cr钎料及其钎焊工艺 | |
| EP2216795B1 (fr) | Contact electrique, procede d'assemblage par soudure d'une pastille de contact sur un support metallique pour realiser un tel contact. | |
| JPS60231597A (ja) | 抵抗溶接用電極材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200211 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231014 |