DD145359A1 - Nichtschmelzende elektrode - Google Patents
Nichtschmelzende elektrode Download PDFInfo
- Publication number
- DD145359A1 DD145359A1 DD79214272A DD21427279A DD145359A1 DD 145359 A1 DD145359 A1 DD 145359A1 DD 79214272 A DD79214272 A DD 79214272A DD 21427279 A DD21427279 A DD 21427279A DD 145359 A1 DD145359 A1 DD 145359A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- sleeve
- electrode
- active insert
- active
- diameter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/06—Electrodes
- H05B7/08—Electrodes non-consumable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0205—Non-consumable electrodes; C-electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Elektroden, insbesondere nichtschmel~ zende Elektroden für elektrische Lichtbogenvorgänge. Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft beim Schmelzen und Umschmelzen, Schneiden und Schweißen von Metallen und beim Auftragen von Überzügen verwendet werden.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist die Bauart einer nichtschmelzenden Elektrode, vorzüglich einer Katode bekannt, die zum Betrieb in verschiedenen plasmabildenden Medien bestimmt ist (s. US-PS 3 198 932). Diese nichtschmelzende Elektrode besteht aus einem wassergekühlten Elektrodenhalter mit einer in ihm befestigten Kupferhülse, in der der in Form eines zylindrischen Stabes ausgeführte aktive Einsatz z. B. mittels Lötung oder Pressung befestigt wird.
Bei einer solchen Form des aktiven Einsatzes arbeitet die nichtschmelzende Elektrode stabil und sicher mit einem Strom des elektrischen Lichtbogens bis 300 A, bei dessen Überschreitung eine Erhitzung der Elektrode über die zulässigen Grenztemperaturen und als Folge dessen eine Zerstörung der Elektrode geschieht.
Die Betriebsdauer der nichtschmelzenden Elektrode kann durch eine Vergrößerung der gekühlten Oberfläche des Hohlraums der Hülse verlängert werden.
Es iat eine nichtschmelzende Elektrode bekannt (s. SU-PS 420 222), die aus einem wassergekühlten elektrisch leitenden Gehäuse besteht, in dem eine aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgeführte Hülse mit einem in diese eingesetzten aktiven Einsatz zylindrischer Form befestigt ist.
"'; FpO. IiJHOiS '.l{l '7/, - '
23. 1. 1980
WP H 05 Β/214 272
55 892/17
Dabei ist die wassergekühlte Oberfläche der Hülse in Form einer Parabel ausgeführt»
Die Ausführung der wassergekühlten Oberfläche der Hülse in Form einer Parabel steigert die Intensität deren Kühlung, wodurch die Ausbrenngeschwindigkeit des aktiven Einsatzes herabgesetzt, die Arbeitslänge des aktiven Einsatzes vergrößert und die Betriebsdauer der nichtschmelzenden Elektrode verlängert wird.
Wegen der Flächenvergrößerung der Hülsenabschnitte, die besonders nahe an der wäriseableitenden Oberfläche liegen und unter Bedingungen arbeiten, die den kritischen Bedingungen in bezug auf die Dichte des Y/ärmestroms5 der durch die Kühl-· flüssigkeit fließt, nahe liegen, wird jedoch die Betriebseicherheit der nichtschmelzenden Elektrode verschlechtert.
Die oben beschriebenen nichtschmelzenden Elektroden weisen eine niedrige Wärmebeständigkeit auf, und sie können nur zum Plasmaschneiden mit Luft nur bei einem Strom bei 300 A verwendet werden.
Zur Charakterisierung der Wärmebeständigkeit einer nichtschmelzenden Elektrode «nirde der Wert des Grenzwärmestroms benutzt, d. h„ die in die Elektrode eintretende summarische Wärmemenge, der die nicHtschmelzende Elektrode bei mehrmaligen Einschaltungen ohne Zerstörung standzuhalten imstande ist.
Die Wärmebeständigkeit der nichtschmelzenden Elektrode kann durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem aktiven Einsatz und der gekühlten Hülse erhöht werden.
Es ist eine Katode für einen Gleichstrom-Plasmabrenner bekannt (s. AT-PS 271 653), die einen Elektrodenhalter und eine in ihm befestigte Hülse enthält, die aus wärme- und
23. 1. 1980
VVP H 05 B/214 272
55 892/17
elektriech-leitfähigen Werkstoffen ausgeführt sind und einen gemeinsamen Hohlraum für die Zuleitung der Kühlflüssigkeit besitzen, sowie einen starr in der Hülse befestigten aktiven Einsatz aufweist, der in Form eines Kegelstumpfs ausgeführt ist, dessen größere Grundfläche dem Kühlhohlraum zugewendet ist und eine in Form eines Kegels mit spitzwinkeliger Kegelspitze ausgeführte Vertiefung hat, wobei die Spitze dem Anschlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens zugekehrt ist.
Bei der Verwendung des aktiven Einsatzes in Porm eines Kegelstumpfs wird außer einer Vergrößerung seiner Kontaktfläche mit der gekühlten Hülse gleichzeitig auch ein zusätzlicher positiver Effekt erzielt, der darin besteht, daß die dem Wert der aufzunehmenden Wärmebelastungen nach am meisten beanspruchten Abschnitte der wassergekühlten Hülsenobe.rfläche durch den in Richtung zu dieser Oberfläche sich aufweitenden aktiven Einsatz abgeschirmt werden, dessen Werkstoff stets eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zum Werkstoff der Hülse hat.
Durch die Vergrößerung der linearen Abmessungen des aktiven Einsatzes in radialer Richtung infolge der Aufweitung des Kegels wird jedoch die Wirksamkeit der Kühlung des zentralen Teils des aktiven Einsatzes herabgesetzt. Zur Kompensierung dieses Effekts ist an der dem Kühlhohlraum zugewandten Oberfläche des aktiven Einsatzes eine Vertiefung in Form eines Kegels mit spitzwinkeliger Kegelspitze vorhanden, die dem Anschlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens zugekehrt ist.
Das Vorhandensein einer Vertiefung an der dem Kühlhohlraum zugewandten Oberfläche des Einsatzes führt zu einer Reduzierung des Abstands längs der Normalen von der Anschlußoberfläche des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Licht-
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
bogens, die praktisch den gesamten Wärmestrom aus dem elektrischen Lichtbogen aufnimmt, bis zur Hülse und gleichseitig au einer Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem aktiven Einsatz und der Hülse»
Es ist allgemein bekannt, daß bei einer solchen Form der Vertiefung rings um die spitzwinkelige Kegelspitze ein Gebiet hoher Temperaturgradienten und der durch diese bedingten hohen mechanischen Spannungen entsteht, v/as unvermeidlich zu einer Beschleunigung der Zerstörung des Einsatzes beim Betrieb der Elektrode j besonders in den Betriebszuständen mit intermittierenden Einschaltungen beim Plasmaschneiden, Schweißen und ähnlichen technologischen Vorgängen, führt.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung des Aufbaus einer nichtschmelzenden Elektrode für elektrische Lichtbogenvorgänge, die eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.
Darlegung _des Wesens der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, zur Gewährleistung eines stabilen und sicheren Betriebs der Elektrode bestimmte Anforderungen an deren Kühlung zu erfüllen.
Vor allem ist erforderlich, daß die maximale Temperatur im aktiven Einsatz die Verdampfungstemperatur des Werkstoffs nicht überschreitet,, Diese Bedingung muß an der am meisten v?armebelasteten Oberfläche des aktiven Einsatzes im Anschlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens an den Einsatz erfüllt werden.
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
— 5 -*
Weiterhin ist erforderlich, daß die Temperatur der Hülse die Schmelztemperatur ihres Werkstoffs nicht überschreitet, da die Hülse unter den Bedingungen hoher mechanischer Beanspruchungen, die durch die großen, bei der Arbeit der Elektrode entstehenden Temperaturgradienten hervorgerufen werden, eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen muß.
Außerdem darf die Dichte des Wä'rmestfoms an der Oberfläche des flüssigkeitsgekühlten Hohlraums der Hülse, d. h. die durch eine Flächeneinheit dieser Oberfläche durchfließende Wärmemenge, einen gewissen kritischen Wert nicht überschreiten, oberhalb dessen das Kühlsystem keine ausreichende Wärmeableitung gewährleisten kann, und es wird der stabile und sichere Betrieb der Elektrode gestört.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vertiefung in Form eines Kugelsegments gelöst.
Es ist zweckmäßig, die Parameter des Kugelsegments durch die Höhe des Kegels, der den aktiven Einsatz bildet, und den Durchmesser seiner kleineren Grundfläche zu bestimmen und aus folgenden Beziehungen zu wählen:
= 0,3...0,7; D + 2H> d > 0,8D
Hierin sind:
H - Höhe des aktiven Einsatzes,
h - Höhe des Kugelsegments,
D - Durchmesser der Oberfläche des aktiven Einsatzes im An schlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens an denselben,
d - Durchmesser der Grundfläche des Kugslsegments.
23. 1. 1980
WF H 05 B/214 272
55 892/17
Die genannten Grenzen der Beziehungen zwischen den Abmessungen des Kugelsegments und-den Abmessungen des aktiven Einsatzes sind aus folgenden experimental bestätigten Überlegungen gewählt:
Bei einer Höhe des Kugelsegments geringer als O9 3 der Höhe des aktiven Einsatzes und bei einem Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments geringer als 0,8 des Durchmessers des aktiven Einsatzes im Anschlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens ist die Kontaktfläche zwischen dem Kupfer mit der hohen Wärmeleitfähigkeit und dem aktiven Einsatz gering, wodurch der aktive Einsatz nicht ausreichend wirksam gekühlt wird«
Deshalb wird die Oberfläche des aktiven Einsatzes im Anschlußbereich des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens an denselben, die den Bedingungen der höchsten Beanspruchungen in bezug auf den Wert der Dichte des Wärme-Stroms ausgesetzt ist, über die zulässige Temperatur überhitzt, die durch die Schmelztemperatur des Werkstoffs des aktiven Einsatzes (für Graphit beträgt sie 3700 0C) bestimmt ist.
Infolgedessen geschieht ein Ausbrennen des Werkstoffs des aktiven Einsatzes (des Graphits), es wird der stabile Betrieb der nichtschmelzenden Elektrode gestört, die Wärmebeanspruchung steigt an, und die Elektrode wird zerstört.
Bei einer Höhe des Kugelsegments größer als 0,7 der Höhe des aktiven Einsatzes werden die Kühlbedingungen des aktiven Einsatzes in bezug auf die maximalen zulässigen Temperaturen eingehalten. Dabei wird jedoch die Temperatur des aktiven Einsatzes wegen des großen Abstands von der Kühlflüssigkeit und der Nähe der Kontaktfläche zwischen dem Kugelsegment und dem aktiven Einsatz von dem hochtemperaturigen Anschlußbareich
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
des elektrischen Lichtbogens die Schmelztemperatur des Werkstoffs der Hülse (für Kupfer 1083 0C) überschreiten. Als Folge dieses Umstände geschieht eine Herabsetzung der mechanischen Festigkeit der Elektrode.
Der obere Grenzwert des Durchmessers der Grundfläche des Kugelsegments wird durch die Größe des Durchmessers der dem Kühlhohlraum zugewandten Oberfläche des aktiven Einsatzes begrenzt.
Es wurde experimental festgestellt, daß der Winkel c<~ an der Grundfläche des Kegels zweckmäßigerweise in den Grenzen von 45 - .60° gewählt werden soll. Deshalb darf der maximale' Wert des Durchmessers d der Grundfläche des Kugelsegments den Wert D + 2H nicht überschreiten.
Ausflihrunfisb ei spiel
Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben. Die beiliegenden Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1; eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen nichtschmelzenden Elektrode, einen Längsschnitt;
Fifi. 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen aktiven Einsatzes, einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab.
Die nichtschmelzende Elektrode für elektrische Lichtbogenvorgänge besteht aus einem wassergekühlten Gehäuse 1 (Fig. 1) und einer in ihm befestigten Hülse 2, die aus einem wärme- und elektrisch-leitenden Werkstoff, in der Regel aus Kupfer mit hohem Reinheitsgrad, ausgeführt wird.
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
— 8 —
Zur Kühlung der nichtschmelzenden Elektrode sind im Innern des Gehäuses 1 und der Hülse 2 ein zentraler Hohlraum 3 und ein seitlicher Hohlraum 4 ausgeführt, die koaxial angeordnet sind und miteinander nicht kommunizieren.
In den zentralen Hohlraum 3 wird die Kühlflüssigkeit durch einen Rohrstutzen 5 eingeleitet und durch einen Hohlraum 6 und einen Rohrstutzen 7 aus diesem abgeleitet. In den seitlichen Hohlraum 4 wird die Kühlflüssigkeit durch einen Rohrstutzen 8 eingeleitet und durch einen Hohlraum 9 und einen Rohrstutzen 10 aus diesem abgeleitet« In der Hülse 2 ist durch Einpressung oder Lötung ein aktiver Einsatz 11 befestigt, der in Form eines Kegelstumpfs ausgeführt wird, dessen größere Grundfläche den Kühlhohlräumen 3; 6 zugewandt ist.
In der großen Grundfläche des aktiven Einsatz 11 (Pig. 2) bildenden Kegels ist eine Vertiefung 12 in Form eines Kugelsegments ausgebildet.
H, D sind Höhe des den aktiven Einsatz 11 bildenden Kegels bzw. Durchmesser dessen kleinerer Grundfläche,
h, d sind Höhe bzw. Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments 12,
cC ist Winkel an der Grundfläche des Kegels.
Der negative Pol einer Speisungsquelle 13 wird dem Gehäuse 1 und der positive Pol einer Anode 14 zugeschaltet, die einen Hohlraum 15 für deren Kühlung hat.
Die Kanäle 16 in einer aus Wärme- und Elektroisolat.ionsstoff hergestellten Buchse 17 sind zur Zuleitung des plasmabildenden Gemisches in den Zwischenelektrodenraum (Lichtbogenstrekke) bestimmt.
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
Die erfindungsgemäße Elektrode wirkt folgenderweise:
Über den Rohrstutzen 5 und den Rohrstutzen 8 wird das Wasser in den zentralen Hohlraum 3 und den seitlichen Hohlraum 4 zur Kühlung des Gehäuses 1 und der Hülse 2 zugeleitet. Dabei wird das V/asser in den zentralen Hohlraum 3 mit einer .um das 2- bis 3fache höheren Intensität als in den seitlichen Hohlraum 4 zugeleitet.
Aus dem zentralen Hohlraum 3 wird das V/asser über den Hohlraum 6 und den Rohrstutzen 7 und aus dem seitlichen Hohlraum 4 über den hohlraum 9 und den Rohrstutzen 10 abgeleitet. Zur Kühlung der Anode 14 wird die Kühlflüssigkeit in den Hohlraum 15 geleitet.
Das plasmabildende Gasgemisch wird durch die Kanäle 16 in der Buchse 17 in den Zwischenelektrodenraum gefördert. Nach dem Einschalten der Speisungsquelle 13 wird der elektrische Lichtbogen gezündet.
Infolge des Vorhandenseins der Vertiefung 12 (in Form eines Kugelsegments) an der dem Kühlhohlraum zugewandten Oberfläche des aktiven Einsatzes 11 werden die Kuhlbedingungen des aktiven Einsatzes verbessert, und die Elektrode arbeitet ohne Ausbrennung und ohne Überschreitung der Schmelztemperatur des Werkstoffs der wassergekühlten Hülse.
In der Tabelle 1 sind die Temperaturen an den charakteristischen Punkten des aktiven Einsatzes 11 angegeben, die bei einer Verwendung der nichtschmelzenden Elektrode als Katode eines elektrischen Gleichstromlichtbogens, der mit einem Strom von 1000 A in einem aus Erdgas und Kohlenstoffdioxid bestehenden plasmabildenden Medium brannte und eine Wärme-
ET ρ
Übertragungszahl zum Kühlwasser von 2x1 O^ W/m Grad aufwies, erhalten wurden.
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
- 10 -
Zur Charakterisierung des Zustandes der Katode sind zwei charakteristische, besonders wärmebelastete Punkte benutzt worden: A (Pig, 2), der sich in der Mitte der Arbeitsoberfläche des aktiven Einsatzes 11 befand und an dem der Anschluß des elektrodennahen Gebiets des elektrischen Lichtbogens geschah, und C, der sich am Höchstpunkt des Kugelsegments der Vertiefung 12 befand.
Die in der Tabelle 1 angeführten Daten gelten für eine Katode, deren aktiver Einsatz folgende Abmessungen hatte:
Höfce des aktiven Einsatzes H = 3·10 ^m,
Durchmesser der kleineren Grundfläche des ·
ran O
den aktiven Einsatz bildenden Kegels D = 2e10°"^m.
Die Parameter des Kugelsegments sind in der Tabelle 1 in relativen Werten angegeben.
23. 1. 1980
WP H 05 B/214
55 892/17
Temperatur in den charakteri stischen Punkten, 0C -
Parameter des Kugelsegments
Variante Kr.
5_
h = O,35H h = O,65H h = 0,5H . h = 0,5H h = O,25H h = 0,75H h = 0,5H d = 1,05D d = 1,05D d = O,85D d = 1, OD d = 1.05D d = 1,05D d = O,75D
3680 | 3520 | 3b80 | 3640 | .3730 | 3480 | 3710 |
580 | 1070 | 820 | 830 | 490 | 1095 | 805 |
23. 1. 1980
WP H 05 Β/2Η 272
55 892/17
1Jd
Aue den Daten der Tabelle 1 folgt, daß beim Nichteinhalten der Bedingungen h > 0,3H oder d > 0,8D (Beispiel 5» 7) die Temperatur im Punkt A die Schmelztemperatur des Graphits (3700 0C) überschreitet, was zu einem Ausbrennen des aktiven Einsatzes 11 führt. Das schließt die Möglichkeit der Arbeit der Katode im besonders günstigen Betriebszustand der ständigen Erneuerung aus dera plasmabildenden· Medium aus. Beim Nichteinhalten der Bedingung h < 0,7H (Beispiel 6) überschreitet die Temperatur im Punkt C die Schmelztemperatur des Kupfers (Schmelztemperatur des Kupfers 1083 C), was zu einer mechanischen Zerstörung der Katode führt. Beim Einhalten der Bedingungen h = (0,3 + 0,7)H (Beispiele 1 bis 4) überschreiten die Temperaturen im Punkt A und im Punkt C die für die Werkstoffe des aktiven Einsatzes 11 und der Hülse 2 zulässigen Temperaturen nicht.
Kachfolgend werden Beispiele der Prüfung der erfindungsgemäßen Bauart nichtschmelzender Elektroden bei verschiedenen Betriebsvorgängen und unter verschiedenen Bedingungen angeführt.
•Zur Plasmaschweißung im Gemisch CH. + COp wurde eine nichtschmelzende Katode benutzt, deren Aufbau in der Fig. 1 dargestellt ist, jedoch ohne den zusätzlichen koaxialen Hohlraum 9 zur seitlichen Kühlung. Bs lagen folgende Prüfbedingungen vor:
Zusammensetzung des plasmabildenden Gemisches: Methan CH^ und
Kohlenstoffdioxid CO2
Stromstärke . 500 A
Durchsatz des Gaegemisches ' 1500 l/h Durchsatz des Wassers im zentralen Kühlhohlraum 200 g/s
23. 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
- 13 -
Geometrische Parameter:
Höhe des aktiven Einsatzes Durchmesser der kleineren Grundfläche des aktiven Einsatzes Durchmesser der größeren Grundfläche des aktiven Einsatzes Höhe des Kugelsegments Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments
3.1 | 0~3m |
2,2 | .10""3In |
5»2 1.1 | . 10""3m 0~3m |
2,0 | . 10~3m |
Die Ergebnisse der Prüfungen haben gezeigt, daß die Katode stabil ohne Änderung der Geometrie des aktiven Einsatzes und mit einer gleichbleibenden Größe des in die Katode eintretenden Wärmestroms von 1,2 kW arbeitet.
Zum Erhalten der Reduziertülle CH.+COg wurde ein Plasmatron mit nichtschmelzender Katode verwendet, deren Aufbau in der Pig,. 1 dargestellt ist, jedoch ohne den zusätzlichen koaxialen Hohlraum 9 zur seitlichen Kühlung, Es lagen folgende Prüfbedingungen vor:
Zusammensetzung des plasmabildenden Gemisches: Erdgas und Kohlenstoffdioxid 800 A 5000 l/h
Stromstärke
Durchsatz des Gasgemisches Durchsatz des Wassers im zentralen Kühlhohlraum Geometrische Parameter:
Höhe des aktiven Einsatzes
Durchmesser der kleineren Grundfläche
des aktiven Einsatzes
300 g/s 3.1O~3m
2,2.10~3m
23. 1. 1930
WP H 05 B/214 272
55 892/17
- 14 -
Durchmesser der größeren Grundfläche des aktiven Einsatzes Höhe des Kugelsegments Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments
5,2.1O~3ffi 1,5.1O"3m
3,5.1O~3m
Die Ergebnisse der Prüfungen haben gezeigt, daß die Katode stabil ohne Änderung der Geometrie des aktiven Einsatzes und mit einer gleichbleibenden Größe des in die Katode eintretenden Wärmestroms von 2,2 kW arbeitet.
Zum Plasmaschneiden wurde ein Plasmatron mit nichtschmelzender Elektrode verwendet, deren Aufbau in der Fig. 1 dargestellt ist, jedoch ohne den zusätzlichen koaxialen Hohlraum zur seitlichen Kühlung der Katode, Es lagen folgende Prüfbedingungen vor:
Zusammensetzung des plasmabildenden Gemisches:
Stromstärke
Durchsatz des Gasgemisches Durchsatz des Wassers im zentralen Kühlhohlraum Geometrische Parameter:
Höhe des aktiven Einsatzes Durchmesser der kleineren Grundfläche des aktiven Einsatzes Durchmesser der größeren Grundfläche des aktiven Einsatzes . Höhe des Kugelsegments Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments
Erdgas und Luft 500 A 6000 l/h
450 g/s 4.1O~3m 2,2.10""3In
6,5.1O""3m 2,6.1O~3m
4,5.1O~3m
23* 1. 1980
WP H 05 B/214 272
55 892/17
- 15 -
Die Ergebnisse der Prüfungen haben gezeigt, daß die Katode stabil ohne geometrische Änderung des aktiven Einsatzes und mit einer gleichbleibenden Größe des in die Katode eintretenden WärmeStroms von 2,0 kW arbeitet.
Das Vorhandensein der Vertiefung in Form eines dem Kühlhohlraum zugewandten Kugelsegments an der Oberfläche des aktiven Einsatzes gestattet es also, einerseits die Kühlbedingungen des zentralen Teils des aktiven Einsatzes infolge der Verminderung des Abstands von der Arbeitsoberfläche des Einsatzes bis zur wassergekühlten Hülse zu verbessern, und führt andererseits zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Temperatur über die zentrale wassergekühlte Oberfläche der Hülse infolge der Vergrößerung deren Kontaktfläche mit dem aktiven Einsatz,
Die Parameter des Kugelsegments üben also einen wesentlichen Einfluß sowohl auf den Charakter der Temperaturverteilung im aktiven Einsatz und in der wassergekühlten Hülse als auch auf die Werte der maximalen Temperaturen in diesen am meisten wärmebelasteten Elementen des Aufhaus der Elektrode aus. Durch eine entsprechende Wahl der Parameter des Kugelsegments kann die Arbeit der Elektrode ohne Überschreitung der Grenztemperatüren sowohl für den Werkstoff des aktiven Einsatzes als auch für den Werkstoff der Hülse gewährleistet werden.
Die Verwendung der Erfindung gestattet es, die Wärmebeständigkeit des Aufbaus der nichtschmelzenden Elektrode und de-" ren Betriebsdauer bei erhöhten Wärmebelastungen zu vergrößern. · .
Claims (2)
1. Nichtschmelzende Elektrode für elektrische Lichtbogenvorgänge, die aus einem Gehäuse und einer darin befestigten Hülse besteht, Gehäuse und Hülse bestehen aus wärme- und elektrisch-leitenden Werkstoffen und weisen gemeinsame Hohlräume für die Zuführung der Kühlflüssigkeit auf und haben einen starr in der Hülse befestigten aktiven Einsatz in Form eines Kegelstumpfs, dessen größere Grundfläche eine Vertiefung hat und dem Kühlhohlraum zugewandt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Vertiefung (12) die .Form eines Kugelsegments besitzt.
2. Uichtschmelzende Elektrode nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß die Parameter des Kugelsegments durch die Höhe des Kegels, der den aktiven Einsatz (11) bildet, und den Durchmesser seiner kleineren Grundfläche bestimmt sind und aus folgenden Beziehungen gewählt werden:
h = H(O,3 + 0,7); D + 2H > d > 0,8D
Hierin sind:
H - Höhe des Kegels,
h, - Höhe des Kugelsegments,
D - Durchmesser der kleineren Grundfläche des Kegels,
d - Durchmesser der Grundfläche des Kugelsegments,
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782630651A SU841871A1 (ru) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | Неплав щийс электрод дл дуговыхпРОцЕССОВ |
SU792718551A SU919839A2 (ru) | 1979-02-14 | 1979-02-14 | Неплав щийс электрод дл дуговых процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD145359A1 true DD145359A1 (de) | 1980-12-03 |
Family
ID=26665673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD79214272A DD145359A1 (de) | 1978-07-11 | 1979-07-11 | Nichtschmelzende elektrode |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4304980A (de) |
AU (1) | AU527499B2 (de) |
CA (1) | CA1141806A (de) |
CS (1) | CS204727B1 (de) |
DD (1) | DD145359A1 (de) |
DE (1) | DE2927996A1 (de) |
FR (1) | FR2431235B1 (de) |
SE (1) | SE447076B (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4559651A (en) * | 1983-12-20 | 1985-12-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hot-water washing apparatus for personal hygiene |
US4810851A (en) * | 1985-07-22 | 1989-03-07 | Gossudarsvenny Proektny i Nauchno-Issledovatelsky Institute Nikelevo-Kobaltovoi Promyshylennosti | Method of constantly restoring an electrode during plasma treatment of materials |
US4907407A (en) * | 1988-02-10 | 1990-03-13 | Olin Corporation | Lifetime arcjet thruster |
MX173237B (es) * | 1990-08-21 | 1994-02-10 | Blas Diaz Pena | Mejoras en electrodo para hornos electricos de fundicion de metales, no consumible y enfriado por agua |
US5455401A (en) * | 1994-10-12 | 1995-10-03 | Aerojet General Corporation | Plasma torch electrode |
DE19608554C1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-07-17 | Anton Wallner | Plasmabrenner für das Plasma-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen mit einer nicht abschmelzenden, wassergekühlten Elektrode |
JP4240728B2 (ja) * | 2000-02-09 | 2009-03-18 | 株式会社東芝 | 3次元軸流タービン段落 |
JP4040284B2 (ja) * | 2001-11-08 | 2008-01-30 | 住友大阪セメント株式会社 | プラズマ発生用電極内蔵型サセプタ及びその製造方法 |
EP2681976B1 (de) | 2011-02-28 | 2020-05-27 | Victor Equipment Company | Herstellungsverfahren für hochstromelektrode für einen lichtbogen-plasmabrenner |
DE102015001455A1 (de) | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Linde Aktiengesellschaft | Elektrode für einen Schweißbrenner zum Wolfram-Schutzgasschweißen und Schweißbrenner mit solcher Elektrode |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2774859A (en) * | 1951-07-12 | 1956-12-18 | Warren Alloy | Electrode |
NL290760A (de) * | 1962-03-30 | |||
GB1100211A (en) * | 1965-04-26 | 1968-01-24 | Charles Sheer | Improvements in or relating to an apparatus and method of transferring large amounts of energy to fluid |
AT271653B (de) * | 1965-09-18 | 1969-06-10 | Inst Badan Jadrowych | Kathode für Plasmabrenner |
US3408518A (en) * | 1966-10-03 | 1968-10-29 | Strupczewski Andrzej | Composite cathode for use in an arc plasma torch |
DE1300865B (de) * | 1967-11-07 | 1969-08-07 | Kloeckner Wilhelm | Klemmring und Spannvorrichtung fuer Innenhuellen von Lagertanks |
DE1940040A1 (de) * | 1968-08-07 | 1970-03-12 | Hitachi Ltd | Plasmabrenner |
FR2044232A5 (en) * | 1969-05-13 | 1971-02-19 | Inst Elektroswarki Patona | Non-consumable electrode for arcing - processes |
DE2253952A1 (de) * | 1971-11-03 | 1973-05-10 | Mchugh Vincent Kenneth | Behaelter zur lagerung von fliessfaehigen stoffen |
DD96879A1 (de) * | 1972-02-29 | 1973-04-12 | ||
FR2173874A1 (en) * | 1972-02-29 | 1973-10-12 | Inst Elektroswarki Patona | Plasma arc cutting electrode - has parabola shaped cathode insert to improve life |
US3944778A (en) * | 1974-05-14 | 1976-03-16 | David Grigorievich Bykhovsky | Electrode assembly of plasmatron |
US4059743A (en) * | 1974-10-28 | 1977-11-22 | Eduard Migranovich Esibian | Plasma arc cutting torch |
US4133987A (en) * | 1977-12-07 | 1979-01-09 | Institut Elektrosvarki Imeni E.O. Patona Adakemii Nauk | Electrode assembly for plasma arc torches |
-
1979
- 1979-07-09 US US06/055,742 patent/US4304980A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-07-09 SE SE7905970A patent/SE447076B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-07-11 DD DD79214272A patent/DD145359A1/de unknown
- 1979-07-11 FR FR7918001A patent/FR2431235B1/fr not_active Expired
- 1979-07-11 CA CA000331595A patent/CA1141806A/en not_active Expired
- 1979-07-11 DE DE19792927996 patent/DE2927996A1/de active Granted
- 1979-07-11 CS CS794859A patent/CS204727B1/cs unknown
- 1979-09-07 AU AU50672/79A patent/AU527499B2/en not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU5067279A (en) | 1980-08-21 |
DE2927996C2 (de) | 1988-04-14 |
DE2927996A1 (de) | 1980-01-24 |
SE447076B (sv) | 1986-10-27 |
FR2431235B1 (fr) | 1984-08-17 |
US4304980A (en) | 1981-12-08 |
CS204727B1 (en) | 1981-04-30 |
AU527499B2 (en) | 1983-03-10 |
FR2431235A1 (fr) | 1980-02-08 |
CA1141806A (en) | 1983-02-22 |
SE7905970L (sv) | 1980-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2755560C3 (de) | Elektrodeneinheit für Plasmatrone | |
DE68919740T2 (de) | Plasmabrenner mit transferiertem Bogen. | |
DE2900330A1 (de) | Verfahren zur plasmaerzeugung in einem plasma-lichtbogen-generator und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE1109285B (de) | Lichtbogenplasmabrenner mit einschnuerender Duese und Vorzugselektroden | |
DD145359A1 (de) | Nichtschmelzende elektrode | |
DE2913464C3 (de) | Gleichstrom-Plasmabrenner | |
CH629056A5 (de) | Elektrode fuer lichtbogenoefen. | |
DE2633510C3 (de) | Plasmatron | |
DE4130397A1 (de) | Gleichstromofen mit einer herdelektrode, herdelektrode und elektrodenblock sowie betriebsverfahren fuer diesen ofen | |
DE1440628B2 (de) | Lichtbogenbrenner fuer einen lichtbogenofen | |
AT505813A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines plasmabrenners und plasmabrenner | |
DE2513098A1 (de) | Plasmabrenner fuer lichtbogenofen | |
WO2007025505A2 (de) | Plasmaschweiss- und schneidbrenner mit einem kühlsystem | |
CH653201A5 (en) | Hollow electrode for feeding arc furnaces | |
EP0414759B1 (de) | Verschleissarme elektrode in gleichstromlichtbogenofen | |
DE19953928B4 (de) | Plasmaerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von thermischen Lichtbogenplasmen | |
EP0050679B1 (de) | Elektrode für Schmelzflusselektrolyse | |
DE2422322C3 (de) | Elektrode für einen Plasmabrenner | |
AT216480B (de) | Lichtbogenbrenner | |
DE1440628C (de) | Lichtbogenbrenner für einen Lichtbo genofen | |
EP0074567A1 (de) | Axial verschiebbare Elektrodenhalter zum Einsatz bei der Schmelzflusselektrolyse | |
AT235425B (de) | Plasmaspritzbrenner | |
DE228889C (de) | ||
DE2723901C2 (de) | Indirekt geheizter, thermisch emittierender Katodenblock für Elektronenkanonen | |
DE1230937B (de) | Verfahren zum Schmelzen von reaktiven, mindestens bei erhoehter Temperatur elektrisch leitenden Stoffen |