DE1907252B2 - - Google Patents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- 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
-
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- 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
-
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Description
1 2
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ein- durch eine ausführliche Beschreibung eines kpn-
richtungen zur Plasmabearbeitung von Materialien, kreten Beispiels ihrer Ausführung und durch die
insbesondere auf Einrichtungen zur Plasmabearbei- Zeichnung erläutert, in der die Einrichtung zum
tung von Materialien in aktiven Medien, Vorzugs- Plasmabrennschneiden von Metallen in aktiven Me-
weise zum Schneiden von Metallen. 5 dien schematisch dargestellt ist.
Sie kann auch zur Oberflächenabschmelzung, Die Einrichtung zum Plasmabrennschneiden von
beispielsweise zum Entfernen der mit Fehlern be- Metallen in aktiven Medien stellt ein Gehäuse 1 dar,
hafteten Oberflächenschicht an Guß- und Walz- in dem ein Katodenhalter 2 eingeschlossen und eine
erzeugnissen oder zur örtlichen Beseitigung von Düse 3 mit einem zentralen Kanal 4 angeordnet ist,
Fehlstellen an Einzelteilen (Risse, Lunker, Haute) ίο der zur Stabilisierung der Bogenentladung 5 beangewendet
werden. Die Erfindung kann ferner auch stimmt ist.
zur Erhitzung von aktiven Gasen und deren Ge- Zur Verhinderung der Entstehung des Doppelmischen
sowie zur thermochemischen Oberflächen- bogens bei zufälliger Berührung der Düse 3 und
bearbeitung von Materialien, so z. B. zur Nitrierung, eines zu bearbeitenden Werkstücks 6 oder zur Er-Einsatzhärtung
und ähnlichen Prozessen Anwendung 15 höhung der Gesamtlänge des Stabilisierungskanals 4
finden. kann mindestens noch eine Düse 7 (in der Zeich-
Die vorliegende Erfindung kann sowohl mit zusatz- nung durch Strichlinie angedeutet) angeordnet
lichem Schutz der Katodeneinheit, wie auch ohne werden,
denselben angewendet werden. Der Katodenhalter 2 ist aus Kupfer oder einer
Allgemein bekannt ist eine Einrichtung zur 20 Legierung auf Kupferbasis hergestellt und mittels
Plasmabearbeitung von Materialien in aktiven Me- einer Isolierhülse 8 im Gehäuse 1 befestigt, wobei er
dien, vorzugsweise zum Schneiden von Metallen, die von einem Kältemittel gekühlt wird, das durch ein
einen Katodenhalter, der aus Kupfer oder einer Rohr 9 zugeführt wird, welches innerhalb des
Legierung auf Kupferbasis ausgeführt ist, mit einer Katodenhalters angeordnet ist. Die Düsen 3 und 7
in ihm eingesetzten Katode aus Zirkonium ent- 25 besitzen Kanäle 10 und 11, durch welche das Kältehält.
Der Katodenhalter ist durch eine Isolierhülse mittel strömt.
mit einem Gehäuse verbunden, in dem Düsen Bei Verwendung von mehreren Düsen wird zwi-
untergebracht sind, die die Bogenentladung stabili- sehen ihnen eine Isolierbeilage 12 angebracht. Als
sieren. Kältemittel können sowohl Wasser wie auch Gas
Der wesentliche Nachteil der bekannten Ein- 30 benutzt werden. Im Gehäuse ist eine Öffnung 13 zur
richtung ist eine unzulässig geringe Lebensdauer der Zuführung von plasmabildendem Gas, beispielsweise
Zirkoniumkatode (höchstens 4 Stunden) bei Bogen- Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Gemischen, die
strömen von 250 A. Stickstoff und Sauerstoff enthalten, vorhanden.
Einer der Hauptgründe der erhöhten Abnutzung In dem Katodenhalter 2 ist mit demselben bündig
der Zirkoniumkatode ist die Verschlechterung des 35 eine Zirkoniumkatode 14 angeordnet, die von dem
Wärme- und elektrischen Kontaktes zwischen Zirko- kupfernen Katodenhalter 2 durch eine Zwischenlage
niumkatode und kupfernem Katodenhalter. Auf der 15 aus einem Metall getrennt wird, das sowohl
kontaktierenden Oberfläche von Zirkonium und gegenüber Zirkonium wie auch gegenüber Kupfer
Kupfer erreicht die Temperatur 700 bis 1000° C. chemisch inert ist (Wolfram, Tantal, Molybdän,
Bei diesen Temperaturen bilden sich im Ergebnis 40 Niobium, Vanadium, Chrom).
von Diffusionsprozessen an der Kontaktstelle von Die Dicke der vorgeschlagenen Zwischenlage soll
Kupfer und Zirkonium intermetallische Verbindun- so groß sein, daß die Diffusion von Kupfer in Zirko-
gen, die eine beträchtlich niedrigere Wärme- und nium ausgeschlossen wäre. Beispielsweise kann die
elektrische Leitfähigkeit als Kupfer oder Zirkonium Dicke der Zwischenlage bei Temperaturen bis
besitzen. Die Bildung einer Intermetallidschicht stört 45 1000° C ^ 10~2 mm betragen,
die Wärmeableitung von Zirkonium, was im End- Die Trennung der Zirkoniumkatode 14 und des
ergebnis zu seiner Zerstörung führt. kupfernen Katodenhalters 2 durch die Zwischenlage
Das Ziel der vorgeschlagenen Erfindung ist die 15 kann nach einem der folgenden Verfahren erzielt
Beseitigung des erwähnten Nachteils. werden: galvanisches Überziehen der Katode 14 mit
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe 50 einem der obenerwähnten Metalle oder mit ihrer
zugrunde, eine solche Einrichtung zur Plasma- Komposition, Aufdampfung im Vakuum auf die
bearbeitung von Materialien in aktiven Medien, Katode 14 oder den Katodenhalter 2. Die trennende
vorzugsweise zum Schneiden von Metallen, zu Zwischenlage 15 kann in den Katodenhalter 2 auch
schaffen, die eine geringere Katodenabnutzung gegen- auf mechanischem Wege eingebracht werden,
über der bekannten Einrichtung bei Bogenströmen 55 Der Katodenhalter 2 steht unter negativem Poten-
von 250 A und darüber hätte. tial, das Werkstück 6 unter positvem Potential. Die
Die gestellte Aufgabe wird durch Verwendung Bogenentladung 5 brennt zwischen der Zirkoniumeiner
Einrichtung zur Plasmabearbeitung von Ma- katode 14 und dem Werkstück 6, wobei sie durch
terialien in aktiven Medien, vorzugsweise zum den Stabilisierungskanal 4 der Düse 3 geht. Wird die
Schneiden von Metallen, gelöst, die einen aus Kupfer 60 Düse 7 benutzt, so brennt die Bogenentladung zwi-
oder einer Legierung auf Kupferbasis ausgeführten sehen der Katode 14 und dem Werkstücke, wobei
Katodenhalter mit einer in ihm untergebrachten sie durch die Stabilisierungskanäle 4 und 16 der
Zirkoniumkatode enthält. Düsen 3 und 7 geht.
Erfindungsgemäß sind Katodenhalter und Katode Die durchgeführten Prüfungen der vorgeschlage-
durch eine Zwischenlage aus einem Material, das 65 nen Einrichtungen haben ergeben, daß sich der
sowohl gegenüber Zirkonium wie auch gegenüber zulässige Bogenstrom auf 350 A bei gleichzeitiger
Kupfer chemisch inert ist, voneinander getrennt. Verlängerung der Lebensdauer der Zirkoniumkatode
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung bis zu 6 Stunden erhöht hat.
Claims (1)
- Patentanspruch:Einrichtung zur Plasmabearbeitung von Materialien in aktiven Medien, vorzugsweise zum Schneiden von Metallen, die einen aus Kupfer oder einer Legierung auf Kupferbasis ausgeführten Katodenhalter ist, mit einer in ihm untergebrachten Katode aus Zirkonium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Katodenhalter (2) und die Katode (14) durch eine Zwischenlage (15) aus einem Metall getrennt sind, das sowohl gegenüber Zirkonium wie auch gegenüber Kupfer inert ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
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SU1218054A SU287213A1 (ru) | 1968-02-15 | Устройство для плазменной обработки металлов |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Also Published As
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |