DE1916912U - DEVICE FOR GENERATING A LIGHT FLOOR PLASMA OF HIGH VOLTAGE AND HIGH TEMPERATURE. - Google Patents
DEVICE FOR GENERATING A LIGHT FLOOR PLASMA OF HIGH VOLTAGE AND HIGH TEMPERATURE.Info
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Description
190*31.3.65 v 190 * 3/31/65 BC
, OWUNG. , OWUNG.
12,3.1965 Grz/goe12.3.1965 Grz / goe
UNION CARBIDE OOSPORATIOH9 New York 17, N9Y9,UNION CARBIDE OOSPORATIOH 9 New York 17, N 9 Y 9 ,
LichtbogenplasmabrennerArc plasma torch
Die !feuerung betrifft einen Lichtbogenplasmabrenner mit einer an einem Ende einer Brennerkammer koaxial angeordneten zylindrischen Elektrode, in die Brennerkammer mündenden tangentialen Gaseinlaßöffnungen und einer an einem koaxialen Auslaßende der Kammer vorgesehenen Einschnürungsdüse verminderten Querschnitts, wobei die Elektrode gegen die Wandungen der Kammer und der Einschnürungsdüse elektrisch isoliert ist.The fire concerns an arc plasma torch with a one end of a burner chamber coaxially arranged cylindrical electrode, into the burner chamber opening tangential gas inlet openings and a constriction nozzle of reduced cross section provided at a coaxial outlet end of the chamber, wherein the electrode is electrically insulated from the walls of the chamber and the constriction nozzle.
Elektrische Lichtbogen-Elasmastrahlen finden bekanntlich zuneh« mende Anwendung zum Schneiden, zum Plattieren, für Schweißver== fahren sowie unlängst auch für Metallschmelzöfen, das Metallschälen und Me tall schneiden«» Bei solchen Anwendungen ist es oft ein Verzug, den Lichtbogen mit dem im Lichtbogenkreis liegenden Werkstück zu betreiben. Diese Betriebsweise hat den Vorteil, daß die Wärmeenergie des Lichtbogens im Werkstück vollständiger genutzt wird9 statt daß ein Teil der Energie von einer gesonderten Elektrode verbaucht wirdoAs is well known, electric arc elasma jets are increasingly used for cutting, cladding, welding and, recently, also for metal melting furnaces that peel and cut metal to operate lying workpiece. This mode of operation has the advantage that the thermal energy of the arc in the workpiece is used more fully 9 instead of part of the energy being consumed by a separate electrode
Ein Brenner zur Erzeugung eines Plasmastruhles, der mit diesem sogenannten "Übertragungsverfahren" betrieben wird, weist im wesentlichen eine nichtabschmelzende Stabelektrode auf, die innerhalb einer Gasdüse axial gehalten ist, wobei die Gasdüse eine eingeschnürte Mündung besitzt und das Ende der Elektrode innerhalbA burner to generate a plasma jar, which with this So-called "transfer method" is operated, essentially has a non-melting rod electrode, which is inside a gas nozzle is held axially, the gas nozzle being a constricted Muzzle and the end of the electrode inside
des Düsenkanals zurückversetzt ist» Ein zwischen der Stabelektrode und einem Werkstück aufrechterhaltener Lichtbogen vereinigt sich mit dem Gasstrom im Kanal zur Bildung eines stromführenden Plasma-Strahles hoher Y/ärmeintensität und Richtungsstabilität.of the nozzle channel is set back »On between the rod electrode Arc maintained and a workpiece merges with the gas flow in the channel to form a current-carrying plasma jet high heat intensity and directional stability.
Bei dem' gebrauch eines solchen Brenners ist es von vorrangiger Bedeutung, daß die zugeführte Leistung möglichst vollständig auf das Gas und das Werkstück übertragen wird» Es wurde indessen gefunden, daß» wenn höhere Leistung allein durch Stromerhöhungen ersielt Yifirdj eine derartige zusätzliche Leistung in erster Linie nur eins Erwärmung der Elektrode und der Kühlfluidumströme bewirkt* Andererseits wird eine durch Spannungssteigerungen erzielte höhere Leistung im wesentlichen als größere Wärme auf das Lichtbogengas und das Werkstück übertragen«When using such a burner, it is of primary importance Meaning that the power supplied is transferred as completely as possible to the gas and the workpiece »It was found, however, that if higher output was achieved solely by increasing the current, Yifirdj obtained such additional output in the first place only one thing causes heating of the electrode and the flow of cooling fluid * On the other hand, higher power achieved by increasing the voltage is essentially seen as greater heat on the arc gas and transfer the workpiece "
Bisherige mit Stabelektroden ausgestattete Lichtbogenbrenner lassen sich bei Spannungen oberhalb 150 Volt aber schwierig betreiben, insbesondere falls überdies die der äußeren Elektrode übermittelte Leistung Ströme erfordern, die mehrere 100 Ampere betragen« unter diesen Bedingungen wird der Lichtbogen recht unstabil, und es treten Probleme hinsichtlich der Aufnahme der konzentrierten Hitze auf9 die ständig einem sehr beschränkten Bereich am Endabsulinitt der Elektrode zugeführt wird,,Current arc torches equipped with stick electrodes are difficult to operate at voltages above 150 volts, especially if the power transmitted to the outer electrode also requires currents that amount to several 100 amperes the concentrated heat on 9 which is constantly applied to a very limited area at the end absulence of the electrode,
Zweck eier Vorliegenden Neuerung ist daher die Schaffung eines Brennerst bei dem "sich hohe Spannungen für die Erzeugung eines Lichtbogenplasmas zufriedenstellend nutzen lassen und elektrischer Strom zwischen einer inneren Brennerelektrode und einer äußeren Elektrode fließt, welche ein mit Hilfe des Lichtbogens zu bearbeitendes Werkstück sein kann. The purpose of the present innovation is therefore to create a torch t in which "high voltages can be used satisfactorily for generating an arc plasma and electrical current flows between an inner torch electrode and an outer electrode, which can be a workpiece to be machined with the aid of the arc.
In Verbindung mit dem durch Lichtbögen erfolgenden Kracken von Kohlenwasserstoffen ist bereits eine ein Lichtbogenplasma erzeugende Vorrichtung bekannt, bei der eine isolierte, wassergekühlte, zylindrische Elektrode vorgesehen ist, deren offenes EndeIn connection with the arcing cracking of Hydrocarbons, an arc plasma generating device is already known in which an isolated, water-cooled, cylindrical electrode is provided, the open end of which
in ein© Wirbelkammer gerichtet iat, die mit tangential angeordneten Einlaßteilen für zuzuführendes Gas versehen ist. Die Wirbel«» kammer "besitzt entgegengesetzt der Elektrode einen axialen Auslaß, der mit einem auswechselbaren wassergekühlten Stahlrohr verbunden istj, das als Elektrode entgegengesetzter Polarität dient» Der Zu~ führgasstrom wird mittels des Lichtbogenplasmas innerhalb der rohrförmigen Elektrode thermisch zur Reaktion gebracht, und die auf diese Weise gewonnenen Produkte werden mit Hilfe eines Wassersprühetrahles in einer Kühlkammer abgeschreckt, die am Auslaß der rohrförmigen Elektrode angebracht ist, worauf sie gereinigt werden» directed into a © vortex chamber, which is provided with tangentially arranged inlet parts for gas to be supplied. The vortices «» chamber "has an axial outlet opposite the electrode, which is connected to an exchangeable, water-cooled steel tube which serves as an electrode of opposite polarity Lead gas flow is generated by means of the arc plasma within the tubular Electrode thermally reacted, and the products obtained in this way are with the help of a water spray quenched in a cooling chamber attached to the outlet of the tubular electrode, after which they are cleaned »
Es Y/urde nun gefunden, daß eine zylindrische Elektrode im Verein mit einer Wirbelkammer zufriedenstellend genutzt werden kann, um einen äußeren Plasmastrahl für Lichtbogenbearbeitung oder Erwärmung eines in dem lichtbogenkreis liegenden Y/erkstücks zu erzeugen, Torausgesetzt, daß die hierbei verwendete Düse gewissen kritischen Erfordernissen entspricht» Diese Erfoderaisse bestehen neuerungsgemäß darin, daß in an sich bekannter Weise bei der Ein« schnürungsdüse die Länge zum Innendurchmesser ein Verhältnis 1,2 ϊ 1 und 3 ϊ1 aufweist«It has now been found that there is a cylindrical electrode in the association can be used satisfactorily with a vortex chamber to generate an external plasma jet for arc machining or heating of a Y / piece lying in the arc circle, Subject to the fact that the nozzle used here meets certain critical requirements The innovation is that, in a manner known per se, the length of the constriction nozzle has a ratio to the inner diameter 1.2 ϊ 1 and 3 ϊ1 has «
Y/eitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Heuerung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführüngs·=· beispielen sowie aus der folgenden Beschreibung»Other features, advantages and possible uses of hiring result from the attached representations of versions = examples as well as from the following description »
Die einsige Figur zeigt einen Längsschnitt durch· eine beispielsweise iVasführungsform der !Teuerung» The single figure shows a longitudinal section through · an example of a form of guiding!
Der Brenner T weist eine becherförmige Elektrode H auf, die mit einer Gaslenkdüse 16 axial fluchtet und von dieser durch eine Lichtbogenkammer 10 getrennt ist. Di© Kammer 10 ist mittels eines Isolators 11 gegen die Elektrode 14 elektrisch isolierte Licht-The burner T has a cup-shaped electrode H which is axially aligned with a gas guide nozzle 16 and from this through a Arc chamber 10 is separated. The chamber 10 is electrically isolated from the electrode 14 by means of an insulator 11 light
bogengas wird in den Brenner T durch einen Einlaß 13 eingeführt« ¥on diesem Einlaß gelangt das Lichtbogengas durch einen Kanal 18 weiter zu einer Mehrzahl tangentialer Durchtrittsöffnungen 12 und durch diese Öffnungen hindurch in die Kammer 10. Der Lichtbogenbrenner T' wird gekühlt, indem ein kühlendes Flui&um aus einem Kühlfluidumeinlaß 20 durch einen Kanal 22 hindurch in einen zwei» ten Kanal 24 geführt wird, der zwischen der Düse 16 und einem Seil 26 ausgebildet ist. Vom Kanal 24 strömt das Kühlmittel vom Brenner durch eine Kammer 28, einen Kanal 20 und einen Auslaß 32,Arc gas is introduced into the torch T through an inlet 13. On this inlet the arc gas passes through a channel 18 to a plurality of tangential passage openings 12 and through these openings into the chamber 10. The arc torch T ' is cooled by a cooling Fluid is guided from a cooling fluid inlet 20 through a channel 22 into a second channel 24 which is formed between the nozzle 16 and a cable 26. From channel 24 the coolant flows from the burner through a chamber 28, a channel 20 and an outlet 32,
Die Elektrode 14 wird außerdem gekühlt, indem ein Kühlmittel durch einen MnIaS 34* Kanäle 36, 38, 39 und zurück einen Kanal 41, einen Querkanal 43 und einen Auslaßkänal 40 hindurchgeführt wird» Das äußere rohrförmig© Teil 42, welches den Kanal 36 begrenzt, trägt außerdem Mittel zum Anschluß einer Kraftquelle an den Brenner Te Demgemäß ist dieser Teil 42 mit Hilfe eines Isolators 44gegen den übrigen Teil des Brenners T isoliert.The electrode 14 is also cooled in that a coolant is passed through a MnIaS 34 * channels 36, 38, 39 and back a channel 41, a transverse channel 43 and an outlet channel 40 »The outer tubular © part 42, which delimits the channel 36, also carries means for connecting a power source to the burner T e. Accordingly, this part 42 is insulated from the remaining part of the burner T with the aid of an insulator 44.
Im praktischen Betrieb wird eine gewisse Menge Lichtbogengas durch die öffnungen 12 hindurch in die Kammer 10 eingeführt derart, daß hierdurch dem Gas eine Wirbelbewegung erteilt wird» Die allgemeine Ausgestaltung des Brenners gestattet es dabei, daß ein Teil des Gases in die hintere Elektrode 14 hinein- und aus dieser herausfließt, bevor es durch die Düse 16 hindurchtritt, solange wie das Gas mit ausreichender Geschwindigkeit eingeführt wird. Dies 1st der Pail, wenn die Einlaßgeschwindigkeit größer als 0,25 Mach ist, weil dann ein ausreichender Druckabfall innerhalb der Kammer 10 zwischen ihrer äußeren Wandung 60 und dem Bereich nahe der Brennerachse besteht, um einen wesentlichen Teil des Gases in die Elektrode 14 hineinzutreiben. Dies ergibt einen längeren Lichtbogen, wodurch die Lichtbogenspannung erhöht wird« Außer«*» dem trägt dieser Druckabfall zur Aufrechterhaltung eines wirbelnden Gasflusses bei»In practical operation, a certain amount of arc gas is introduced through the openings 12 into the chamber 10 in such a way that that this gives the gas a whirling motion »The The general design of the burner allows some of the gas to enter and exit the rear electrode 14 flows out before it passes through the nozzle 16 as long as how the gas is introduced at a sufficient rate. This is the pail when the inlet velocity is greater than Mach 0.25 because then there is a sufficient pressure drop within of the chamber 10 between its outer wall 60 and the area exists near the burner axis in order to drive a substantial part of the gas into the electrode 14. This gives a longer one Arc, which increases the arc voltage «Except« * » This pressure drop contributes to the maintenance of a swirling gas flow »
Eine (nicht veranschaulichte) Kraftquelle ist an die Becherelektro« de 14 und an ein v/erkstück angeschlossen. Das Werkstück kann selbstverständlich je nach der Anwedung verschieden sein, für welche der Brenner benutzt werden soll. Beispielsweise kann es eine Metallplatte sein, die geschält werden soll, oder es kenn die Charge eines Metallschmelzofens sein» Was es auch immer ist, die Vereinigung des Lichtbogens hoher Spannung, der im sogenannten Übertragungsverfahren betrieben wird, macht den neuen Brenner für alle diese Anwendungen äußerst brauchbar»A (not illustrated) power source is connected to the cup electric « de 14 and connected to a connector. The workpiece can can of course be different depending on the application for which the burner is to be used. For example, it can be a metal plate to be peeled, or it may be the batch of a metal smelting furnace »Whatever it is, the union of the high voltage arc, which is operated in the so-called transmission process, makes the new torch extremely useful for all these applications »
Der Lichtbogen wird mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Mittel gezündet if wie z.B? mit Hilfe eines Hochfrequenzstromes, einer elektrischen Entladung aus einem Kondensator, oder indem ein leitender Stab durch die Düse hindurch in den Brenner eingeführt wirdο Die Gasmenge wird dann in gewünschter Weise gesteigert. Der Lichtbogen, der schließlich verwirklicht wird, erstreckt sich dank des Gasflusses im Brenner von einem Bereich, der merklich die Länge der Becherelektrode übergreift, durch die Düse 16 hindurch zu einem als Elektrode wirkenden Werkstück. The arc is ignited with the help of any suitable means, e.g. with the help of a high frequency current, a electrical discharge from a capacitor, or by inserting a conductive rod through the nozzle into the torch o The amount of gas is then increased as required. The arc that is finally established extends from an area that is noticeable thanks to the flow of gas in the torch overlaps the length of the cup electrode, through the nozzle 16 to a workpiece acting as an electrode.
Um den Brenner nach der !feuerung erfolgreich zu betreiben, kommt es auf die Ausgestaltung der Düse 16 an, welche den Lichtbogen einschnürt und lenkt und mithilft, die Liehtbogenspannung zu erhöhen« Es wurde gefunden, daß, falls das Verhältnis der Länge (L) der Düse zum Innendurchmesser (IeD) zu klein wird, ein ungenügender radialer Druckgradient innerhalb der Düse zur Zentrierung des Lichtbogens herrscht und als Folge hiervon.: der Lichtbogen erst zur Msa und dann zum Werkstück herüberzündet. Dieses Phänomen ist als Doppellichtbogenbildung bekannt. Es wurde nun gefunden, daß, falls das Verhältnis L/l.D. kleiner als 1,2 s 1 ist, der Bereich niedrigen Druckes zur Mitte der Düse hin vermindert wird, wodurch die "Doppelbogenbildung" sowie eine starke Düsenerosion hervorgerufen werden. Andererseits macht ein Verhältnis L/I.D., das viel größer als 1,2 : 1 ist, es viel schwieriger, den Licht-In order to operate the torch successfully after firing, it depends on the design of the nozzle 16, which constricts and directs the arc and helps to increase the arc voltage. It has been found that if the ratio of the length (L) of the The nozzle inside diameter (I e D) is too small, there is an insufficient radial pressure gradient within the nozzle to center the arc and as a result: the arc ignites first to the Msa and then to the workpiece. This phenomenon is known as double arcing. It has now been found that if the ratio L / ID is less than 1.2 s 1, the area of low pressure is reduced towards the center of the nozzle, thereby causing "double arcing" and severe nozzle erosion. On the other hand, an L / ID ratio that is much greater than 1.2: 1 makes it much more difficult to see the light
-A-A
■bogen su übertragen und vermindert überdies den Wärmeleistungsgrad der Lichtbogenausströmung« Es ist deshalb erwünscht» daß das Verhältnis L/I,D„ der Düse zwischen 1,2 s 1 und 3,0 ϊ 1 liegt, vorzugsweise 2 ί 1 beträgt»■ bogen su transferred and also reduces the heat output level the arc outflow «It is therefore desirable» that the ratio L / I, D «of the nozzle is between 1.2 s 1 and 3.0 ϊ 1, preferably 2 ί 1 »
Obwohl Gleichstrom mit Anschluß mit direkter oder umgekehrter Polarität·für die neue Vorrichtung in Betracht kommt, ist es nicht nur vom Standpunkt der Erzielung höherer Leistungen bei niedrigeren Kosten, sondern außerdem vom Standpunkt längerer Lebensdauer für die Becherelektrode vorzuziehen, den Brenner mit Einphasenwechselstrom zu betreiben0 Beispielsweise hat der Lichtbogen , wenn er mit Gleichstrom betrieben wird, das Bestreben» sich über einen besonderen Bereich der becherförmigen Elektrode zn lokalisieren, während der Lichtbogen bei Wechselstrom im wesentlichen über die ganze Länge der Elektrode entlangläuft. Insbesondere wechselt das Bogenende zwischen einem Bereich etwa nahe dem abgeschlossenen Ende der becherförmigen Elektrode und deren Mündung bei jeder Halbwelle des Wechselstromes* Es sei hier darauf hingewiesen, daß ein solches Hin- und Herwechseln oder Wan» dem des Lichtbogens in erheblichem Ausmaß durch die besondere Ausgestaltung des Brenners ermöglicht worden ist, vermöge deren dank der Zwischenkammer ein feil des in die Vorrichtung eintretenden Gases gezwungen wird, in die becherförmige Elektrode hinein«= und aus dieser herauszuwandern· Hierdurch wird eine Erosion der Becherelektrode praktisch sehr herabgesetzt o Eine solche Elektrode vermindert nicht nur ä&n Materialverbrauch, sondern verhütet außer« dem eine Verunreinigung des Werkstückes, für welches der Brenner benutzt wirdoAlthough DC comes with connection with direct or reverse polarity · for the new device into consideration, it is not only higher from the standpoint of obtaining services at lower costs, but also preferable from the standpoint of longer life for the cup electrode to operate the burners with single-phase 0 For example, if the arc is operated with direct current, it tends to localize itself over a particular area of the cup-shaped electrode, while in the case of alternating current the arc runs along essentially the entire length of the electrode. In particular, the sheet end alternates between an area approximately near the closed end of the cup-shaped electrode and its estuary at each half cycle of the alternating current * It should be noted here that such a switch back and forth or Wan "the arc to a considerable extent by the particular configuration the burner has been made possible by virtue of which, thanks to the intermediate chamber a bargain of the entering into the apparatus gas is forced into the cup-shaped electrode inside "= and from this · migrate out this is an erosion of the cup electrode practically very reduced o reduced such an electrode not only ä & n material consumption, but also prevents contamination of the workpiece for which the torch is usedo
Ein anderes Mittel zur Gewährleistung einer längeren Elektrodenlebensdauer gegenüber einer Elektrodenerosion ist eine wassergekühlte Feldspule aus Kupfer um die Becherelektrode her«jum9 damit ein Magnetfeld erzeugt wird, welches den Lichtbogen in Hotation versetzte Eine solche Spule bringt aber nicht nur den Bogen zur Rotation, sondern "breitet" ihn auch auf der Elektrode so "aus",Another means of ensuring a longer electrode life compared to an electrode erosion is a water-cooled field coil made of copper around the cup electrode side "jum 9 so that a magnetic field is generated which offset the arc in Hotation Such a coil brings not only the bow to the rotation, but" spreads "it out" also on the electrode,
daß bei für die praktische Arbeit in Betracht kommenden Stromdichten größere Gesamtströme möglich sind,that at current densities that are considered for practical work larger total currents are possible,
]?ür die Elektrode sind, wie weiter gefunden wurde 9 die verschiedensten Werkstoffe bei den verschiedensten Gasarten brauchbar» So kommen Kupfer, Silber» Aluminium, Zirkon und Molybdän in Be« traeht* wenn die Vorrichtung mit iteaktionsgasen, wie z.B, Luft, Sauerstoff, Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd betrieben wird· Solche Werkstoffe sind außerdem nützlich, um Elektrodenschäden in Gegenwart oxydierender Atmosphären einschließlich Gemischen aus einem Inertgas mit Luft, Sauerstoff oder Kohlenmonoxyd weitgehend zu vermindern,, Wernden Inertgase, wie z.B* Basserstoff, Argon, Helium und Stickstoff benutzt, sind Wolfram, Wolfram enthaltende Emissionsstoffe, wie zoB» 5horerde und Kohlenstoff bevorzugte Elektrodenwerkstoff e „]? As was further found 9, the most varied of materials can be used for the electrode with the most varied of gas types. Carbon dioxide and carbon monoxide is operated · Such materials are also useful to largely reduce electrode damage in the presence of oxidizing atmospheres, including mixtures of an inert gas with air, oxygen or carbon monoxide, when inert gases such as * bass, argon, helium and nitrogen are used Tungsten, tungsten-containing emission substances, such as z o B »5hor earth and carbon preferred electrode materials e"
Pur den Isolator sind, wie ferner gefunden wurde, Phenolharze, mit oder ohne zugefügtem Glimmer sowie das unter dem Handelenamen Nylon bekannte Erzeugnis sehr vorteilhaft, während für die vTärme·» abschirmung gesinterte Kieselerde und gebundene Glimmermaseen sehr brauchbar sind. Pur die Isolatoren wie auch die Abschirmung kommen indessen auch andere Stoffe in Betracht, die gleiche oder ähnliche Eigenschaften besitzen«.As has also been found, phenolic resins are purely insulators, with or without added mica as well as the product known under the trade name nylon are very advantageous, while for the vTärme · » shielding sintered silica and bound mica lakes are very useful. Just the insulators as well as the shielding however, other substances can also be considered which have the same or similar properties ”.
Die folgenden Beispiele zeigen die Anwendbarkeit des neuen Brenners hoher Spannung und für Betrieb mit übertragendem Lichtbogen« Bei diesen Beispielen fand eine Vorrichtung der allgemeinen Art Verwendung, wie sie in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht ist»The following examples show the applicability of the new burner High Voltage and for Transmitting Arc Operation. These examples employ apparatus of the general type illustrated in the accompanying drawing is"
Beispiel 1,
SauerstoffschälenExample 1,
Oxygen peeling
Die Becherelektrode besaß eine Länge von 24 cm und einen Innendurchmesser von 32 min. Me Düse hatte eine Länge von 7 cm und einen Innendurchmesser von 24· mm. Das Werkstück, d.h. die andere Elektrode» bestand aus einer rostsicheren Stahlstange von unge-The cup electrode had a length of 24 cm and an inner diameter of 32 minutes, and the Me nozzle had a length of 7 cm and an Inner diameter of 24 mm. The workpiece, i.e. the other Electrode »consisted of a rustproof steel rod of un-
fähr 10 cm Breite, 60 cm Länge und 19 mm Dicke· Sauerstoff wurde der Vorrichtung mit 28,3 m A so zugeführt, daß eine Oxydation des Metalls entstand, wodurch die Fehler des Metalles weggeHasen werden konnten» Eine Feldspule mit einer magnetomotorischen Kraft von 16,5 Kilo-Ampe're-Windungen war um die hintere Elektrode herum angeordnet$ wobei die Richtung des Feldes zum Boden der Becherelektrode ging« Das Werkstück diente als Kathode; 665 Amp&re Gleichstrom wurden der Vorrichtung zugeführt. Die Lichtbogen-Spannung betrug 285 V« Die dem Brenner zugeführte Gesamtleistung war 190 kW, von denen annähernd 152 kW in das Gas und in das Werkstück gingen» und hierdurch einen Leistungsgrad von etwa 80 # ergaben,.Fähr 10 cm width, 60 cm in length and 19 mm in thickness · Oxygen was the device with 28.3 m A fed so that oxidation of the metal originated, whereby the error of the metal could be weggeHasen "A field coil with a magnetomotive force of 16 .5 kilo-ampere-turns were arranged around the rear electrode $ with the direction of the field going to the bottom of the cup electrode «The workpiece served as the cathode; 665 amps DC power was fed to the device. The arc voltage was 285 V "The total power supplied to the torch was 190 kW, of which approximately 152 kW went into the gas and into the workpiece", resulting in a power level of about 80 #.
Der Brenner wurde unter einem Winkel von 55° angestellt, wobei die Düse entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Werkstückes ausgerichtet waro Der Abstand zwischen Brenner und ./erkstück betrug etwa 38 mm. Das Werkstück wurde mit einer Geschwindigkeit von annähernd 6,3 m/min vorbewegt*The burner was positioned at an angle of 55 °, said nozzle opposite to the moving direction of the workpiece was oriented o the distance between the burner and was ./erkstück mm about 38th The workpiece was moved forward at a speed of approximately 6.3 m / min *
Unter diesen Bedingungen ergab sich eine Schalung mit einer Breite von etwa 25 mm und einer Tiefe von 2,3 ram* Die geschälte Fläche hatte eine Oberflächenqualität, die als walzfähig erachtet werden konnte» wenn bisherige Gegebenheiten für dieses Problem zugrunde gelegt wurden,Under these conditions, a formwork with a width resulted of about 25 mm and a depth of 2.3 ram * the peeled area had a surface quality that could be considered millable »if previous conditions were the basis for this problem were laid
Die Abmessungen des hier benutzten Brenners waren diejenigen dea Brenners für Beispiel 1 <, Ebenso waren der Brennerwinkel und der Brennera"bstan& vom Werkstück dieselben« Die Vorschubgeschwindigkeit fies ϊ/erkstilcices betrug 1,3 m/min· Die Werkstücke-Elektrode war wiederum eine Stange aus rostsicherem Stahl annähernd dersel ben Abmessungen Auch eine Feldspule wurde verwendet, deren magnetomotorische Kraft bei diesem Beispiel 14, 3-Kilo-Amp£re«Win«· düngen war, wobei die Richtung des Feldes ebenfalls zum BodenThe dimensions of the burner used here were those of the burner for example 1 <, The burner angle and the burner spacing & from the workpiece were the same. The feed rate was 1.3 m / min. The workpiece electrode was again a rod Made of rustproof steel of approximately the same dimensions. A field coil was also used, the magnetomotive force of which in this example was 14.3 kilo-ampere "win", the direction of the field also being towards the ground
der hinteren Elektrode ging« Doch wurde bei diesem Beispiel dem Brenner Argon zugeführt» und zwar mit 56,6 ur/h, um auf diese Weise das Metall zu schmelzen, damit die Oberflächenfehler be«> Böitigt werden. Das geschmolzene Metall wurde hierbei nicht weg-= geblasen, sondern man ließ es in situ erstarren. Das Werkstück diente als Anode? 550 Ampere Gleichstrom wurden der Vorrichtung zugespeistο Die Lichtbogenspannung betrug 210 V. Die dem Brenner zugeführte Gesamtleistung betrug 115 kW, von denen annähernd 92 kW zum Gas sowie zum ϊ/erkstück gelangten, was einen Brennerleistungsgrad von etwa 80 $ ergab»the rear electrode went. «But in this example it became the Burner supplied with argon »at 56.6 ur / h in order to respond to this Way to melt the metal so that the surface defects become «> Be pledged. The molten metal was not gone blown, but allowed to solidify in situ. The workpiece served as an anode? 550 amps of direct current were supplied to the device Supplied o The arc voltage was 210 V. That of the torch total power supplied was 115 kW, of which approximately 92 kW to the gas as well as to the ϊ / piece, what a burner efficiency of about 80 $ resulted in »
Unter diesen Bedingungen wurde eine Schälung mit einer Schmelzbreite von etwa 16 mm und einer Tiefe von 1 mm erzielt. Die Oberflächenqualität war gutοUnder these conditions, a peel with a melt width of about 16 mm and a depth of 1 mm. The surface quality was goodο
Bei,s£iel 1 -At, s £ iel 1 -
MetallsehnejLdgnMetal cords
Die Becherelektrode hatte eine Länge von 16 cm und einen Innendurchmesser von 13 mm. Die Düse wies eine Einschnürung mit einer Länge von 13 mm und einem Innendurchmesser von 6,4 mm auf« Der Vorrichtung wurde Sauerstoff mit 21,2 nr/k zugeführt. Das als Elektrode dienende Werkstück war eine aus rostsicherem Stahl be~ stehende Platte von 20 cm. Das Werkstück diente hierbei als !Cathode; der Vorrichtung wurden 300 Amplre zugespeist. Die Licht=» bogenspannung betrug 650 V. Die dem Brenner zugeführte Gesamtleistung war 195 kW, von denen annähernd 154 kW zum Gas und zum «/erkstück gingen, was einen Brennerleistungsgrad von etwa 79 ί> ergab. Die Anstellung des Brenners zum Werkstück betrug 90°, sein Abstand 13 mm.The cup electrode had a length of 16 cm and an inner diameter of 13 mm. The nozzle had a constriction with a length of 13 mm and an inner diameter of 6.4 mm. Oxygen was fed to the device at 21.2 nr / k. The workpiece serving as the electrode was a plate made of rustproof steel and measuring 20 cm. The workpiece served as a cathode; 300 amplre were fed to the device. The light arc voltage was 650 V. The total power supplied to the burner was 195 kW, of which approximately 154 kW went to the gas and to the section, which resulted in a burner efficiency of about 79 > . The inclination of the torch to the workpiece was 90 °, its distance 13 mm.
Unter diesen Bedingungen ergab sich ein Schnitt von 13 cm Länge durch die Platte hindurch bei einer Geschwindigkeit von 7,6 cm/min. Die Qualität des Schnittes erwies sich als gut»Under these conditions, there was a 13 cm cut through the plate at a speed of 7.6 cm / min. The quality of the cut turned out to be good »
Metallschmelzen , Melting metal,
Die Beeherelektrode hatte eine Länge von 25»4 cm und einen Innendurchmesser von 32 mm. Die Dpse wies eine länge von 3,8 cm und einen Innendurchmesser von 32 mm auf0 Die als Werkstück dienende Elektrode bestand aus 680 kg Kohlenstoffstahlschrott. Der Vorrichtung wurde Luft mit 17 vor/h zugeführt. Dem Brenner wurden 1100 Ampere Einphasenweehselstrom zugespeist· Die Liehtbogenspannung betrug 400 V„ Die der Vorrichtung zugeführte Gesamtleistung war 440 kW, von denen während des Anfangslaufes 362 kW zum Gas und zum Werkstück gingen, was einen Leistungsgrad von annähernd 82 fo ergab. Als die den Brenner umfangende Umgebung heiß wurde,.(1600 0C), fiel der Brennerleistungsgrad auf 40 $ ab, was auf etwas unzulängliche äußere Wärmeisolation des Brenners zurückzuführen war.The Beeher electrode had a length of 25 »4 cm and an internal diameter of 32 mm. The DPSE had a length of 3.8 cm and an inner diameter of 32 mm to 0 serving as the work piece electrode consisted of 680 kg carbon steel scrap. The device was supplied with air 17 before / h. 1100 amperes of single-phase alternating current were fed to the burner. The arc voltage was 400 V. “The total power supplied to the device was 440 kW, of which 362 kW went to the gas and the workpiece during the initial run, which resulted in a degree of efficiency of approximately 82 fo . When the area surrounding the burner became hot (1600 ° C.), the burner efficiency rating dropped to $ 40, which was due to somewhat inadequate external thermal insulation of the burner.
Unter den geschilderten Bedingungen wurde der Schrott innerhalb 2 1/2 bis 3 Stunden in ein Schmelzbad verwandelteUnder the conditions described, the scrap was inside Turned into a molten bath for 2 1/2 to 3 hours
Die Fähigkeit des Brenners bei Wechselstorm in Luft zu arbeiten, während der Becher praktisch ungeschmolzen blieb, ist durch dieses Beispiel klar gezeigt«The ability of the burner to work in air with alternating currents, while the cup remained practically unmelted, is clearly shown by this example «
Die Becherelektrocle besaß eine Länge von 23,5 cm und einen Innendurchmesser von 32 mm. Die Düse wies eine Länge von 3,8 cm und einen Innendurchmesser von 32 mm auf. Das als Elektrode dienende Werkstück war eine Kohlenstoffstahlplatte. Dem Brenner wurde Luft mit 14,2 mV** zugeführt. Die Vorrichtung wurde mit 1200 Ampere Einphasenweehselstrom gespeist« Die Lichtbogenspannung betrug 320 V«, Der Kammerdruck lag etwa bei einer Atmosphäre. Die demThe can electrocle had a length of 23.5 cm and an inside diameter of 32 mm. The nozzle was 3.8 cm in length and 32 mm in internal diameter. That serving as an electrode The workpiece was a carbon steel plate. The burner ran out of air supplied with 14.2 mV **. The device was using 1200 amps Single-phase alternating current fed "The arc voltage was 320 V", the chamber pressure was about one atmosphere. The dem
V-V-
Brenner zugeführte G-esamtleistung betrug 375 kW, von denen 300 kV/ dem Gas mad dem Werkstück zugingen, was einen Leistungsgrad· Ton 80 fo ergab» Total power supplied to the burner was 375 kW, of which 300 kV / the gas went to the workpiece, which resulted in a power level · Ton 80 fo »
Unter diesen Bedingungen arbeitete der Brenner etwa 10 Minuten ohne merkliche Anzeichen von Elektrodenerosion,Under these conditions the torch operated for about 10 minutes with no noticeable signs of electrode erosion,
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