RU1557833C

RU1557833C - Plasma generator for consumable electrode welding

Info

Publication number: RU1557833C
Application number: SU874339590A
Authority: RU
Inventors: В.И. Каика; А.С. Кутырь; В.М. Меркин; О.А. Остиловский
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к устройствам дл плазменной сзарки плав щимс электродом в защитных газах. Цель изобретени - повышение надежности путем улучшени эффективности охлаждени теилонагру- женных элементов. В плазмотроне сопло и корпус 1 выполнены с двум полукольцевыми полост ми 17 и 18, соединенными у рабочего торца сопла. Анод 7 и корпус 6 анода 7 выполнены с двум лолукопьцевыми полост ми 22 и 23, соединенными у рабочего торца анода 7. Полость 18 каналами соединена с полостью 22, полость 17 соединена со штуцером дл подвода воды, а полость 23 - со штуцером дл отвода воды. Мундштук выполнен с кольцевым каналом дл подачи плаэмообразующего газа . 3 ил. с еThe invention relates to welding, in particular to devices for plasma charging by a consumable electrode in shielding gases. The purpose of the invention is to increase reliability by improving the cooling efficiency of theil-loaded elements. In the plasma torch, the nozzle and the housing 1 are made with two semi-annular cavities 17 and 18 connected at the working end of the nozzle. The anode 7 and the casing 6 of the anode 7 are made with two lobe-cavities 22 and 23 connected at the working end of the anode 7. The cavity 18 is connected to the cavity 22 by a channel 22, the cavity 17 is connected to a fitting for supplying water, and the cavity 23 to a fitting for draining water . The mouthpiece is made with an annular channel for supplying flame-forming gas. 3 ill. with e

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к устройствам дл плазменной сварки плав щимс электродом в защитных газах.The invention relates to welding, in particular to devices for plasma welding by a consumable electrode in a shielding gas.

Целью изобретени вл етс повышение надежности путем улучшени эффективности охлаждени теплонагру- женшлх элементов.The aim of the invention is to increase reliability by improving the cooling efficiency of heat-loaded elements.

На фиг.1 изображен плазмотрон дл сварки, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнени токоподвода к плав щемус электроду (узел I на фиг. 1).Figure 1 shows a plasmatron for welding, a general view; figure 2 is a section aa in figure 1; Fig. 3 is an embodiment of a current supply to a floating electrode (node I in Fig. 1).

Плазмотрон дл сварки плав щимс электродом состоит из корпуса 1, мундштука 2 с двум калиброванными втулками 3 и 4, выполненными из материала с низким электрическим сопротивлением (медь, меднографит илиThe plasma torch for welding with a consumable electrode consists of a housing 1, a mouthpiece 2 with two calibrated bushings 3 and 4, made of a material with low electrical resistance (copper, copper graphite or

др.) и установленными на входе и выходе мундштука 2. Мундштук 2 установлен в изол торе 5. Анодный узел содержит корпус 6, в котором закреплен кольцевой анод 7, и установленную в аноде 7 втулку 8,, предназначенную дл ламинарнссти истечени потока газа. Корпус 6 установлен в изол торе 9. В корпусе 1 установлено сопло 10 и насадка 11. Плазмотрон содержнт - штуцер 12 дл подачи плазмообраэуы- щего газа (например, аргона). Мундштук 2 выполнен с кольцевым каналом 13 дл подачи плазмообраэующего газа , соединенным со штуцером 12. Канал К соединен с кольцевым каналом 13 и через радиальные зазоры с межэлектродной полостью и с зазором между а«одом 7 и соплом 10. Плазмотронetc.) and installed at the inlet and outlet of the mouthpiece 2. The mouthpiece 2 is installed in the insulator 5. The anode assembly includes a housing 6 in which a ring anode 7 is fixed, and a sleeve 8 installed in the anode 7, intended for laminar gas flow outflow. The housing 6 is installed in the insulator 9. A nozzle 10 and a nozzle 11 are installed in the housing 1. The plasma torch contains a nozzle 12 for supplying plasma-forming gas (for example, argon). The mouthpiece 2 is made with an annular channel 13 for supplying plasma-forming gas, connected to the nozzle 12. The channel K is connected to the annular channel 13 through radial gaps with an interelectrode cavity and with a gap between a 7 ode and nozzle 10. Plasmatron

0101

ел Jate J

00 ОР00 OR

&э& uh

315315

имеет штуцер 15 дл подачи защитного газч. Штуцер 16 служит дл подвода воды в систему охлаждени .has a fitting 15 for supplying a protective gas. The fitting 16 serves to supply water to the cooling system.

R корпусе I и сопле 10 выполнены две нолуколыденые полости 17 и 18, разделенные перегородками 19, имеющими проходы в нижней части, т.е. в зоне рабочего торца сопла ТО, Полост 18 каналами 20 и 21 соединена с по- лукольцевой полостью 22, выполненной в корпусе 6 анода. В корпусе 6 анода выполнена втора полукольцева полость 23, отделенна от полости 22 перегородками 24, имеющими в нижней части проходы, т.е. эти полости выполнены сообщающимис в зоне рабочего торца анода. Полость 23 каналом 25 соединена со штуцером 26, предназначенным дл выхода воды. Плазмо трои имеет необходимые уплотнитель- ные элементы. На фиг.З показан вариант выполнени мундштука 2. Втулка 4 из материала с низким электричес- ким сопротивлением снабжена роликом 27, установленным на оси 28 в ради-, альнсй прорези втулки 4. Наружна поверхность ролика имеет кольцевую выборку по диаметру плав щегос элек- трода. Ось 28 ролика подпружинена плоской пружиной 29 с вырезом под ролик. Пружина установлена в пазу, выполненном вдоль оси втулки, и за- фикспроь ана винтовим радиальным фиксатором 30.R housing I and the nozzle 10 are two nucolide cavities 17 and 18, separated by partitions 19 having passages in the lower part, i.e. in the area of the working end of the TO nozzle, the Cavity 18 is connected by channels 20 and 21 to the semi-annular cavity 22 made in the anode casing 6. A second semicircular cavity 23 is made in the anode casing 6, which is separated from the cavity 22 by partitions 24 having passages in the lower part, i.e. these cavities are made communicating in the area of the working end of the anode. The cavity 23 is connected by a channel 25 to a fitting 26 for discharging water. The plasma has the necessary sealing elements. Fig. 3 shows an embodiment of the mouthpiece 2. A sleeve 4 of a material with low electrical resistance is provided with a roller 27 mounted on an axis 28 in the radial slot of the sleeve 4. The outer surface of the roller has an annular sample of the diameter of the floating electrode . The axis 28 of the roller is spring loaded with a flat spring 29 with a cutout for the roller. The spring is installed in a groove made along the axis of the sleeve, and lock in place with a radial screw lock 30.

Плазмотрон работает следующим образом .The plasma torch works as follows.

Анод 7 и свариваема деталь подключаютс к источнику питани сжатой дуги, а мундштук 2 и свариваема деталь к источнику питани дуги плав щегос электрода. Между анодом 7 и соплом 10 возбуждаетс высокочастотный разр д и возникает дежурна сжата дуга, котора выдуваетс из сопла,и, коснувшись свариваемой детали, переходит в основную сжатую дугу. Между плав щимс электродом и деталью возбуждают вторую дугу. Прн этом токоподвод к плав щемус электроду осуществл етс за счет контакта между плав щимс электродо и втулками 3 и 4. Поток плазмообра- зующего гайа с помощью осевых каналов во втулке 8 ламинирнзируетс , создаетс равномерный поток плазмы, осуществл ющий регулируемый нагрей свариваемой детали. TJ зону свароч5The anode 7 and the welded part are connected to the power source of the compressed arc, and the mouthpiece 2 and the welded part to the power source of the arc of the floating electrode. A high-frequency discharge is excited between the anode 7 and the nozzle 10 and a compressed arc arises, which is blown out of the nozzle, and, having touched the part to be welded, passes into the main compressed arc. A second arc is excited between the melting electrode and the part. In this case, the current supply to the consumable electrode is achieved by contact between the consumable electrode and bushings 3 and 4. The plasma-forming nut flow is axially laminated in the bush 8, a uniform plasma flow is created, which regulates the heating of the welded part. TJ welding zone5

55

Q Q

00

55

00

55

4040

4545

50fifty

5555

ной взнны через токогюавод, центрирующую нтулку 8 и сопло 10 подаетс с определенной скоростью плав щийс электрод. Охлаждающа вода .осуществл ет охлаждение сопла и( анода, ПрнThe flowing electrode is fed through a current guiding plant, centering sleeve 8 and nozzle 10 at a certain speed. Cooling water. Cools the nozzle and (anode, pr

этом ее поток обеспечивает наибольшую эффективность охлаждени . Охлаждение мундштука осуществл етс также самим плазмообразующим газом. Установка двух токоподвод щих втулок 3 и 4 позвол ет осуществл ть электрический контакт с электродной проволокой на прот жении более длительного времени, чем при одной такой втулке. Врем работы без смены втулок увеличиваетс примерно в 1,5 раза, так что несмотр на увеличение расхода втулок получаетс выигрыш за счет бесперебойной работы и за сче;г уменьшени переборок.in doing so, its flow provides the greatest cooling efficiency. The mouthpiece is also cooled by the plasma forming gas itself. The installation of two current supply bushings 3 and 4 allows for electrical contact with the electrode wire for a longer time than with one such bush. The operating time without changing the sleeves is increased by about 1.5 times, so that despite the increase in the consumption of the sleeves, a gain is obtained due to uninterrupted operation and due to the reduction in bulkheads.

В случае выполнени мундштука по второму варианту ролик 27 посто нно поджимает плав щийс электрод к втулке 4, обеспечива хороший электрический контакт, причем на большее врем , чем в первом.случае. Така конструкци токоподвода позвол ет компенсировать износ втулки за счет этого увеличить врем работы без смены втулок примерно в 3,5 раза.In the case of the mouthpiece according to the second embodiment, the roller 27 constantly presses the melting electrode against the sleeve 4, providing good electrical contact, and for a longer time than in the first case. Such a current lead design compensates for wear of the sleeve thereby increasing the operating time without changing the sleeve by about 3.5 times.

Применение такой конструкции токоподвода целесообразно в определенных случа х, когда сложность и стоимость изготовлени компенсируютс сокращением количества переборок или необходимостью производить сварку длительное врем , превышающее стойкость гладких токоподвод щих втулок.The use of such a current supply design is advisable in certain cases where the complexity and manufacturing cost are compensated by a reduction in the number of bulkheads or the need to weld for a long time exceeding the resistance of smooth current supply bushings.

Таким образом, предлагаема конструкци плазмотрона позвол ет повысить надежность его работы за счет улучшени эффективности охлаждени теплонапр женных элементов и обеспечени электрического контакта с плав щимс электродом в течение более длительного времени.Thus, the proposed design of the plasma torch allows to increase the reliability of its operation by improving the cooling efficiency of heat-stressed elements and providing electrical contact with the melting electrode for a longer time.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A plasma torch for fusion electrode welding, comprising a current-carrying mouthpiece, a ring non-consumable electrode, a nozzle and a cooling system with inlet and outlet channels, characterized in that, with ° C, there is a better reliability by improving efficiency cooling of heat-stress elements, a longitudinal annular channel is made in the mouthpiece

ffjrffd gas

fofxod fofa v

L

/

FIG. 2

Fie.Z