RU2682553C1 - Электрод для дуговой плавки металлов - Google Patents
Электрод для дуговой плавки металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682553C1 RU2682553C1 RU2018113391A RU2018113391A RU2682553C1 RU 2682553 C1 RU2682553 C1 RU 2682553C1 RU 2018113391 A RU2018113391 A RU 2018113391A RU 2018113391 A RU2018113391 A RU 2018113391A RU 2682553 C1 RU2682553 C1 RU 2682553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- arc
- metals
- solenoid
- melting
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 10
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
-
- 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
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроду для дуговой плавки металлов и может быть использовано для плавления металлических порошков, прецизионной сварки тонколистовых металлов и изготовления деталей сложной геометрической формы в среде защитных газов. Электрод для дуговой плавки металлов содержит цилиндрический корпус (1) и снабжен соленоидом (2), выполненным из графита в виде однорядной спирали. Соленоид расположен коаксиально корпусу и включен последовательно в электрическую цепь дугового разряда. Технический результат заключается в формировании соленоидом магнитного поля вокруг дугового канала, которое сжимает плазму в радиальном направлении и стабилизирует ее течение в аксиальном направлении, позволяя вести процесс сварки в контролируемых условиях. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для плавления металлических порошков, прецизионной сварки тонколистовых металлов и изготовления деталей сложной геометрической формы в атмосфере защитных газов.
Из уровня техники известно, что стабилизация дугового разряда осуществляется путем тангенциальной подачи стабилизирующего газа в разрядный промежуток, т.е. направляют параллельно столбу дуги. Обычно стабилизирующий газ одновременно является и плазмообразующим [М.Б. Генералов и др. // Машиностроение. Энциклопедия. Т.4-12. Машиностроение. - 2004]. Однако такая стабилизация дугового разряда неприемлема для плавления металлических порошков в гарнисаже, т.к. поток газа выдувает порошок из области дугового разряда и технологический процесс нарушается. Для прецизионной сварки тонколистовых материалов требуется уменьшение мощности сварочной дуги, которое ведет к уменьшению ее устойчивости, поэтому стабилизации дугового канала и контролируемое изменение его поперечного сечения является актуальной задачей для слаботочных электрических дуг малой мощности (<1 квт).
Известен электрод для плазменно-дуговой горелки [Вейн Стенли Северанс // Патент РФ №2028899 от 20.02.1995]. Увеличение срока службы электрода и устранение блуждания дуги - достигается использованием втулки из материала с работой выхода больше, чем работа выхода материала эмиссионной вставки. Недостатками аналога являются: втулку изготавливают из драгоценных металлов (золото, серебро, платина и др.), что существенно увеличивает стоимость электрода и сложная конструкция электрода в связи с необходимостью принудительного охлаждения водой. Электрод не пригоден для плавления металлических порошков, прецизионной сварки тонколистовых металлов и изготовления деталей сложной геометрической формы в атмосфере защитных газов.
Известен неплавящийся электрод для электродуговой сварки [Ю.И. Белиц-кий // а.с. СССР №1816608 от 23.05.1993] - прототип. Равномерное распределение тока по сечению столба дуги и получение рассредоточенного катодного пятна обеспечивается за счет конической спирали, размещенной в цилиндрическом корпусе с помощью изолятора. Во время работы через спираль от дополнительного источника пропускается электрический ток, который вызывает подогрев спирали и равномерную эмиссию электронов с поверхности электрода. Недостатками прототипа являются: наличие изолирующих вставок, которые во время длительной работы при чрезмерном нагреве электрода начнут выходить из строя, дополнительный источник питания и малые плотности тока из-за рассредоточенного катодного пятна не позволят вести прецизионную сварку тонколистовых металлов, для которой требуется большая плотность энергии в слаботочных электрических дугах. Электрод не пригоден для плавления металлических порошков, прецизионной сварки тонколистовых металлов и изготовления деталей сложной геометрической формы в атмосфере защитных газов.
Задачей настоящего изобретения является разработка электрода со стабилизацией канала дуги магнитным полем для плавления металлических порошков, прецизионной сварки тонколистовых металлов и изготовления деталей сложной геометрической формы электрической дугой прямого действия неплавящимся электродом в атмосфере защитных газов.
Технический результат достигается за счет использования неплавящегося электрода из графита, снабженного соленоидом, расположенным коаксиально цилиндрическому корпусу и включенным последовательно в электрическую цепь дугового разряда. Соленоид выполнен из графита в виде однорядной спирали. На фиг. 1 представлен чертеж электрода. На фиг. 2 представлен электрод, изготовленный из графита марки МПГ-6 ТУ 48-20-51-84. Цифрами обозначены: 1 – цилиндрический корпус; 2 - соленоид в виде однорядной спирали; 3 - наконечник.
Устройство работает следующим образом: корпус 1 через изолирующий кронштейн закрепляют на подвижном штоке сварочной установки и подключают к источнику питания электрической дуги; свариваемую деталь подключают к напряжению обратной полярности того же источника питания (в зависимости от технологии процесса полярность подключения устройства и свариваемой детали можно менять). Электрическая дуга зажигается между наконечником 3 и свариваемой деталью. Сварочный ток, протекающий через соленоид 2, формирует магнитное поле вокруг дугового канала, которое сжимает плазму в радиальном направлении и стабилизирует ее прямолинейное течение в аксиальном направлении, позволяя вести процесс сварки в контролируемых условиях. Характеристики сварочного шва при использовании электрода с диаметром соленоида 23 мм и количество витков 8 шт. в атмосфере аргона при давлении 0,1 МПа представлены на фиг. 3, где цифрами обозначены экспериментальные данные ширины и глубины плавления молибденового порошка для токов: 1-1А; 2-3А и 3-10А. Из графиков видно, что ширина столба дуги во всех экспериментах была стабильна и не превышала 2 мм.
Claims (1)
- Электрод для дуговой плавки металлов в среде защитных газов, содержащий цилиндрический корпус, отличающийся тем, что снабжен соленоидом, выполненным из графита в виде однорядной спирали, расположенным коаксиально корпусу и включенным последовательно в электрическую цепь дугового разряда.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113391A RU2682553C1 (ru) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Электрод для дуговой плавки металлов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113391A RU2682553C1 (ru) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Электрод для дуговой плавки металлов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682553C1 true RU2682553C1 (ru) | 2019-03-19 |
Family
ID=65805900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018113391A RU2682553C1 (ru) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Электрод для дуговой плавки металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682553C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769869C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-04-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для пространственной стабилизации дуги |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001461A (en) * | 1973-03-30 | 1977-01-04 | David Grigorievich Bykhovsky | Method of producing electrode units for plasmatrons |
| SU863238A1 (ru) * | 1980-01-21 | 1981-09-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Ан Усср | Устройство дл дуговой обработки материалов |
| US4614857A (en) * | 1985-01-29 | 1986-09-30 | Stephen Webb | Solenoid energizing circuit for an electric arc welding tool |
| SU1816608A1 (en) * | 1991-04-02 | 1993-05-23 | Proizv Ob Edinenie Zlatoustovs | Nonconsumable electrode for electric-arc welding |
| RU2202453C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2003-04-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ сварки неплавящимся электродом погруженной дугой |
-
2018
- 2018-04-12 RU RU2018113391A patent/RU2682553C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001461A (en) * | 1973-03-30 | 1977-01-04 | David Grigorievich Bykhovsky | Method of producing electrode units for plasmatrons |
| SU863238A1 (ru) * | 1980-01-21 | 1981-09-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Ан Усср | Устройство дл дуговой обработки материалов |
| US4614857A (en) * | 1985-01-29 | 1986-09-30 | Stephen Webb | Solenoid energizing circuit for an electric arc welding tool |
| SU1816608A1 (en) * | 1991-04-02 | 1993-05-23 | Proizv Ob Edinenie Zlatoustovs | Nonconsumable electrode for electric-arc welding |
| RU2202453C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2003-04-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ сварки неплавящимся электродом погруженной дугой |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЛИНКА Н.Л. ОБЩАЯ ХИМИЯ, МОСКВА: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1979. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769869C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-04-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Устройство для пространственной стабилизации дуги |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4564740A (en) | Method of generating plasma in a plasma-arc torch and an arrangement for effecting same | |
| KR100239278B1 (ko) | 화학공정용 토치장치 | |
| US3562486A (en) | Electric arc torches | |
| US6215091B1 (en) | Plasma torch | |
| US20180049303A1 (en) | Plasma torch with structure capable of performing reversed polarity/straight polarity operation | |
| CN100486752C (zh) | 等离子辅助的焊接焊炬 | |
| RU2536126C2 (ru) | Вакуумнодуговой испаритель для генерирования катодной плазмы | |
| US20150027997A1 (en) | Welding torch, welding apparatus and method of welding using hollow electrode and filler material | |
| JP2021015810A (ja) | 高エネルギー効率、高出力のプラズマトーチ | |
| RU2682553C1 (ru) | Электрод для дуговой плавки металлов | |
| EP0335448B1 (en) | Plasma torch | |
| US11109475B2 (en) | Consumable assembly with internal heat removal elements | |
| US4034250A (en) | Plasmatron | |
| JPS6340299A (ja) | 非移行式プラズマト−チの電極構造 | |
| WO2010146456A1 (en) | Welding contact tip having diamond; welding gun with such welding contact tip | |
| KR100262800B1 (ko) | 아크플라즈마토치,아크플라즈마 토치용전극 및 이들의 작동방법 | |
| KR20180061966A (ko) | 막대-노즐형 플라즈마 토치 | |
| JPS63154272A (ja) | プラズマト−チ | |
| US3504219A (en) | Non-consumable electrode for plasma jet torches | |
| Bolotov et al. | Elimination of Electric Arc Stabilization in Precision Welding with High-Current DC Glow Discharge | |
| RU2769869C1 (ru) | Устройство для пространственной стабилизации дуги | |
| RU2163424C1 (ru) | Устройство для динамической плазменной обработки изделий | |
| KR20190094273A (ko) | 플라즈마 토치 | |
| KR100493731B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 | |
| SU593854A1 (ru) | Многоканальный полый катод к горелкам дл дуговой сварки в вакууме |