RU2778889C1 - Плазмотрон для наплавки внутренней поверхности порошковым материалом - Google Patents
Плазмотрон для наплавки внутренней поверхности порошковым материалом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778889C1 RU2778889C1 RU2021118811A RU2021118811A RU2778889C1 RU 2778889 C1 RU2778889 C1 RU 2778889C1 RU 2021118811 A RU2021118811 A RU 2021118811A RU 2021118811 A RU2021118811 A RU 2021118811A RU 2778889 C1 RU2778889 C1 RU 2778889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- plasma
- protective
- focusing
- channels
- Prior art date
Links
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 title claims abstract description 40
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims 1
- 240000000969 Verbascum thapsus Species 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 102200056926 OST4 V23K Human genes 0.000 description 1
- 101700022255 V23K Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к плазмотронам для наплавки внутренней поверхности порошковым материалом. Плазмотрон содержит охлаждаемый катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа, изолятор, анодный узел с охлаждаемым плазмообразующим, защитным соплом, который содержит каналы и полости для подачи и равномерного распределения транспортирующего и защитного газов. Плазмообразующее сопло выполнено сменным в форме втулки, герметично сопрягаемой с корпусом анодного узла плоским торцом, имеющим кольцевую проточку, контактирующую с охлаждающей жидкостью для отведения тепла. Второй торец втулки имеет коническую фаску с радиально расположенными на нем каналами для направленной подачи наплавочного порошка из кольцевой полости в зону горения плазменной дуги, и сопряжен с конусной поверхностью фокусирующего сопла, выполненного в виде накидной гайки с внутренней и наружной резьбой. Внутренняя резьба обеспечивает его монтаж на корпусе анода, а по наружной резьбе обеспечивается соединение фокусирующего сопла с защитным соплом, выполненным в виде накидной гайки. На наружной резьбе фокусирующего сопла выполнены радиальные пазы глубиной более высоты резьбы, обеспечивающие соединение полости распределения защитного газа с конусообразной полостью, образованной между фокусирующим и защитным соплами и имеющей кольцевую перемычку с радиально размещенными пазами. Технический результат изобретения заключается в малогабаритности конструкции плазмотрона и его универсальности за счет наличия в плазмотроне сменных сопел, что позволяет обрабатывать поверхности в ограниченном пространстве. 1 ил.
Description
Изобретение относится к плазмотронам и может найти применение при плазменной наплавке порошковыми наплавочными материалами, проволокой, а также при сварке.
Известны конструкции плазмотронов, содержащие разделенные изолятором узлы катода и анода (Черноиванов В.И., Лялякин В.П. Организация и технология восстановления деталей машин. - М: ГОСНИТИ, 2003. - 488 с.), В конструкциях катода и анода имеются каналы для их охлаждения. В катодном узле установлен электрод, в анодном имеются плазмообразующее, фокусирующее и защитное сопла.
Недостатками этих плазмотронов являются большие радиальные и осевые габариты, затрудняющие использование плазмотрона в ограниченном пространстве. Сопла не являются сменными, что снижает универсальность плазмотронов и их ресурс.
Известен также плазмотрон (патент РФ №2060130, кл. В23К 10/60), имеющий катодный охлаждаемый узел, изолятор, охлаждаемый анодный узел, содержащий каналы, через которые поступают плазмообразующий и защитный газы в цилиндрические полости и затем, соответственно, плазмообразующий газ в зазор между электродом и плазмообразующим соплом, а защитный газ - в зазор между плазмообразующим и защитным соплом. Недостатком плазмотрона является то, что в его конструкции имеются полости, через которые проходит плазмообразующий и защитный газы. Геометрические параметры полостей обусловлены требованием создания направленных потоков газа с целью обеспечения необходимых технологических условий для работы плазмотрона, что влечет за собой увеличение габаритных размеров плазмотрона и ограничивает его использование при работе в стесненных условиях.
Целью изобретения является разработка конструкции плазмотрона с ограниченными габаритными размерами и сменными соплами, позволяющими обрабатывать поверхности в ограниченном пространстве, повысить универсальность плазмотрона и его ресурс.
Поставленная цель достигается за счет того, что плазмотрон для наплавки внутренней поверхности порошковым материалом, содержащий охлаждаемый катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа, изолятор и анодный узел с охлаждаемым плазмообразующим защитным соплом, содержащий каналы и полости для подачи и равномерного распределения транспортирующего и защитного газов, отличается тем, что он снабжен фокусирующим соплом, выполненным в виде накидной гайки с внутренней и наружной резьбой, при этом плазмообразующее сопло выполнено сменным в виде втулки, которая плоским торцом герметично сопряжена с корпусом анодного узла, причем плоский торец втулки имеет кольцевую проточку, выполненную с возможностью контактирования с охлаждающей жидкостью для отведения тепла, а второй торец втулки имеет коническую фаску с радиально расположенными на ней каналами для направленной подачи наплавочного порошка из кольцевой полости, образованной между внутренней цилиндрической поверхностью фокусирующего сопла и наружной цилиндрической поверхностью плазмообразующего сопла, в зону горения плазменной дуги, и сопряжен с конусной поверхностью фокусирующего сопла, при этом фокусирующее сопло посредством внутренней резьбы смонтировано на корпусе анода, а по наружной резьбе соединено с защитным соплом, выполненном в виде накидной гайки, при этом на наружной резьбе фокусирующего сопла выполнены радиальные каналы глубиной более высоты резьбы с возможностью обеспечения соединения полости распределения защитного газа с конусообразной полостью, образованной между фокусирующим и защитным соплами и имеющей кольцевую перемычку с радиально размещенными пазами.
Плазмотрон содержит катодный узел 1 (фиг. 1). Его охлаждение обеспечивают каналы 2, через которые протекает жидкость. В катодном узле расположен электрод 3 с возможностью осевого перемещения в резьбовом соединении, фиксацию положения электрода обеспечивает гайка 4.
Плазмообразующий газ по каналу 5 в электродном узле поступает в полость 6.
С помощью винтов 7, изолирующих втулок 8, проходящих через изолятор 9, электродный узел крепится к корпусу анода 10. В корпусе анода имеются каналы 11 для подачи охлаждающей жидкости, которые выходят на торцовую поверхность корпуса, сопрягаемую герметично с кольцевой проточкой на торце плазмообразующего сопла 12. Отведение образующегося в плазмообразующем сопле тепла происходит с поверхности этой проточки. Плазмообразующее сопло выполнено в виде сменной втулки, на торце которой, противоположному торцу с кольцевой проточкой, имеется коническая фаска. Герметичность соединения плазмообразующего сопла и корпуса анода обеспечивает конструкция фокусирующего сопла 13, выполненного в виде накидной гайки. Внутренняя резьба фокусирующего сопла при закручивании на резьбовой участок на корпусе анода, за счет контакта внутренней конической поверхности фокусирующего сопла с конической фаской на торце плазмообразующего сопла, поджимает торец плазмообразующего сопла с проточкой для отвода тепла к торцу корпуса анода. Отведение жидкости из корпуса анода производится по каналам, аналогичным каналам 11, которые на фигуре 1 не показаны.
Через канал 14 в корпусе анода 10 транспортирующий газ подает порошок в кольцевую полость 15, образованную между внутренней цилиндрической поверхностью фокусирующего сопла 13 и наружной цилиндрической поверхностью плазмообразующего сопла 12. Далее порошок через радиально направленные каналы 16, образованные на наружной конической поверхности плазмообразующего сопла, поступает в плазменную дугу, формируя наплавляемую поверхность.
На наружной цилиндрической поверхности фокусирующего сопла 13 расположен резьбовой участок, с помощью которою на фокусирующем сопле закреплено защитное сопло 17. В корпусе анода 10 размещен канал 18 через него защитный газ попадает в полость 19, образованную внутренней цилиндрической поверхностью защитного сопла и наружной цилиндрической поверхностью фокусирующего сопла, прилегающего к корпусу анода 10. На наружном резьбовом участке фокусирующего сопла выполнены радиальные пазы 20 глубиной более высоты резьбы. Через них защитный газ поступает в полость 21 образованную внутренней поверхностью защитного сопла, наружной поверхностью фокусирующего сопла, и кольцевой перемычкой 22 на нем. На перемычке 22 также расположены радиальные пазы, через них защитный газ поступает в зазор между коническими поверхностями защитного и фокусирующего сопла. По истечении из зазора газ создает защиту наплавляемого участка. Конструкция перемычки 22 может быть выполнена и без радиальных пазов, но в этом случае между ней и внутренней поверхностью защитного сопла должен быть зазор, обеспечивающий равномерное распределение истекающего газа из полости 21.
Кольцевая проточка на торце плазмообразующего сопла 12, с поверхности которой происходит отведение образующейся при работе плазмотрона теплоты, может быть выполнена в виде части поверхности тора или иной сложной поверхности, обеспечивающей увеличение площади контакта с охлаждающей жидкостью. Образующаяся при горении дуг и теплота от фокусирующего сопла 13 отводится за счет косвенного его охлаждения через контакт внутренней конической поверхности с конической поверхностью плазмообразующего сопла 12, через резьбовую внутреннюю поверхность и торцовую поверхность, контактирующую с корпусом анода 10, внутри которого протекает охлаждающая жидкость. Охлаждение защитного сопла 17 происходит за счет контакта его резьбового участка с аналогичным участком фокусирующего сопла 13 и контакта торцовой поверхности защитного сопла с поверхностью корпуса анода 10.
В конструкции анодного узла, за счет предложенных решений, образовано две полости 19, 21, разделенные радиальными пазами и, которые, в совокупности с конструкцией кольцевой перемычки 22, способствуют образованию необходимого для процесса наплавки или сварки ламинарного или иного потока защитного газа при малых габаритных размерах плазмотрона. Пазы 20, соединяющие эти полости, могут быть выполнены под углом к продольной оси фокусирующего сопла. Конструкция предложенного плазмотрона также позволяет производить замену плазмообразующего, фокусирующего и защитного сопел непосредственно на оборудовании, без демонтажа плазмотрона с установки. В сочетании с возможностью замены на сопла с иными геометрическими параметрами, это позволяет увеличить не только ресурс плазмотрона, но и повысить его универсальность. При выполнении сварочных или наплавочных работ внутри цилиндрических поверхностей, при создании определенных условий по газовой защите зоны горения дуги (при накачке защитного газа непосредственно в цилиндр) возможно использование плазмотрона без защитного сопла, что также расширяет его функциональные возможности за счет уменьшения габаритных размеров. Полость 6, через которую подается плазмообразующий газ, позволяет разместить внутри дополнительные детали, например, втулки, геометрия которых обеспечит необходимые технологические параметры истечения плазмообразующего газа.
Claims (1)
- Плазмотрон для наплавки внутренней цилиндрической поверхности порошковым материалом, содержащий охлаждаемый катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа, изолятор и анодный узел с охлаждаемым плазмообразующим защитным соплом, содержащий каналы и полости для подачи и равномерного распределения транспортирующего и защитного газов, отличающийся тем, что он снабжен фокусирующим соплом, выполненным в виде накидной гайки с внутренней и наружной резьбой, при этом плазмообразующее сопло выполнено сменным в виде втулки, которая плоским торцом герметично сопряжена с корпусом анодного узла, причем плоский торец втулки имеет кольцевую проточку, выполненную с возможностью контактирования с охлаждающей жидкостью для отведения тепла, а второй торец втулки имеет коническую фаску с радиально расположенными на нем каналами для направленной подачи наплавочного порошка из кольцевой полости, образованной между внутренней цилиндрической поверхностью фокусирующего сопла и наружной цилиндрической поверхностью плазмообразующего сопла, в зону горения плазменной дуги, и сопряжен с конусной поверхностью фокусирующего сопла, при этом фокусирующее сопло посредством внутренней резьбы смонтировано на корпусе анода, а по наружной резьбе соединено с защитным соплом, выполненным в виде накидной гайки, при этом на наружной резьбе фокусирующего сопла выполнены радиальные каналы глубиной более высоты резьбы с возможностью обеспечения соединения полости распределения защитного газа с конусообразной полостью, образованной между фокусирующим и защитным соплами и имеющей кольцевую перемычку с радиально размещенными пазами.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778889C1 true RU2778889C1 (ru) | 2022-08-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818187C1 (ru) * | 2023-07-13 | 2024-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "КЕДР" | Электродуговой плазмотрон и узел кольцевого ввода исходных реагентов в плазмотрон |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060130C1 (ru) * | 1992-02-26 | 1996-05-20 | Пермский государственный технический университет | Плазмотрон |
RU140498U1 (ru) * | 2013-05-17 | 2014-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Плазматрон для порошкового напыления |
RU159626U1 (ru) * | 2015-10-30 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Плазмотрон для напыления |
EP2091758B1 (en) * | 2006-11-28 | 2016-11-02 | Oerlikon Metco (US) Inc. | Plasma apparatus and system |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060130C1 (ru) * | 1992-02-26 | 1996-05-20 | Пермский государственный технический университет | Плазмотрон |
EP2091758B1 (en) * | 2006-11-28 | 2016-11-02 | Oerlikon Metco (US) Inc. | Plasma apparatus and system |
RU140498U1 (ru) * | 2013-05-17 | 2014-05-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Плазматрон для порошкового напыления |
RU159626U1 (ru) * | 2015-10-30 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Плазмотрон для напыления |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818187C1 (ru) * | 2023-07-13 | 2024-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "КЕДР" | Электродуговой плазмотрон и узел кольцевого ввода исходных реагентов в плазмотрон |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100827737B1 (ko) | 플라즈마 아크 토치, 플라즈마 아크 토치의 조립 및 분해 방법, 및 플라즈마 아크 토치의 전극 어셈블리의 교체 방법 | |
US6946617B2 (en) | Method and apparatus for alignment of components of a plasma arc torch | |
US9131596B2 (en) | Plasma cutting tip with advanced cooling passageways | |
US20090107958A1 (en) | Torch and Contact Tip for Gas Metal Arc Welding | |
US12011789B2 (en) | Electrodes for gas- and liquid-cooled plasma torches | |
KR20090108705A (ko) | 최적화된 수냉각을 갖는 플라즈마 아크 토치 커팅 부품 | |
KR20120032491A (ko) | 액체 냉각식 플라즈마 토오치용 노즐 및 이러한 플라즈마 토오치를 구비한 플라즈마 토오치 헤드 | |
JPS61216760A (ja) | プラズマ・アーク・トーチ | |
RU2778889C1 (ru) | Плазмотрон для наплавки внутренней поверхности порошковым материалом | |
US3674978A (en) | Torch, especially for plasma cutting | |
KR20060126307A (ko) | 용접과 절단 작업의 상호 전환이 편리한 소형 플라즈마토치 | |
RU194071U1 (ru) | Плазмотрон | |
RU190460U1 (ru) | Плазмотрон | |
KR100434694B1 (ko) | 플라즈마토치 | |
US6215089B1 (en) | Plasma welding torch | |
CN111112804A (zh) | 一种极限水冷深熔氩弧焊枪 | |
JP2016143533A (ja) | プラズマ溶射装置 | |
RU2702512C1 (ru) | Плазмотрон | |
KR102229254B1 (ko) | 비이송식 토치 운전을 위한 가이드형 전방전극이 구비된 플라즈마 토치 | |
JP2557429Y2 (ja) | 消耗電極式トーチ | |
RU2259262C1 (ru) | Плазмотрон | |
KR20200136790A (ko) | 용접과 절단작업시 상호전환이 용이한 토치 | |
RU1557833C (ru) | Плазмотрон дл сварки плав щимс электродом | |
CN114211115A (zh) | 一种送粉组件及激光焊接头 | |
RU2058865C1 (ru) | Плазмотрон |