SU1379035A1 - Способ дуговой зачистки металла - Google Patents

Description

(21)3921039/25-27

(22)29.05.85

(46) 07.03.88. Бюл. № 9 (72) Д.Н.Шапотин, И.И.Басалаев, А.С.Шинкаренко, А.В.Расторгуев и В.Э.Готфрид

(53)621.791.75(088.8)

(56)Шуралев М.В. и др. Отделка проката . - М.: Металлургиздат, 1963,

с. 109.

Васильев Н.В. Газоэлектрическа  резка металлов. - М.: Машгиз, 1963, е. 24.

Патент США № 3352997, кл. 219-123, 14.11.67.

(54)СПОСОБ ДУГОВОЙ ЗАЧИСТКИ МЕТАЛЛА

(57)Изобретение относитс  к металлургии , точнее - к зачистке поверхностных дефектов прокатных заготовок

Б адъюстажных отделени х металлургических заводов. Цель изобретени  - повышение производительности и качества зачистки. В способе дуговой зачистки металла на дугу воздействуют неоднородным управл ющим магнитным полем с радиальной и продольной составл ющими. Соотношение величин модулей градиентов индукции радиальной и продольной составл ющих магнитного пол  устанавливают в пределах 100-200:10-27. В результате воздействи  на дугу неоднородного магнитного пол  дуга горит устойчиво, обеспечиваетс  равномерное расплавление поверхности обрабатываемой детали , следствием чего  вл етс  повышение качества зачистки. 2 ил., 1 табл.

(О

сл

со

00 сл

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к зачистке поверхностных дефектов прокатных заготовок в адъюстажных отделени х металлургических заводов.

Цель изобретени  - повышение производительности и качеств а зачистки.

На фиг. 1 показана схема односторонней зачистки заготовки; на фиг.2 схема двусторонней, зачистки заготовки .

Способ состоит в том, что дугой, на которую воздействуют управл ющим магнитным полем, выплавл ют дефекты, а расплавленньцЧ металла выдувают, например , сжатым воздухом. В качестве управл ющего магнитного пол  используют неоднородное магнитное поле с радиальной и продольной составл ющими , соотноше)П1е величин модулей градиентов индукции которых устанавливают в пределах 100-200:10-27.

При соотношении модулей градиентов менее или более соотношени  100- 200:10-27 наблюдаетс  образование неустойчивой электрической дуги, следствием чего  вл етс  неравномерное проплавление поверхности защищаемого металла, т.е. получаетс  некачественна  зачистка, производительность которой снижаетс .

При воздействии на электрическую дугу неоднородным магнитным полем, индукци  которого плавно возрастает от поверхности защищаемой заготовки к электроду, свободные электроны ду ги закручиваютс , при этом перпендикул рна  составл юща  скорости Vj возрастает, а параллельна  составл юща  скорости V|, уменьшаетс . В результате происходит отражение потока свободных электронов от магнитного зеркала неоднородного пол , что дает улучшение качества зачистки за счет равномерного расплавлени  по- верх)юсти металла, формирование устойчивой дуги по форме электрода.

Зачистку металла осуществл ют следующим образом.

Обрабатываемое изделие 1 пропускают с определенной скоростью через радиальное магнитное поле с индукцией В , образованное северными полюсами солено1щов 2 и 3. В промежутке между соленои41ами создают продольное магнитное поле с индукцией В„, образованное южным полюсом соленоида А. Силовые магнитные ли}1ии продольного

(1)

магнитного пол  направлены параллельно электроду 5. В результате взаимодействи  радиального и продольного магнитных полей образуетс  неоднородное магнитное поле, индукци  которого плавно возрастает от поверхности защищаемой заготовки 1 к электроду 5

.с магнитньш момент Лармовско го кружка М посто нный, то при приближении свободных электронов дуги, на которые действуют силы Ло ренца, закручива  их с циклотронными частотами .

тС

где со циклотронна  частота; е - зар д электрона; В - индукци ; m - масса электрона;

С - скорость света, по Лармовским спирал м с рад,иусом

Р 1где J - радиус Лармовской спирали; V, - перпендикул рна  составл юща  скорости;

Q - циклотронна  частота, к сильному магнитному полю электрода

перпендикул рна  составл юща  скорости V, движени  свободных электронов возрастает, а параллельна  составл юща  скорости V|| уменьшаетс  (в пределе стремитс  к О) . В результате

происходит отражение потока свободных электронов дуги от магнитного зеркала неоднородного пол . Такой эффект получаетс  при подводе - источника питани  к зачищаемому изделию 1 за соленоидом по ходу движени  заготовки, а + источника питани  на электрод 5 при соотношении модулей градиентов индукции радиального и продольного магнитных полей,

поддерживаемых в пределах 100-200: : 10-27. В результате этого дуга становитс  устойчивой и деформированной по форме электрода.

Пример 1. Зачистку заготовки

сечением 80x80 мм производ т неплав щимс  электродом пр моугольной формы сечением 20x90 мм. В качестве источника питани  электрической дуги используетс  сварочный выпр митель.

Катушки пр моугольного сечени , внутри которых проходит заготовка, установлены друг от друга на рассто нии 500 мм, а катушка А (фиг. 1) установлена между ними перпендикул рна на

рассто ние 280 мм от оси заготовки. Электромагниты эапитаны от стандартных выпр мителей таким образом, что магнитные пол , образованные катушками 2 и 3, направлены северными полюсами встречно, а катушка 4 - южным полюсом к ним. Перед зачисткой пропускают ток через электромагнитные катушки 2 - 4. В продольном магнит- ном поле катушки 2-4. В продольном магнитном поле катушки 4 расположен электрод 5. Затем включают источник питани  и подвод т электрод к зачищаемой заготовке до зажигани  между ними дуги напр жением 60 В и током дуги 1500 А, на которую воздействуют неоднородным магнитным полем, полученым наложением магнитных полей: радиального , созданного северными полюсами катушек 2 и 3 с модулем градиента индукции 100 мТл, и продольного, образованного южным полюсом катушки с модулем градиента индукции 10 мТл. При этом поверхность заготовки равномерно прогреваетс , расплавл етс , зачищаетс  на глубину 1,5 мм и автоматически перемещаетс  со скоростью 0,03 м/с на токоподвод. Производительность зачистки достигает 3 т/ч. Качество зачищаемой поверхности удовлетвор ет требовани м ГОСТа.

И р и м е р 2. Зачистку заготовки производ т того же сечени  тем же электродом, что в примере 1, тот же источник пита)и , катушки, электромагниты и выпр мители, их установка, соединение и питание. Через катушки пропускают ток при скорости движени  заготовки 0,06 м/с. Напр жение на дуге , возникающее между электродом и заищщаемой заготовкой, достигает 65 В и ток дуги 2200 А, а модуль градиента индукции налагаемых магнитных полей: радиального выдерживают равной 150 мТл, а продольного 15 мТл. При этом глубина зачистки достигла 3 мм, а производительность зачистки 6 т/ч. Качество зачищаемой поверхности удовлетвор ет требовани м

П р и м е р 3. Услови  проведени  и оборудование дл  зачистки заготовки те же, что и в примере 1. Скорост перемещени  заготовки до О,1 м/с напр жение на дуге, возникающее между электродом и зачищаемой заготовкой , до 70 В и ток дуги до 2800 А. Величину модул  градиента индукции налагаемых магнитных полей: радиаль10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

ного выдерживают равной 200 мТл, а продольного 27 мТл, при этом глубина зачистки достигала 5 мм, а производительность зачистки 10 т/ч. Качество поверхности удовлетвор ет требовани м ГОСТа.

П р и м е р 4, Услови  проведени  способа и оборудование дл  зачистки заготовки те же, что и в примере 1. Скорость перемещени  заготовки 0,03 м/с и напр жение на дуге, возникающее между электродом и зачищаемой заготов-- кой, 60 В и ток дуги 1500 А, на которую в оздействуют неоднородным магнитным полем, полученным наложением магнитных полей: радиального с модулем градиента индукции 50 мТл и продольного с модулем градиента индукции 5 мТл, При этих параметрах электрическа  дуга неустойчива и не формируетс  по форме электрода, следствием чего  вл етс  неравномерное про- плавление зачищаемого металла, т.е. получаетс  некачественна  зачистка и снижаетс  производительность, кроме этого, мала глубина зачистки (около 1 мм), что недостаточно дл  устранени  поверхностных дефектов. Качество зачистки поверхности не удовлетвор ет требовани м-ГОСТа.

Приме р 5. Услови  проведени  способа и оборудование дл  зачистки заготовки те же, что в примере 1. Скорость перемещени  заготовки О,1 м/с и напр жение на дуге, возникающее между электродом и зачищаемой заготовки , 70 В, ток дуги до 2800 А. Величина модул  градиента индукции налагаемых магнитных полей: радиального 250 мТл, продольного 35 мТл. Происходит сильное сжатие дуги и нарушение ее формировани  по форме электрода. Следствием этого  вл етс  образование кратера у основани  дуги на поверхности зачищаемой заготовки, что отрицательно сказываетс  на качестве зачистки. Показатели качества заготовок по известному и предлагаемому способам сведены в таблицу.

Как вкдпо из примеров 1 - 3 максимальна  производительность способа и высокое качество зачистки поверхности заготовок получены при соотношении модулей градиентов индукции радиального и продольного магнитных полей в пределах 100-200:10-27,

Способ позвол ет повысить производительность процесса и качество

зачистки без образовани  кратеров и заплесков с равномерным проплавлени- ем и съемом заданной толщины сло .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ дуговой зачистки металла, при котором на дугу воздействуют управл ющим магнитным полем, о т л и

   Не удов1 ,5

   Удовлет- летвор ет вор ет (образуетс  кратер )

   фиг.

   чающийс  тем, что, с целью повьппени  производительности и качества зачистки, управл ющее магнитное поле генерирует неоднородным с радиальной и продольной составл ющими, а соотношение величин модулей градиентов индукции радиальной и продольной составл ющих магнитного пол  устанавливают в пределах 100-200:10-27.

   довлет- Удовлет- Не удов- Не удов- ор ет вор ет летвор ет.летвор ет

   Наблюда- Глубина кратера

   около

   етс  неравно- мерное проплав- ление металла , мала глубина зачистки

   1 О мм

   /V

   и

   т

   п

   w

   /

   S

   L

   Л

   о и

   /кД

   о -

   1

   .