SU1421249A1 - Способ очистки поверхности изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение отиоснтс  к технологии маии остроеки  и ножеТ быть приманено дл  очистки поверхностей прет ннущественно металлических изделий от окискых и оргаш ческих эагр знений подготовке под окраску, ианесение покрытий и сварку. Целью изобретени -  вл етс  повышение пpoизвoдитeльнo сти. Дл  этого очистку осуществл ют кратковременным ваздействией струи lnлaз {ы вод ного пара с высокой Ш1от ностью теплового потока при атмосфер ROM давлении, а затем охлаждают очищенную поверхность в среде иеокисл - ккдего газа. 3 ил.

Description

СП

с

4

iNd

4

CD

. Изобретение относитс  к те; нолог.ии ма1ш1ностроени  и может быть применено дл  очистки поверхностей чэреиьгуЕдеСТ- .ненло метштлических изде.тшй от ньк и органических загр знений при подготовке под окраскуs нанесение покрытий и сварку.

Цель изобрете1ш  повышеиие про- извохц тельности. процесса очистки,

На фиг,„ I показана схема проведени  очистки гглоскрй металлической поверхности р на фиГ( 2 схемг ггрове- деник очистки поверхности тела вра- щенлк ка tor. 3 - сзсемй. проведени  очистки проволоки.

Окисные и органические sai p Hзнани  обраэ1,ит HS поверхности ;ч«таги1а пленку, резко отз шчающ ос  по своим теплоф51эичаским свойствам от металла основыо Коэффициент тенпературопровод кости пленки загр знений значительно киж  коэффидиента темнературопровод- кости метагшоЗ; так дн  окислов,, со лей, масел - Ю - н /с а дн  ьтеталлов -10- -MVc,

Поэтог гу, при кратковременном воз- ,, wi . на поверхность

действии I) О,,01

мета.ш1а, покрытого плевкой загр зне- шш Теплового потока Е,сокой шютно- стй q 20 Вт/м про слодит быстрьШ сильный нагрев пленки эпгрлзненкй (Т -ч 2000К дл  окислов) , прквод 1д; 1Й к тep fflчйcкoмy разлогкенпю и испарению компонентов пленки« При этом поверхность металла под загр здЧеш-шк 1 на- грезаетс  незка чнтель о из-за интен сианого таплоотвода вглубь металла. При воздействии на загр зненную поверхность метахша струи вод ного пара ать осф8уно: -с даблен  , имеющей температуру зьчле IО К и o ile- спечивающей плотность Т5-;;шового потока эыше В г/м, реалийуетсн не только TsphfH4ecKO8 раз,1 о 5:ем1е и испа рение загр знений,

. При температураж вьа г. 10 К плазма аоднного пара состоит в осковтвдм из иокозованных и возбужданпык атомоэ и ки&порода и облс ли ет лре™ имуп(1ственно BOCCTaiJOB -ej J T -um сеой . Поэтоыу тру шора логккмыа тар - миче1:кие. окислы, ыеталлоп,. н агр  г : до д|йсокой температуры, нктеис вно восстанавлизамтск - пра.+ у-ктгг терми- чеСК Эго разло ен   загр знешгй w ре- акцн;5 воссг.акоЕ тениж окнг.лов удалккт- сн с позеркное Ш акоростнь:е«: напором плаа -ейной етрун

5

По окончании йоздействи  струи плазмь очип енн ую поверхность металла, нагревшуюс  до температуры в несколько сот градусов, необходимо защитить от окислени  на воздухе, Лл  этого процесс следует проводить в атмосфере Неокисл ющего газа или использовать струю холодного завштного газа (аргон, азоТз СОл) дл  интенсивного озшаждени  и локального предохране- кк л от окислени  выход щей из-под плазменной струи гор чей поверхности металла,

,Цл  предотзрап1ени  нагрева поверхности металла до температуры при которой молсет произойти оплавление или нежелательное ухудшение механических свойств, плазменную струю необходимо перемешать относительно по-. верхности со скоростьюj ш шмaльнoe значение 5 ве,лмчины которой можно оде SfflTB из соотношени , получаемого из линеаризованного уравнени  нестационарной Теплопроводности в одномерном случае

V К а- Д. р

Ср-ЛТ.

Где - скорость относительного пе- ремащеш   гшазменной струи и обрабатываемой поверхности j м/с;

d -- диаметр  дра, плазменной струи, м|

q - средн   плотность теплового потока г  дре плазменной струи, Вт/м ; А - коэффициент теплопроводности

металла, Вт/м К; р - плотность металла, Ср - те 1лоемкость металла,

Ж Дж/кг -KI

К - коэффициент,; учитьша о ций вли ние толщины и состава пленки загр знекшй} , йТ до)Г стима  температура на.грева поверхности, К, Прег гагаеьай способ реалнзуетсй след гющим образоМо

.При очистке плоской поверхности 1 ккдели  (см, фиг, 1) генератор плазмы вод ког-о пара 2 вместе с соплами 1, через которые подают охпалсдающий защитный газ 4, перемещают приводом 5 поперек поверхности , а после до- кра  позархност : 1, перед д-шчалом обратного поперечного движе- 1ШЯ,, осущестшт тт взаимное смещение

генератора плазмы 2 и поверхности 1 вдоль поверхности на величину, не превышающую диаметр  дра плазменной труи 6, что обеспечивает равномер- кость очистки.

При очистке поверхности 1 тела вращени  (издели ) (см. фиг. 2) генератор плазмы вод ного пара 2 с соплом 3, через крторое подшот защитный газ 4, перемещают приводом 5 вдоль оси вращающегос  тела, причем дл  ббеспечени  равномерности очистки по площади смещение генератора плазмы 2 вдоль оси вращающегос  тела эа каж- дый его оборот производ т на ну, не превьшающую диаметр  дра плазменной струи б.

По фиг, 3 проволоку (изделие) прот гивают через струю плазмы вод ного пара 2 генератора плазмы с поворотом обрабатьшаемой поверхност на 180° и обдувают охлаждающим газом А через сопло. Во всех трех случа х относи-

тельное перемещение очищаемой поверх- 25 вание воды в качестве плазмообразуюности и генератора плазмы производ т со скоростью, при которой температура поверхности металла не превышает температуру плавлени  металла. .

Пример I, Проводилась очи-. стка поверхности листа стали марки Ст,20, Размеры листа 2000x1000x3 мм.

Генератором плазмы  вл етс  электродуговой плазмотрон со стабилизацией дуги вод ным вихрем. Потребл ема  мощность 60 кВт. Расход воды 1,5 л/мин. Защитный газ - азот, расход 10 п/мин. Средн   плотность теплового потока в  дре плазменной струи В рабочем сечении 2 10 Вт/м. Скорость движени  плазмотрона 1,2 м/с, продольное смещение плазмотрона после каждого поперечного прохода 10 мм, Врем  очистки 3 мин,

Пр-имер 2, Проводилась подготовка внешней поверхности трубы из Ст.З под напьшение защитного покрыти  Размеры трубы: длина 1 м, внешний диаметр 0,2 м; толщина стенки 5 мм. Потребл ема  мощность генератора плазмы вод ного пара 44 кВт. Расход Воды I,5 л/мин. Защитный газ - азот,

I

расход JO л/мин. Средн   плотность

теплового потока в  дре плазменной / J 1

струи 9-10 Вт/м . Частота,вращени  издели  400 об/М1тн. Скорость перемещени  плазмотрона вдоль осн издели - 12 мм/с. Врем  обработки 1,5 мин.

Пример 3 о Проводилась очистка сварочной проволоки 0 ,5 мм, Проволока пропускалась через струю плазмы дважды с поворотом очищаемой поверхности. Мощность генератора плазмы 40 кВт, Расход воды 1,2 л/мин, Защитный газ - СО, расход 8 л/мин. Скорость движе1-ш  проволоки 2 м/с,

Предлагаемый способ позвол ет в открытых атмосферных услови х с высокой скоростью очищать поверхность изделий любой формы и размеров от загр знений и подготавливать под сварку нанесение покрьгтнй и окраску, а высокое качество оч11стки обеспечивает хорошую адгезию покрытий. Использо-

5

Claims (1)

1. щего вещества делает процесс дешевым и нетоксичным, исключает образование вредных трудноутилизируемых отходов,0 Формула изобретени 

   Способ очистки поверхности изделий, включающий удаление загр знений воз- действием плазменной струн и относительное пepeмeщeшie обрабатываемого. издели  и плазменной струи, отличающийс  тем, что, с повышени  производительности, на поверхность издели  воздействуют струей плазмы вод ного пара с плотностью теплового потока вьше 10 Вт/м при атмосферном давлении, при этом перемещение издели  и плазменнбй струи осуществл ют со скоростью, при кото .g рой температура нагрева поверхности издели  не превышает температуру разрушени  материала издели , а после воздействи  плазменной струи изделие охлаждаетс  в неокисл ющей среде до температуры ниже температуры активного окислени  материала издели  на воэ- духе,

   0

   0

   - Вода

   .Bsffa

   .ji.

   §

   X

   .2

   + f Вода

   Фив.З