SU1581505A1 - Способ плазменно-дуговой обработки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварочному производству, в частности к плазменно-дуговой обработке, и может быть использовано при резке листовых конструкций. Цель изобретени  - повышение качества реза и стойкости плазмотрона. Управление процессом плазменно-дуговой обработки осуществл ют по сигналу напр жени  между электродом и изделием. При этом дополнительно определ ют скорость нарастани  сигнала напр жени  и в момент резкого увеличени  значени  этой скорости процесс резки прекращают. Своевременное отключение дуги обеспечиваетс  только при резком повышении напр жени  независимо от рабочего значени  напр жени . 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству, в частности к плазмен- но-дуговой обработке, к может найти применение в судостроении, авиационной ., химической, энергетической и других отрасл х промышленности при производстве листовых конструкций.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества реза и стойкости плазмотрона за счет своевременного прекращени  процесса резки.

На фиг. 1 показана схема резки при опирании сопла на изделие (нормальный процесс); на фиг. 2 - стади  резки , когда дуга вышла на край издели ; на фиг. 3 - то же, когда дуга вышла за край издели  при сохранении контакта сопла с изделием, на фиг. 4 - то же, когда по вилась дополнительна  дуга, гор ща  между соплом и из- де ием; на Фиг. 5 - характер изменени  напр жени  на дуге в конце реза-, на

Фиг. 6 - то же, при перенесении поперечного реза, выполненного ранее; на Фиг. 7 - принципиальна  электрическа  схема дифференцирующего устройства -дл  осуществлени  предлагаемого способа.

Способ плазменно-дуговой резки осуществл ют следующим образом.

Плазмотрон 1 устанавливают на изделие 2 так, что плазмообразующее сопло плазмотрона 1 непосредственно опираетс  на изделие 2, и начинают резку.

В процессе резки возможны изменени  величины напр жени  на дуге, св занные с Флуктуаци ми параметров режима . Однако такие изменени  не могут быть резкими, если процесс резки идет нормально. Резкое изменение параметров режима (т-ока, расхода газа, диаметра сопла или скорости перемещени  резака), привод щее к соответ- ствующему резкому изменению напр жеQ- Х

Оп

с: yi

31

ни  на дуге, свидетельствует об аварийном режиме. При нормальном режиме резкое увеличение напр жени  на дуге возникает при выходе плазмотрона на край листа (или поперечный рез). В этом случае длина дуги резко увеличиваетс , и в стадии, показанной на фиг.З, длина дуги увеличиваетс  почт в 2 раза. Осцшшографирование напр жени  на дуге показало, что на краю

листа скорость нарастани  величины напр жени  имеет пор док 10 В/с. В этот момент дугу отключают, не допуска  стадию, показанную на фиг.4.

Явление резкого (скачкообразного) повышени  напр жени  дуги на краю листа наблюдаетс  при резке металла любой толщины при различных значени  параметров режима резки, так как оно св зано только с увеличением длины Дуги.

Предложенный способ обеспечивает своевременное отключение дуги только при резком повышении напр жени  независимо от рабочего значени  напр жени

Способ может быть реализован с помощью дифференцирующего устройства, вход которого соедин ют с выходом источника питани  дуги. При включении источника питани  дуги (не показан) на клеммах + и - дифференцирующего устройства (фиг.7) по вл етс  напр жение холостого хода U . До величины этого напр жени  зар жаетс  конденсатор 3 через резистор 4 и стабилитрон 5, который подбирают в соответствии с величиной напр жени , обеспечивающего включение оптронного тиристора 6. Одновременно с этим через управл ющий переход тиристора 6 идет ток, достаточный дл  включени  тиристора 6, который не включаетс  только потому, что не включено реле 7 времени, срабатывающее через 0,2-0,5с после срабатывани  реле тока (не показано ) f установленного в цепи подво- да тока к изделию. Между электродом плазмотрона и изделием 2 с помощью осцилл тора возбуждают режущую дугу 8 и перемещают плазмотрон 1 по изделию 2 со скоростью Vp. После возбуждени  режущей дуги 8 напр жение между электродом плазмотрона 1 и изделием 2 падает до величины UА U,. При этом конденсатор 3 разр жаетс  от и через стабилитрон 5 и резистор 4 до величины U.

0

0

5

Q

45

50

При неизменных параметрах режима резки напр жение остаетс  посто нным. В случае снижени  напр жени  U

конденсатор 3 разр жаетс  через стабилитрон 5 и резистор 4. В результате протекани  через стабилитрон 5 тока разр да конденсатора 3 на стабилитроне 5 по вл етс  падение напр жени  пор дка 0,5В. Это напр жение оказываетс  приложенным к управл ющему переходу тиристора 6 встречно, поэтому через управл ющий переход ток не течет и тиристор 6 закрыт. Таким образом,

5 система не реагирует на понижение напр жени  на дуге.

При плавном увеличении напр жени  U конденсатор 3 зар жаетс  через резисторы 4 и 9. Ток зар дки конденсаQ тора 3 небольшой и поэтому падение напр жени  на«резисторе 9 недостаточно дл  того, чтобы через управл ющий переход тиристора 6 прошел ток, достаточный дл  включени  тиристора 6, т.е.

5 тиристор 6 закрыт. Таким образом,

система не реагирует на плавное увеличение напр жени  на дуге.

При перемещении по линии реза плазмотрон 1 подходит к краю издели  2 (фиг.2). При выходе дуги 8 на край издели  2 (фиг.2) величина напр жени  U,

и- резко возрастает, принима  текущее значение U,, большее U, , но меньшее U2. При этом конденсатор 3 зар жаетс  через резисторы 4 и 9. Ток зар дки конденсатора 3 большой, и падение напр жени  на резисторе 9 достаточно дл  включени  тиристора 6. При этом срабатывает реле 10, отключающее контактор источника питани  дуги. Дуга 8 в момент отключени  может иметь вид фиг. 2 или 3.

Таким образом, регистриру  посто нно сигнал напр жени  между электродом плазмотрона 1 и изделием 2, в случае увеличени  этого сигнала определ ют скорость нарастани  сигнала напр жени  и в момент-резкого увеличени  значени  этой скорости процесс прекращают , не допуска  образовани  нежелательных условий горени  дуги 8 (фиг.4). Если не произвести своевременное отключение источника питани , то напр жение на дуге 8 подниметс 

.

до величины иг и образуетс  дуга J1, гор ща  между соплом плазмотрона J и изделием 2, Это приводит к выходу из стро  сопла,электрода,а ширина реза на краю издели  увеличиваетс  .После обрыва дуги напр жение между электродом и изделием будет равно напр жению холостого хода источника питани  дуги.

При проходе через поперечный рез, выполненный ранее, напр жение дуги резко увеличиваетс  до 1 (фиг.6) и система отрабатывает сигнал, как было описано выше, отключа  источник. Если не произвести своевременное отключение источника питани , величина напр жени  достигнет величины U2 при переходе через ось реза, а затем снова установитс  равной U1, т.е. будет идти резка в месте, где она не требуетс .

Пример I. Способ осуществл ли при резке листа толщиной 2 мм из стали Х18НЮТ при ручном перемещении плазмотрона. Резку выполн ли на установке CA4QJM1. Режим резки: ток дуги 85 А, диаметр сопла I,8 мм, давление воздуха на входе в плазмотрон 4,5 эти, скорость перемещени  плазмотрона 2,0 м/мин. Сначала резы выполн ли при отключенном дифференцирующем устройстве, т.е. без применени  предложенного способа. При этом на краю листа возникала дуга между соплом и изделием, имеюща  длину пор дка 10 мм. В результате этого ширина реза увеличилась в 1,5 раза на участке длиной 4 мм и по вл лс  грат на нижних кромках этого участка. Кроме того, разрушалс  канал и наружна  поверхность сопла плазмотрона, а также разрушалась обойма медно-циркони- евого электрода плазмотрона. Затем подключали дифференцирующее устройство , т.е.работали с применением предложенного способа. При подходе к краю листа это устройство срабатывало и отключало источник питани  дуги в момент, когда ось канала сопла находилась на рассто нии пор дка 2 мм от кра  листа. При этом наблюдалось уширение конца реза и отсутствовал грат на нижних кромках реза. Канал сопла и наружна  поверхность обоймы

электрода оставались без следов выработки .

Пример 2. Способ осуществл ли при резке листа толщиной 2 мм из

стали Х18Н10Т при ручном перемещении плазмотрона. Режим резки такой же, как в примере 1. Предварительно выполн ли поперечный рез, Затем на отg ключенном дифференцирующем устройстве , т.е. без применени  предложенного способа, выполн ли продольный рез, пересекающий поперечный. В св зи с высокими скорост ми резки (уменыпе5 ние скорости приводит к снижению качества и производительности) оператор не в состо нии своевременно, отключить источник питани  дуги JB момент пересечени  реза. В результате про0 дольный рез заканчиваетс  не доход  до поперечного или после него. Затем, включали дифференцирующее устройство, т.е. работали с применением предложенного способа, и выполн ли продоль5 ный рез. При этом выключение источника питани  происходило точно в момент пересечени .

Предложенный способ позвол ет повысить качество кромок реза, увели0 чить долговечность плазмотрона и исключить возможность резки лишнего участка издели , т.е. предотвратить брак. Способ может быть применен при автоматической резке.

35

ормула изобретени 

Способ плазменно-дуговой обработки, при котором регулирование процессом

обработки осуществл ют по сигналу напр жени  между электродом и изделием , о т л и ч ающийс  тем, что, с целью повышени  качества поверхности обработки и стойкости плазмотрона , в процессе обработки дополнительно определ ют скорость нарастани  сигнала напр жени  и в момент резкого увеличени  значени  этой скорости процесс обработки прекращают.

Фиг. 1

8

Фиг. 2

Фиг.З

У

Фиг. 5

&

ФигЛ

«м

X X

53

Фиг. 6

Claims (1)

1. 'Формула изобретения

   Способ плазменно-дуговой обработки, при котором регулирование процессом 4θ обработки осуществляют по сигналу напряжения между электродом и изделием, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности обработки и стойкости плаз45 мотрона, в процессе обработки дополнительно определяют скорость нарастания сигнала напряжения и в момент резкого увеличения значения этой скорости процесс обработки прекращают.