SU1632670A1 - Method of plasma treatment - Google Patents
Method of plasma treatment Download PDFInfo
- Publication number
- SU1632670A1 SU1632670A1 SU894678287A SU4678287A SU1632670A1 SU 1632670 A1 SU1632670 A1 SU 1632670A1 SU 894678287 A SU894678287 A SU 894678287A SU 4678287 A SU4678287 A SU 4678287A SU 1632670 A1 SU1632670 A1 SU 1632670A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- arc
- current
- frequency
- cutting
- plasma
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к дуговой обработке и может быть использовано дл плаз- менно-дуговой резки металлов. Цель изобретени - повышение производительности обработки. На дугу подают ток пр мой пол рности с амплитудой от 0,7 до 4,0 кА с частотой, равной частоте собственных колебаний тока дуги Наложение пульсаций на ток дуги позвол ет повысить производительность дуговой обработки за счет увеличени скорости резки при высоком ресурсе катода. 3 ил., 1 таблThe invention relates to arc processing and can be used for plasma arc cutting of metals. The purpose of the invention is to increase processing performance. A direct polar current with an amplitude of 0.7 to 4.0 kA with a frequency equal to the frequency of natural oscillations of the arc current is applied to the arc. The imposition of pulsations on the arc current improves the performance of arc processing by increasing the cutting speed at a high cathode resource. 3 dw., 1 tabl
Description
Изобретение относитс к дуговой обработке , в частности к способам плазменной обработки, и может быть использовано дл плазменно-дуговой резки металлов.The invention relates to arc processing, in particular to plasma treatment methods, and can be used for plasma arc cutting of metals.
Целью изобретени вл етс повышение производительности дуговой обработки за счет увеличени скорости резки.The aim of the invention is to increase the productivity of arc processing by increasing the cutting speed.
На фиг. 1 изображена схема устройства дл реализации способа; на фиг. 2 - зависимость скорости резки урезки от частоты колебаний v, модулирующих ток дуги; на фиг-. 3 - зависимость максимальной скорости резки аЈЈЙ,е от амплитуды модулированного тока дуги Д7.FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for implementing the method; in fig. 2 - dependence of the cutting speed of the cut-off on the oscillation frequency v modulating the arc current; in fig-. 3 - the dependence of the maximum cutting speed аЈЈЙ, e on the amplitude of the modulated arc current D7.
Устройство дл реализации способа плазменной обработки соде р ит выпр митель 1, положительный вывод которого через модул тор 2 и реостат 3 подключен к изделию 4. Отрицательный вывод выпр мител 1 соединен с плазмотроном 5. Модул тор 2 управл етс блоком 6 управлени (фиг. 1).A device for implementing the plasma treatment method contains a rectifier 1, the positive output of which is connected to product 4 via modulator 2 and rheostat 3. The negative output of rectifier 1 is connected to plasma generator 5. The modulator 2 is controlled by control unit 6 (Fig. 1 ).
Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.
Без модул ции тока дуги определ етс VfeiSf дл данной толщины разрезаемого металла и измер етс собственна частота колебаний тока дуги vc. Затем на рабочий ток дуги накладывают импульсыWithout modulating the arc current, VfeiSf is determined for a given thickness of the metal being cut, and the natural frequency of the arc current vc is measured. Then impulses are imposed on the working arc current
модулирующего тока в пр мой пол рности, формируемые модул тором 2 тока.modulating current in direct polarity, formed by current modulator 2.
Величина модулирующего тока Д7 больше среднего тока дуги плазмотрона. Так как разр д емкости совпадает по направлению с током дуги, то схему модул ции можно назвать схемой пр мой пол рности Указанна модул ци тока дуги создает дополнительный локальный нагрев разрезаемого издели 4 в точке прив зки дуги (анодное п тно). Выделившеес дополнительно Джоулево тепло (от модулирующего импульса тока) ускор ет процесс расплавлени металла и разрушени его кристаллической решетки, а газовый поток выдувает этот расплав.The magnitude of the modulating current D7 is greater than the average arc current of the plasma torch. Since the capacitance discharge coincides in direction with the arc current, the modulation scheme can be called the direct polarity circuit. The indicated modulation of the arc current creates additional local heating of the cut product 4 at the arc attachment point (anode spot). The additional Joule heat released (from the modulating current pulse) accelerates the process of melting the metal and destroying its crystal lattice, and the gas flow blows this melt.
Известно, что импульсный режим горени дуги интенсифицирует эрозию электродов . От этого пытаютс избавитьс , исключа колебательные процессы на дуге, например , включением в цепь питани устройства индуктивности В предложенном способе питани плазмотрона используют это вление дл увеличени скорости резки, причем эрози катода в этом случае не превышает обычной эрозии катода при реализации способов, исключающих импульсный режим горени дугиIt is known that the pulsed mode of arc burning intensifies the erosion of electrodes. They try to get rid of this by eliminating oscillatory processes on the arc, for example, by inserting an inductance device in the supply circuit. In the proposed plasma torch feeding method, this phenomenon is used to increase the cutting speed, and the cathode erosion in this case does not exceed the usual cathode erosion when implementing methods that exclude pulsed mode arc burning
(Л(L
О 00About 00
toto
о Jabout j
Собственна частота Гц колебаний дуги по толщине реза ограничиваетс следующим процессом: в анодчом п тне дуги, в верхней точке разрезаемого издели за счет Джоулева тепловыделени , электронной бомбардировки, конвективного, кондуктивного и лучистого теплообменов создаетс парова подушка из материала разрезаемого издели , сдуваема плазмо- образующим газом. Этот процесс приводит к перемещению анодного п тна вглубь разрезаемого металла до его нижней границы . Так как плазмотрон перемещаетс , то дуга возвращаетс к верхней границе разрезаемого металла, и процесс повтор етс заново.The eigenfrequency of Hz oscillations of the arc along the cutting thickness is limited by the following process: in the anodic arc spot, at the top of the product being cut, due to Joule heat release, electron bombardment, convective, conductive and radiant heat exchanges, a steam cushion is created from the material of the cut product, blown off by plasma-forming gas . This process leads to the movement of the anode spot deep into the metal being cut to its lower boundary. As the plasma torch moves, the arc returns to the upper boundary of the metal being cut, and the process repeats again.
Режим прив зки дуги в момент наложени импульса амплитудой А7 контрагиrwArc locking mode at the moment of imposing a pulse with amplitude A7
рованный, плотность тока -Ј--- 108- 109 А/м2.SraTHcurrent density -Ј --- 108- 109 A / m2. SraTH
Так как в приэлектродной области раз- р д сужен, то / здесь выше, чем во всей остальной части дуги. Поэтому синхронно с каждым импульсом тока возникает градиент магнитного давлени Р - - Since the discharge in the near-electrode area is narrowed, it is / is higher here than in the rest of the arc. Therefore, a gradient of magnetic pressure P - - arises simultaneously with each current pulse.
(с - скорость звука), направленный от электрода к дуге и выбрасывающий со скоростью v материал электрода и плазму от электрода в направлении дугового канала. Скорость определ етс из соотношени (c is the speed of sound) directed from the electrode to the arc and ejecting at a speed v the electrode material and plasma from the electrode in the direction of the arc channel. The speed is determined from the ratio
pv2/2 f-,pv2 / 2 f-,
где р - плотность потока.where p is the flux density.
При этом преобладает процесс выбрасывани материала и плазмы от катода, так как в зоне анодной прив зки плотность материала паровой подушки выше на 2-3 пор дка, чем в катодной.At the same time, the process of ejection of material and plasma from the cathode prevails, since in the anodic anchor zone the density of the material of the steam cushion is 2-3 times higher than in the cathode one.
Помимо испар ющегос материала электрода градиент засасывает холодный газ из приэлектродной области. Электродные струи, охлажда , сжимают дугу, преп тству расширению дуги с ростом тока, что приводит к по влению возрастающего участка вольт-амперной характеристики ВАХ. Значит, мощность на дуге возрас- тает не только за счет роста среднего тока, повышающегос с ростом частоты модул ции vn, но и за счет возрастающего участка ВАХ.In addition to the evaporating electrode material, the gradient sucks cold gas from the near-electrode region. Electrode jets, cooling, compress the arc, preventing the arc from expanding with increasing current, which leads to the appearance of an increasing portion of the current – voltage characteristic of the current – voltage characteristic. This means that the arc power increases not only due to an increase in the average current, which increases with an increase in the modulation frequency vn, but also due to an increasing portion of the IVC.
Если сдвиг фаз между частотой воздействи градиента Рп и vc отсутствует, то давление Рм, идущее от катода, выбрасывает точку анодной прив зки в сторону увеличени длины дуги, что приводит к росту напр жени и мощности на дуге, а значит, улучшаютс параметры резки.If there is no phase shift between the frequency of the effect of the gradient Pn and vc, the pressure Pm coming from the cathode throws out the anode anchor point in the direction of increasing the arc length, which leads to an increase in voltage and power on the arc, which means that the cutting parameters improve.
Во всех остальных случа х дуга укорачиваетс , что приводит к ухудшению параметров резки.In all other cases, the arc is shortened, which leads to deterioration of the cutting parameters.
При этом было экспериментально установлено , что при кА происходит интенсивное разрушение термохимического катода, что приводит к прекращению процесса резки, и, таким образом, производительность процесса плазменной резки падает.At the same time, it was experimentally established that when kA an intensive destruction of the thermochemical cathode occurs, which leads to the termination of the cutting process, and thus the productivity of the plasma cutting process decreases.
При ,7 кА разрушени катода не происходит, но прирост скорости резки при наложении импульсов тока пр мой пол рности на дугу на частоте модул ции, равной собственной частоте колебаний тока дуги, пренебрежимо мал.At 7 kA, cathode destruction does not occur, but the increase in cutting speed when current impulses of direct polarity are applied to the arc at a modulation frequency equal to the natural frequency of oscillation of the arc current is negligible.
Данные эксперимента приведены в таблице при частоте модул ции 102 Гц, равной собственной частоте vc колебаний тока дуги дл данного источника питани - одно- полупериодного выпр мител с индуктивным дросселем. При других источниках питани и режимных параметрах резки ус будет друга The experimental data are given in the table at a modulation frequency of 102 Hz, equal to the natural frequency vc of arc current oscillations for a given power source — a single half-period rectifier with an inductive choke. With other power sources and regime cutting parameters, the whisker will be different.
Пример. Проводилась резка листовой стали Ст.З толщиной 1,1 м. Расход плазмообразующего газа - воздуха 2,5Х м/с, ток дуги 70 А, напр жение на дуге 215 В. Амплитуда импульса тока А. Собственна частота колебаний дуги 102 Гц. Без модул ции максимальна скорость резки 0,0087 м/с. При включении модул тора на частоте 102 Гц прирост максимальной скорости резки 15% (фиг. 2). При амплитуде импульса тока 1100 А прирост максимальной скорости резки 26% (фиг. 3).Example. The steel sheet of st. 3 thickness 1.1 m thick was cut. Plasma-forming gas — air consumption 2.5 x m / s, arc current 70 A, arc voltage 215 V. Current pulse amplitude A. Self-oscillation frequency of the arc 102 Hz. Without modulation, the maximum cutting speed is 0.0087 m / s. When the modulator is switched on at a frequency of 102 Hz, the increase in the maximum cutting speed is 15% (Fig. 2). With a current pulse amplitude of 1100 A, the increase in the maximum cutting speed is 26% (Fig. 3).
По сравнению с базовым объектом-прототипом предлагаемый способ позвол ет значительно повысить скорость резки.Compared with the basic prototype object, the proposed method allows to significantly increase the cutting speed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894678287A SU1632670A1 (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Method of plasma treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894678287A SU1632670A1 (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Method of plasma treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1632670A1 true SU1632670A1 (en) | 1991-03-07 |
Family
ID=21441479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894678287A SU1632670A1 (en) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | Method of plasma treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1632670A1 (en) |
-
1989
- 1989-03-15 SU SU894678287A patent/SU1632670A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 928676, кл. В 23 К 9/00, 1980 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3214563A (en) | Electrical drilling | |
BR9509913A (en) | Apparatus for laser welding of increased arc and welding process of a part using the apparatus | |
US4288679A (en) | Method of microdrilling metal workpieces using a power laser | |
US3258576A (en) | Process for welding and soldering by means of a beam of charged particles | |
SU1632670A1 (en) | Method of plasma treatment | |
US4309589A (en) | Method and apparatus for electron beam welding | |
US4488309A (en) | Gas laser apparatus | |
CN109202216B (en) | AC pulse argon arc welding machine | |
JP2009028789A (en) | Thermal cutting method | |
Sugino et al. | Fundamental study on welding phenomena in pulsed laser-GMA hybrid welding | |
JPH01185987A (en) | Oscillation of pulse laser and apparatus therefor | |
JP4493967B2 (en) | CO2 laser processing method and laser processing apparatus | |
SU1199807A1 (en) | Method of surface treatment of current-conducting materials | |
CA2270072C (en) | Device for supplying voltage to a plasma producer | |
JP2721887B2 (en) | Laser processing equipment | |
JPH04259277A (en) | Control of simmer discharge power of carbon dioxide laser | |
RU1782197C (en) | Method for welding by pulsating arc | |
JPS63268572A (en) | Plasma generating device | |
SU1126402A1 (en) | Method of electric discharge alloying | |
US5323089A (en) | Method for the pulsed mode of operation of high-pressure discharge lamps | |
EP0127706B1 (en) | Beamed energy radiation control method and apparatus, and processes and equipment comprising said method and apparatus respectively | |
Scott et al. | Deep penetration welding performance of a high average power, multi-kilowatt peak power carbon dioxide laser | |
JPS6255502B2 (en) | ||
SU187894A1 (en) | METHOD OF ELECTRIC ARC WELDING | |
RU2001115118A (en) | Coating Method |