SU593854A1

SU593854A1 - Multichannel hollow cathode for vacuum arc welding torches

Info

Publication number: SU593854A1
Application number: SU742031171A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Дмитриевич Ходаков; Владимир Семенович Славинский; Анатолий Сергеевич Климов; Виктор Модестович Ямпольский; Иван Федорович Трофимов; Лев Моисеевич Фридлендер
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения Цниитмаш
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1974-06-10
Publication date: 1978-02-25

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к оборудованию дл дуговой сварки в вакууме,The invention relates to welding, in particular to equipment for arc welding in vacuum,

Известна горелка дл сварки в вакууме с использованием испар ющегос катода, содержаща охлаждаемый корпус, катодный конус, изготовленный из тугоплавкого металла , и магнитную систему стабилизации . дуги. В корпусе горелки смонтирован цилинд из легкодеформируемого металла, контактирующий с охлаждающей жидкостью, в котором с возможностью перемещени установлен испар ющийс электрод, пррпущенньй через цилиндрическое отверстие, вьтолненное в катодном конусе l ,A known vacuum welding torch using an evaporating cathode comprising a cooled body, a cathode cone made of a refractory metal, and a magnetic stabilization system. arc. In the burner housing there is a cylinder of lightly deformable metal, which is in contact with a cooling fluid, in which an evaporating electrode installed through a cylindrical opening, filled in the cathode cone l,

Однако в процессе работы такие горелки тер ют первоначальную форму катодов, что приводит к изменению параметров процесса и ухудшению стабильности горени -дуги.However, during operation, such burners lose the original shape of the cathodes, which leads to a change in the process parameters and deterioration of the stability of the arc-arc.

Кроме того, непроизвольно расходуетс дорогосто щий материал катода, что приводит к снижению экономических показателей процесса и в некоторых случа х - к нежелательному засорению сварочной ва1П)ы материалом катода,In addition, expensive cathode material is involuntarily consumed, which leads to a decrease in the economic performance of the process and, in some cases, to an undesirable clogging of welding material cathode material,

Известны горелки с польтм катодом, преназначенные дл сварки в вакууме 2 и ЗKnown torches with a poltom cathode, designed for welding in vacuum 2 and 3

Однако работу таких горелок характеризует вление угасани дуги на больших токах . Это происходит потому, что активна эмиссионна поверхность полого катода, ограничиваема диаметром катода, при увеличении тока оказьгваетс недостаточной дл стабильного горени дуги.However, the operation of such burners is characterized by the phenomenon of arc extinction at high currents. This is because the active emission surface of a hollow cathode, limited by the diameter of the cathode, with increasing current, is insufficient for a stable arc.

Увеличение диаметра полого катода с целью повышени площади активной эмиссионной поверхности требует таких больших расходов газа, что требуемый дл процесса вакуум в рабочей камере не быть получен.Increasing the diameter of the hollow cathode in order to increase the area of the active emission surface requires such large gas flow rates that the vacuum required in the process in the working chamber cannot be obtained.

Кроме того, горелки с полым катодом характеризует также мала механическа прочность катодов, ввиду чего возбуждение дугового разр да таким простым способом как касание приводит к быстрому разрушению катода, изготавлипаемого из дорогосто щего и дефицитного материала.In addition, a hollow cathode burner also characterizes the low mechanical strength of the cathodes, so that the initiation of the arc discharge in such a simple way as touching leads to the rapid destruction of the cathode, made sticky from expensive and scarce material.

Поэтому в горелках этого типа возбуждение дуги осушествл е- с с помощью специальных довольно сложных устройств.Therefore, in burners of this type, the excitation of the arc is realized with the help of special rather complex devices.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению 5 вл етс многоканальный полый катод, Ььпюлненный в виде стержн с цилиндрическими каналами 4 .The closest in technical essence and the achieved effect to the invention 5 is a multichannel hollow cathode, pulped in the form of a rod with cylindrical channels 4.

Недостатком таких польгх катодов вл етс также недостаточна механическа О прочность катодов при возбуждении дуги способом касани .The disadvantage of such polg cathodes is also insufficient mechanical strength of the cathodes when the arc is excited by the touch method.

Целью изобретени вл етс облегчение возбуждени дугового разр да и повышение срока службы горелки,15The aim of the invention is to facilitate the initiation of the arc discharge and increase the service life of the burner, 15

Это достигаетс тем, что катод вьпюлнен в ииде набора прутков, установленньгх в обойме, при этом каналы катода образованы наружнык Н поверхност ми прутков.This is achieved by the fact that the cathode is discharged in a set of bars, installed in the holder, while the channels of the cathode are formed by the outer H surfaces of the bars.

На чертеже изображена горелка с полым 20 катодом, продольный разрез и разрез по Л-А,The drawing shows a burner with a hollow cathode 20, a longitudinal section and a section along the line A — A,

Горелка содержит водоохлаждаемьй корпус 1, внутри которого расположена трубка 2 дл подачи воды и трубка 3 дл микро- подачи рабочего газа.The burner contains a water-cooled housing 1, inside of which is located a tube 2 for supplying water and a tube 3 for micro-supplying the working gas.

Электродный (катодный) узел 4 представл ет собой набор прутков, выполненных из вольфрамовых проволок диаметром 0,3-1,0 мм Дл защиты от механических повреждений узел 4 помещен в обойму 5 из тугоплавкого материала с малой склонностью к рекристаллизации в диапазоне температур 1800-20ОО.С, например из молибденового сплава ИМ-217, а также из сплавов на основе фольфрама , ВТ-5,Electrode (cathode) unit 4 is a set of rods made of tungsten wires with a diameter of 0.3-1.0 mm. To protect against mechanical damage, unit 4 is placed in a holder 5 of a refractory material with a low tendency to recrystallization in the temperature range 1800-20OO . With, for example, from molybdenum alloy IM-217, as well as from alloys based on tungsten, BT-5,

Наружные поверхности прутков образуют многочиа1енные каналы, что увеличивает эмиссионную поверхность катода и поэвол ет эксплуатировать катод в режимахThe outer surfaces of the rods form multiple channels, which increases the emission surface of the cathode and allows the cathode to be operated in

повышенных токов. Горелка снабжена магнитной системой, состо щей из магннтопровода и соленоида. Горелка включаетс в цепь источника посто нного тока по схеме пр мой пол рности.increased currents. The burner is equipped with a magnetic system consisting of a magnetic conductor and a solenoid. The burner is connected to the direct current circuit according to the direct polarity scheme.

Дуговой разр д возбуждаетс замыканием горелки на изделие или с помошью специального устройства. При этом происходит разогрев многоканального полого катода, Рабочий газ, проход через разогретый катод, ионизируетс и тем обеспечиваетс устойчивое 1орение дуги,The arc discharge is excited by closing the burner to the product or using a special device. When this occurs, the multichannel hollow cathode is heated, the working gas, the passage through the heated cathode, is ionized and thus ensures stable arc generation,

С помощью-магнитной системы осуществл етс управление горением дуги и регулирование распределени температур в анодном п тне. Дуга г-орит спокойно, катодные п тна располагаютс внутри катода на поверхност х вольфрамовых прутков,With the help of a magnetic system, the arc is controlled and the temperature distribution in the anode spot is controlled. The arc is calm, cathode spots are located inside the cathode on the surfaces of tungsten rods,

В процессе работы в камере поддерживаетс вакуум пор дка - 10 мм рт, с Кроме ciiapKH и )аплавкИ| горелка может быть использована дл плавки в вакууме.In the process of operation, a vacuum of about 10 mm Hg is maintained in the chamber, with the addition of ciapKH and) melting | The burner can be used for vacuum melting.

Claims

Invention Formula

Multiple hollow hollow cathodes for arc arc welding torches, characterized in that, in order to facilitate the initiation of the arc discharge and increase the service life of the torch, the cathode is installed as a set of rods installed in the cage, while the cathode channels are formed by external surfaces rods,

Sources of information taken into account in the examination;

1, USSR Copyright Certificate No. 321327, Cl, B 23 K 9/16, 1970,

2, USSR Author's Certificate No. 325131, class, B 23 K 9/16, 1970.

3, USSR author's certificate

40 No. 143177, Cl, B 23 K 9/16, I960,

4, VeEgoil 3.1. and er. Etude de cLecKarg-e and catode creuse a ftux de gCii en regirTie dare, Rev / ue Roumanie PhysCaue,

45

1968, 13, H 5, p, 401-522, rx, 18.

.2 J

Fig, 1