SU659325A1 - Способ настройки режима при плазменнодуговой резке - Google Patents

Description

дел ют Г1ре1д:ельныи ток дл  различных сопл 3. Однако предложенные зависимости хапактеризуют св зь режимных параметров только с глубино утоплени  электрода в сопле дугового плазматрона. Между теу реальные производственные услови  обуславливают технологическую независимост, выполнени  процесса резки соплами с различной высотой канала сопла. При этом зс кое увеличение длины канала сопла при данной глубине утоплени  электрода неизбежно св зано с необходимостью уменьшени  предельно допустимого значени  ток  (при данной глубине утоп.оепи  электрода п расходе газа). Изм:енен1ие высоты канала а свою очередь обусловлено различием технологических задач: чем больше высота камала сопла, тем соответственпо выше качество плазменно-дугового среза, соответст: еи1 о уменьшение длины канала хот  и снижает качество кромок, однако об|еспечивает повышение производительности обработки за счет возможности гзыиолнени  резательных работ при более форсировапиых режимах по току. Однако известный способ не обеспечивает возможнослж определени  предельно доиустимого значени  тока нрп изменении ВЕЛСОТЫ каиала сопла. С целью ускорени  режимов настройки ирн одновременном использоваиии дл  резки сопл с различиой высотой канала сопла и обеспечени  максимальной нроизводительности выполнени  резательных работ в предлагаемом способе возбуждение плазменных дуг производ т с посто нной столба дл  всех сопл при одном н том же значении рабочего тока, меньшем иредельно допустимого значени  дл  всех сопл, и фик сируют при этом напр жени  на дуге дл  каждого из них, затем экспериментально определ ют предельный ток дл  одного из сопл, устанавливают соответствующее ему наир жение на дуге и значение ее дош.ности и эту мощность принимают посто нной /дл  всех сопл, а значени  предельных токов измен ют обратно пропорционально напр жению на дуге, которое в свою очередь определ ют как бд ±ЛСд , где U - напр жение на дуге, соотвествующее экспериментально определенному предельному току дл  одного сопла; а Af/, - абсолютна  разница в напр жении дл  двух сопл при одном и том же указанном токе, причем знак плюс в соотношении принимают дл  сопла с меньшей длиной канала, а минус - с большей. На фиг. 1 показано горение дуги на иеплав щемс  аноде при использовании сопла с меньшей длиной канала; на фиг. 2 - то же с большей длиной канала; на фиг 3 - выполнение процесса резки соплом; па (|)иг. 4 - изменение напр жени  на дуге, а ть режущей дуги при изменсорении дуги иа пеплав щемх даны следующие обозначеатроп с меньшей длиной каилав шийс  анод; 3 - плаз4 - нлазматрон с большей сопла; 5 - обрабатываемое зке; лина канала сонла плазмарона /; лина канала сопла плазматрона 4; глубина утоплени  электрода в еопле; высота расположени  сопла плазматрона относительно иеплав щегос  анода; лина плазменной дуги при ее горении на иеплав щийс апод; длина от конца электрода Д(J наружной поверхности обрабатываемого металла в процессе резки; рассто ние от среза сопла лазматрона до наружной поверлноспи обрабатываемого металла в процессе резки; напр жение на дуге ири токе /1 дл  соила с высотой капала /гс при горении дуги на пеплав шемс  аноде; наир жение иа дуге при токе /1 дл  соила с высотой канала при горен и дуги на неплав щемс  аноде; ток плазменной дуги; значение тока плазменной дупи при ее горении па неилав П1емс  аноде (значение тока существенно меньше предельного значени ); предельно допустимое зиачение тока плазменной дуги .дл  сопла с высотой канала /гс ; предельно допустпмое значение тока плазменной дуги длч сопла с высотой канала папр жепие на дуге, соответствующее ир;едельиому току дл  сопла с высотой канала h f при горении дуги на иеплав щемс  аиоде; изменение мощности дуги ил дуге дл  соила с высотой канала сопла Лс при изменении тока /I до /I прел при горении дуги на неплав вдемс  аиоде; значение мощности дуги дл  сопла с высотой канала h при горении дуги на иеилав щийс  анод, соответствующее

току /1,|ред ;

диаметр канала сопла дугового плазматрона.

Способ осуществл ют следующим образом .

При даппой глубине утоплени  электрода в сопле плазматрона Ас э Зстанавливают сопло с любой длиной канала (в пределах используемых дл  резки длин канала), в данном случае зта длина канала сопла имеет величину /гс- Затем между электродом, установленным в камере плазматрона 1, и неплав щ.имс  анодом 2 возбул дают плазменную дугу 3. При ее горении обеспечивают любые произвольные значени  длины дуги /, II рассто ни  от среза сопла до поверхности неплав :щегос  анода /IC.M. В качестве неплав щегос  анода используют медную водоохлаждаемую пластину, на которой горение дуги 3 поддерживают при неподвижном положении плазматрона; при отсутствии таковой горение дуги 3 поддерживают непосредственно на обрабатываемом изделии, однако при этом перемещаюг илазматрон / относительно издели  со скоростью , существенно нревышающей ее значение при резке. Данное обсто тельство гарантирует отсутствие разрушени  обрабатываемого издели  в результате термического воздействи  на него иотоком илазмы, что в свою очередь обеспечивает посто нство установленного значени  длины дуги /д. При этом величину тока режущей дуги /1 нринимают существенно меньщим предельного значени  дл  всех длин каналов, используемых дл  выполнени  процесса резки , что в свою очер.едь гарантирует дл  сопл с диаметром канала d и различной высотой канала отсутствие двойного дугообразовани  при горении дуги на токе 1. При этом дл  данной высоты канала сопла Л (. и длины дуги /  фиксируют напр жение па дуге , лосле чего повышают плавно значение тока режущей дуги / пока оно не достигнет предельно допустимого значени  дл  данной высоты канала соила /1пред; этому току соответствует напр жение на дуге и. Так как вольтамперна  характеристика малоамперной плазменной дуги имеет падающий характер, то повыщение тока от /I до /1 пред обуславливает ум-епьшение напр жени  на дуге U . Нар ду с напр жением дуги U фиксируют значение мощности дуги Р.1, соответствующее току /1 пред - Ам кс - Повышение тока / от /i до /I пред обуславливает повыщение мощности дуги Рд . Дл  нрочих сопл с другой длиной канала оиределение .тельно-допустимых значений тока не производ т экспериментально . При этом дл  сопла 4 с высотой канала , в данном случае также возбуждают на неилав щемс  аноде на токе /1 плазмепную дугу 3 и фиксируют напр жепие на дуге6 д . Пра-i этом обеспечивают такую же длину дуги /, и рассто ние от сопла до металла, как и дл  сопла с высотой канала /гс, также сохрпп ют при этом посто нным и глубину утоплени  электрода в сопле /Тс. э- При этом дл  этих ДВУХ сопл абсолютна  разница в напр жении на дуге при ее горении на токе /i составит дгУд . Так как h,h, то и напр жение на дуге при данной ее длине Уд U3.- Предельно-допустимое зпачение

тока дл  сопла с высотой канала оир

редел ют как ,

Это значение мощности плазменной дуги , соответствуюпгее предельно допустимому току PIпри данной ,длине столба

дуги практически не зависит от длины канала соила дугового нлазматрона. В то же

врем  абсолютна  разница в наир женип на дуге сохран етс  посто нной как при предельно допустимых токах, так и дл  какого-то значени  тока, существенно меньП1ем предельно допустимого значени  (.

Вышеуказанные факторы обеспечивают возможность быстрого определени  предельно допустимого значени  тока дл  сопла, практпчески не испытыва  его на предельно-донустимый режим по току, которое обозначено штриховой линией. При этом необходимо знать только предельно допустимый режим дл  какого-то одного значени  высоты канала сопла п абсолютную разницу в напр жении на дуге при токе (1), существенно меньшем предельного доиустимого значени  дл  сопл с различной высстой канала.

В случае, если экспериментально испытанное на предельно допустимый режим по

току сопло имеет большую длину канала соила, то дл  сопла с меньщей длиной канала предельпо допустимое значение тока р

определ ют -как Значение

тока , соответствующее соплу с высотой канала устанавливают любое, обусловленное требовани ми технологии рассто ние от ср.еза сопла до поверхности металла рассто ние .M и выполн ют резку

обрабатываемого издели  5 на токе Направление перемещени  сопла 4 показапо стрелкой. При этом при данной глубине затоплени  электрода в сопле Лс.э длина участка дуги от конца электрода до наружной поверхности обрабатываел-юго издели . Таким образом, предлагаемый способ не требует эксперимеитального определении предельно допустимого значени  тока дл  каждого значени  высоты канала сопла дугового плазматрона, что сокращает врем 

настройки режима. В то же врем  этот способ обеспечивает выполнение процесса ре.чки на предельно допустимых режимах по току дл  сопл с различной высотой канал. сопла, что в свою очередь обеспечивает

максимальную производительность выполнени  резательных работ при использованнг сопл с различной высотой канала.

В табл. 1 приведены предельно допустимые токи дл  сопл диаметром 0,5 и 0,6 лгл.

В процессе испытаний расход плазмообразующего газа поддерживали посто нным . Глубина утоплени  электрода в сопле 5,0 мм, рассто ние от сопла до анода 6,0 мм, расход газа (азота) дл  сопла плазматрона (0,5 мм) 1,1 куб. м1ч, а дл  сопла плазматрона (0,6 мм) 1,26 куб. м/ч.

Таблица 1

Дл  одного из сопл (высота канала сопла ) дугового плазматрона при вышеуказанном расходе газа и длине столба дуги повышали величину рабочего тока до возникновени  так называемой двойной дуги.

После этого рассчитывали напр жение на дуге, соответствующее предельному току , дл  сопл с различной высотой канала сопла, как Уд бд + АОд , где Уд -напр жение на дуге, соответствуюнхее предельно допустимому току дл  сопла с данной высотой канала (табл. 2),Д{/д -абсолютна  разница в напр жении на дуге дл  двух сопл с различной высотой канала, одно из которых экспериментально испытано на предельно-допустимый режим, а второе не подвергалось указанным испытани м. Это значение ДУд приведено дл  тока суш.ественно ниже предельно допустимого значеЭто повышение тока производили путем последовательного возрастани  тока с интервалом в 1 А.

В табл. 2 приведены данные, характеризуюидие параметры плазменной дуги.

Таблица 2

ни  (табл. 1 и 2). Соответственно предельное значение тока рассчитывалось как

р /пред - JY . При ЭТОМ значени  мощности

tд

дуги Яд принимались дл  сопл с различной высотой канала сопла на основании данных , приведенных в табл. 2 (2,6 и 4,0 кет. При этом также определ лось экспериментально дл  каждого значени  высоты канала сопла предельно-допустимое значение тока.

В табл. 3 приведены экспериментальные и расчетные значени  тока.

Как видно из приведениых данных, определенных на основании иредлагаемого снособа , предельно-доиустимые значени  тока практически отличаютс  от экспериментально замеренных значений не более, чем на 10%.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 316294, кл. В 23 К 9/10, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 283447, кл. В 23 К 9/16, 1966.

3.Авторское свидетельство СССР J4b 380415, ,кл. В 23 К 31/10, 1971.

фиг.

иг..

фиг.З

д.

/hnpca1,

If иг. t