SU841871A1 - Non-meltable electrode for arc processes - Google Patents

Non-meltable electrode for arc processes Download PDF

Info

Publication number
SU841871A1
SU841871A1 SU782630651A SU2630651A SU841871A1 SU 841871 A1 SU841871 A1 SU 841871A1 SU 782630651 A SU782630651 A SU 782630651A SU 2630651 A SU2630651 A SU 2630651A SU 841871 A1 SU841871 A1 SU 841871A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
insert
cooling
arc
active
Prior art date
Application number
SU782630651A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Гершенович Фридлянд
Михаил Залманович Живов
Нина Алексеевна Лебединская
Виктор Михайлович Мохов
Original Assignee
Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт "Гипро-Никель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт "Гипро-Никель" filed Critical Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт "Гипро-Никель"
Priority to SU782630651A priority Critical patent/SU841871A1/en
Priority to SE7905970A priority patent/SE447076B/en
Priority to US06/055,742 priority patent/US4304980A/en
Priority to JP8801379A priority patent/JPS5540091A/en
Priority to CS794859A priority patent/CS204727B1/en
Priority to DD79214272A priority patent/DD145359A1/en
Priority to CA000331595A priority patent/CA1141806A/en
Priority to DE19792927996 priority patent/DE2927996A1/en
Priority to FR7918001A priority patent/FR2431235B1/en
Priority to AU50672/79A priority patent/AU527499B2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU841871A1 publication Critical patent/SU841871A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0205Non-consumable electrodes; C-electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/06Electrodes
    • H05B7/08Electrodes non-consumable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

(54)НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ДУГОВЫХ ПРОЦЕССОВ(54) NON-MOLDING ELECTRODE FOR ARC PROCESSES

, . I   , I

Изобретение относитс  к области электродуговой обработки и может быть применено при плазменной резке, сварке ,наплавке металлов их выплавке в металлургии.The invention relates to the field of electric arc processing and can be applied in plasma cutting, welding, surfacing of metals, their smelting in metallurgy.

Известны конструкции неплав щегос  электрода, преимущественно катода выполн емого в виде стержн  (актив- . ной вставки)- цилиндрической формы, закрепленного, например, пайкой или прессовкой, в медной водоохлаждаемой обойме и предназначенного дл  работы в различных плазмообразующих средах 1.Structures of a non-consumable electrode, predominantly a cathode made in the form of a rod (active insert) - cylindrical, fixed, for example, by soldering or pressing, in a copper water-cooled holder and designed for operation in various plasma-forming media 1 are known.

Общим недостатком известных конструкций  вл етс  низка  стойкость, электрода при высоких тепловых нагрузках на него, обусловленна  тем, что теплоотвод от рабочей поверхности электрода и охлаждающей его у дкости , преимущественно воды, происходит только по цилиндру с диаметромj практически равным диаметру актив«ой вставки.A common drawback of the known structures is the low resistance of the electrode at high heat loads to it, due to the fact that the heat removal from the working surface of the electrode and its cooling, mostly water, occurs only along a cylinder with a diameter j almost equal to the diameter of the active insert.

Известна конструкци  электрода также с цилиндрической активной вставкой , в которой водоохлаждаема  поверхность обоймы вьтолнена параболической и эквидистантной с труб1 ой охлаждени  2 .The electrode structure is also known with a cylindrical active insert, in which the water-cooled surface of the holder is filled with parabolic and equidistant with cooling pipe 2.

Недостатком этой конструкции  вл етс  необходимость увеличени  длины активной вставки J что. в свою очеоедь ухудшает теплоотвод от нее.The disadvantage of this design is the need to increase the length of the active insert J, which. in its ocheoeed worsens heat from it.

Известен неплав щийс  электоод дл  дуговых процессов, содержащий обойму с расположенной в ней трубкой дл  подачи охлаждающей фазы, и закрепленную на topne обоймы активную вставку, вьтолненную в виде усеченного конуса, сужающегос  к рабочему торцу электрода и имеющего со стороны охлаждени A non-consumable electrode for arc processes is known, comprising a holder with a cooling phase tube located therein, and an active insert mounted on the topne of the holder, made into a truncated cone tapering to the working end of the electrode and having a cooling side

углубление з1.deepening s1.

эта конструкци  хот  и повышает термостойкость электрода, в . сравнении с указанными выше не оптимальна , особенно при повышении тепловых нагрузок и в св зи с перегревом This design, although it increases the temperature resistance of the electrode, c. compared to the above is not optimal, especially with increasing thermal loads and in connection with overheating

33

рабочей поверхности активной вставки и обусловленным этим ее выгоранием .the working surface of the active insert and its resulting burnout.

Цель изобретени  - повышение ресурса работы электрода путем увеличени  его термостойкости при эксплуатации на повышенныхтепловых нагрузках .The purpose of the invention is to increase the life of the electrode by increasing its heat resistance during operation at higher thermal loads.

Указанна  цель достигаетс  тем, что электрод снабжен корпусом и размещенной внутри него трубкой, установленными коаксиально обойме и образующими кольцевые полости дл  дополнительного охлаждерги  вставки, а углубление выполнено в виде шарового сегмента . This goal is achieved by the fact that the electrode is provided with a housing and a tube placed inside it, mounted coaxially to the sleeve and forming annular cavities for additional cooling inserts, and the recess is made in the form of a spherical segment.

На фиг. изображен предлагаемый электрод, общий вид; на фиг.2 - конфигураци  активной вставки неплав щегос  электрода, выполненной с заглублением и с боковым охлаждением.FIG. shows the proposed electrode, a general view; Fig. 2 shows the configuration of the active insert of a non-consumable electrode, made with deepening and with side cooling.

Неплав щийс  электрод (фиг.))состоит из водоохлаждаемого корпуса 1 и закрепленной в нем обойме 2 (на резьбе ни конусной насадке и т.п.), выполненной из тепло-и электропроводного металла, как правило, меди высокой частоты. Электрод также содержит коаксиальные несообщающиес  внутренние полости 3 и 4, служащие дл  подачи охлаждающей жидкости кего рабочему участку. В обО1дае 2 плотно укреплена запрессовкой или пайкой активна  вставка 5, выполненна , в виде усеченного конуса, сужающегос  к участку прив зки на ней приэлектродной области дуги. Поверхность 6 вставки, обращенна  к полости охлаждени , выполнена с заглублением, преимуществено в виде шарового сегмента. Вставка 5 может быть как сквозной, т.е. не ,.The non-consumable electrode (fig.) Consists of a water-cooled case 1 and a holder 2 fixed in it (there is no conical nozzle, etc.) on the thread, made of heat and electrically conductive metal, as a rule, high-frequency copper. The electrode also contains coaxial non-communicating internal cavities 3 and 4, which serve to supply coolant to the working section. In OBDAYDAY 2, insert 5 is tightly fastened by pressing or soldering, made in the form of a truncated cone tapering to the anchorage area of the arc on it. The insert surface 6 facing the cooling cavity is made with a recess, advantageously in the form of a spherical segment. Box 5 may be end-to-end, i.e. not ,.

посредственно контактировать с охлаждающей электрод жидкостью, так и несквозной , и отдел тьс  от этой жидкости прослойкой 7 из теплопроводного материала обоймы. Полости 8 и 9 в электроде предназначены дл  отвода охлаждающей жидкости после стьема тепла с рабочего участка электрода.contact with the cooling electrode and non-through liquid directly, and separate from this liquid by a layer 7 of heat-conducting material of the holder. The cavities 8 and 9 in the electrode are designed to remove the coolant after the heat from the working section of the electrode.

Предлагаемое изобретение основано на результатах расчетов на ЭВМ-222 температурных полей в катоде и экспериментальных данных, полученных наThe present invention is based on the results of calculations on the computer-222 temperature fields in the cathode and experimental data obtained on

укрулненно-лабораторной установке института Гипроникель. Эти результаты показывают, что при токах дуги свьше 500 А тепловод от активнойUkrulnenno-laboratory installation of the Institute Gipronickel. These results show that at arc currents above 500 A, the heat sink from the active

.вставки, выполненной в виде усеченного -конуса в обойму, оказываетс  не14An insert, made in the form of a truncated -cone into the holder, is not 14

достаточным: вставка перегреваетс , в значительной степени выгорает и работа электрода становитс  невозможной . Вставка с заглублением по предлагаемому изобретению обладает значительно меньшим тепловым сопротивлением , благодар  чему температура ее при прочих равных услови х на I50ЗОО С ниже, чем у вставки без заглублени . Физически это объ сн етс  тем, что при наличии заглублени  уменьшаетс  рассто ние от рабочей поверхностй вставки, воспринимающей фактически весь тепловой поток отsufficient: the insert overheats, burns out to a large extent and the electrode operation becomes impossible. An insert with a deepening according to the invention has a significantly lower thermal resistance, due to which its temperature, all other things being equal, is 50 ° C lower than that of an insert without a depth. Physically, this is due to the fact that in the presence of burial, the distance from the working surface of the insert is reduced, which perceives virtually the entire heat flux from

дуги, до охлаждающей катод жидкости или прослойки из теплопроводного металла между вставкой и этой жидкостью . Тепловой поток от дуги, первоначально направленный вдоль оси катода , как бы отражаетс  от боковых поверхностей конуса и значительна  его часть, регулируема  величиной заглублени , направл етс  в радиальном направлении к периферии обоймы.arc, to the cooling cathode fluid or a layer of heat-conducting metal between the insert and this fluid. The heat flux from the arc, initially directed along the axis of the cathode, is reflected from the side surfaces of the cone, and a significant part of it, regulated by the depth, is radially directed toward the periphery of the sleeve.

В этом случае эффективным становитс  дополнительное боковое охлаждение катода, осуществл емое нар ду с центральным благодар  наличию двух полостей охлаждени , при этом, обеспечиваетс  снижение температуры водоохлаждаемой поверхности активной вставки или прослойки обоймы еще на 30 - 60, а теплового потока, отводимого через центральную часть этойIn this case, additional lateral cooling of the cathode, effective along with the central one due to the presence of two cooling cavities, becomes effective, while reducing the temperature of the water-cooled surface of the active insert or of the cage layer by another 30–60, and the heat flux removed through the central part

поверхности, на 15 - 25%.surfaces, by 15 - 25%.

Активна  вставка вьтолнена из графита марки С-1, запрессована в водоохлаждаемую медную обойму. Габариты конусных вставок одинаковы с угломThe active insert is made of graphite C-1, pressed into a water-cooled copper ferrule. The dimensions of the conical inserts are the same with the angle

при вершине об , лежащем в пределах 45-60°, за исключением того, что во вставке на фиг.2 выполнено заглубление в виде шарового сегмента высотой И и диаметром основани  d.at the apex, about lying between 45-60 °, except for the fact that in the insert in Fig. 2, a depth is made in the form of a spherical segment with height I and a base diameter d.

,,

В таблице приведены температуры в различных точках активных вставок обоих сравниваемых типов, полученные при использовании неплав щегос  электрода в качестве катода дуги посто нного тока, гор щей на токе 1000 А в смеси природного и углекислого газов, и коэффициента теплоотдачи к охлаждающей воде 210 Вт/м . град. Характерные точки выбраны следующим образом: т.А- в центре рабочей поверхности активной вставки, на которой осуществл етс  прив зка приэлектродной области дуги; т.В - на границе рабочей поверхности активной вставки с медной обмоткой; т,С - на оси активной вставки на рассто нии Н от ее основани , соответствующем высоте шарового сегмента; т.О - на основанииThe table shows the temperatures at various points of the active inserts of both types being compared, obtained using a non-melting electrode as the cathode of a DC arc burning at 1000 A in a mixture of natural and carbon dioxide gases, and a heat transfer coefficient to cooling water of 210 W / m . hail. Characteristic points are selected as follows: t.A. in the center of the working surface of the active insert, on which the near electrode electrode area is attached; TB - on the border of the working surface of the active insert with a copper winding; t, C - on the axis of the active insert at a distance H from its base, corresponding to the height of the spherical segment; T.O. - based on

.Полученные в таблице данные приведены дл  катода с активными вставками , диаметры оснований которых сост вл ют соответственно 210 м иThe data obtained in the table is for a cathode with active inserts, the base diameters of which are 210 m and

-4-1Ь-4-1b

4,5 10 м с высотой ЗЮ м и высотой Н4.5 10 m with height of SZW m and height H

шарового сегмента дл  вставки поball segment for insertion

ЪB

.фиг. 2, равной 1,540 м. .fig. 2, equal to 1,540 m.

Аналогичные зависимости сохран ютс  .и дл  катодов, имеющих иные размеры к материалы вставок.Similar dependences are preserved. And for cathodes having different dimensions to the materials of the inserts.

.Анализ данных, приведенных в таблице показывает, что в случае известного катода температура на рабочей поверхности активной вставки превышает темпера туру плавлени  графита, равную , что исключает возможность его работы в наиболее выгодном дл  указанной плазмообразующей сме.сй режиме посто нного возобновлени  и приводит к ее выгоранию.An analysis of the data in the table shows that, in the case of a known cathode, the temperature on the working surface of the active insert exceeds the melting temperature of graphite, which eliminates the possibility of its operation in the most favorable mode for the indicated plasma-forming mixture and leads to its burnout.

Работа предлагаемого электрода заключаетс  в следующем.The operation of the proposed electrode is as follows.

После подачи охлаждающей электрод вОды через центральную и боковые полости , причем через центральную с интенсивностью , в 2,3 раза большей, чем через боковую, и подачи в дуговой промежуток плазмообразующего газа зажигают дугу.After supplying the cooling electrode of the water through the central and lateral cavities, and through the central one with an intensity 2.3 times greater than through the side cavities, and supplying the arc-forming plasma-forming gas, the arc is ignited.

Благодар  наличию заглублени  на охлаждаемой стороне конусной активной вставки и боковому (совместно с цент .ральным) охлаждению электрод работает без выгорани  и без превьшени  преактивной вставки на. рассто нии от оси, соответствующем радиусу основани  шарового сегмента; т.Е - на .границе основани  активной вставки с медной обоймой.Due to the presence of deepening on the cooled side of the tapered active insert and the lateral (together with the central) cooling, the electrode works without burnout and without exceeding the preactive insert by. the distance from the axis corresponding to the radius of the base of the spherical segment; i.e., on the border of the base of the active insert with a copper clip.

5 дельных тепловых нагрузок и температур дл  материала вставки.5 effective heat loads and temperatures for the insert material.

Claims (3)

1.Эсиб н Э.М. Плазменно-дугова  аппаратура. Изд-во Техника, Киев, , 1571, с.80-82.1.Esibn E.M. Plasma arc equipment. Publishing House of Technology, Kiev,, 1571, p.80-82. 2.Авторское свидетельство СССР № 420222, кл.В 23 К 35/02, 1975.2. USSR Author's Certificate No. 420222, cl. B 23 K 35/02, 1975. 3.Патент Австрии № 271653, кл. 21 К 38/01, 1969. i3. Austria patent number 271653, cl. 21 K 38/01, 1969. i ВодаWater (pui.f(pui.f
SU782630651A 1978-07-11 1978-07-11 Non-meltable electrode for arc processes SU841871A1 (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782630651A SU841871A1 (en) 1978-07-11 1978-07-11 Non-meltable electrode for arc processes
US06/055,742 US4304980A (en) 1978-07-11 1979-07-09 Non-consumable electrode
SE7905970A SE447076B (en) 1978-07-11 1979-07-09 NON-MELTING LIGHT BACK ELECTRODE
CS794859A CS204727B1 (en) 1978-07-11 1979-07-11 Non-melting electrode
JP8801379A JPS5540091A (en) 1978-07-11 1979-07-11 Nonnconsumption electrode
DD79214272A DD145359A1 (en) 1978-07-11 1979-07-11 NON-MELTING ELECTRODE
CA000331595A CA1141806A (en) 1978-07-11 1979-07-11 Non-consumable electrode
DE19792927996 DE2927996A1 (en) 1978-07-11 1979-07-11 NON-MELTABLE ELECTRODE
FR7918001A FR2431235B1 (en) 1978-07-11 1979-07-11 NON-CONSUMABLE ELECTRODE FOR THE TREATMENT OF MATERIALS WITH ELECTRIC ARC
AU50672/79A AU527499B2 (en) 1978-07-11 1979-09-07 Non-consumable electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782630651A SU841871A1 (en) 1978-07-11 1978-07-11 Non-meltable electrode for arc processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU841871A1 true SU841871A1 (en) 1981-06-30

Family

ID=20770984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782630651A SU841871A1 (en) 1978-07-11 1978-07-11 Non-meltable electrode for arc processes

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS5540091A (en)
SU (1) SU841871A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2586108C1 (en) * 2015-03-18 2016-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "СМП - Механика" Electrode assembly for gas-arc furnace

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5927376B2 (en) * 1980-08-29 1984-07-05 川崎製鉄株式会社 Cr-Mo steel materials used in oil refining equipment, coal liquefaction equipment, coal gasification equipment, and other pressure vessels with a plate thickness of 75 mm or more
US4375377A (en) * 1981-02-25 1983-03-01 Sumitomo Metal Industries, Limited Steels which are useful in fabricating pressure vessels
JPS58170174U (en) * 1982-05-10 1983-11-14 小池酸素工業株式会社 Plasma torch electrode
JPH06145885A (en) * 1992-10-30 1994-05-27 Japan Steel Works Ltd:The Steel for die
JP5316320B2 (en) * 2008-09-02 2013-10-16 新日鐵住金株式会社 ERW steel pipe manufacturing method with excellent weld quality

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2586108C1 (en) * 2015-03-18 2016-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "СМП - Механика" Electrode assembly for gas-arc furnace

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6225478B2 (en) 1987-06-03
JPS5540091A (en) 1980-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8772673B2 (en) Welding gun
US5416296A (en) Electrode for plasma arc torch
SU841871A1 (en) Non-meltable electrode for arc processes
US4343983A (en) Non-consumable composite welding electrode
US4304980A (en) Non-consumable electrode
CN213497097U (en) TIG welding gun for small space operation
KR100970111B1 (en) Contact-Tip to increase deposition efficiency
CN106735786B (en) Integration lockhole effect TIG deep penetration welding welder
US4490825A (en) Water-cooled electrode
US5283803A (en) Electrode assembly for glass melting furnace
GB1598574A (en) Plasma-arc cutting machine
JP2704395B2 (en) Method of cooling graphite electrode for electric arc refining and cooling device for graphite electrode
SU919839A2 (en) Non-meltable electrode for arc processes
RU2798648C1 (en) Non-consumable electrode for arc welding
CN217096104U (en) Cooling device of TIG argon arc welder ceramic nozzle
JPH10193122A (en) Contact tip for arc welding
JPS58223300A (en) Protection of water-cooled plasma generator
CN107262884B (en) Argon arc welding gun with cooling function and device with argon arc welding gun
RU2248868C1 (en) Non-consumable electrode for arc processes
CA2341749C (en) Soderberg-type composite electrode for arc smelting furnace
RU2036758C1 (en) Plasma generator
RU2376117C2 (en) Device for electroslag hard-facing
KR860000132Y1 (en) Non-consumable composite welding electrodes
US2692324A (en) Electrode holder
KR100429306B1 (en) Electrode for gas metal arc welding