горелка для плазменной обработки

Формула изобретения

ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая неплавящийся электрод, расположенный во внутреннем плазмообразующем сопле, имеющем центральный выходной канал, а также среднее и наружное сопла, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения устойчивости сжатой дуги при наплавке на обратной полярности, наружная поверхность плазмообразующего сопла и внутренняя поверхность среднего сопла выполнены эквидистантными, а часть внутренней поверхности плазмообразующего сопла, прилегающая к выходному каналу, выполнена в виде поверхности вращения с синусоидальной образующей, расстояние l между вершинами которой l = (0,3-0,5)C, где C - расстояние между наружной поверхностью плазмообразующего сопла и внутренней поверхностью среднего сопла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для сварки и наплавки плазменной дугой, а именно к устройствам для наплавки поверхностей с использованием в качестве присадочного материала проволоки или порошка, подаваемых в зону сжатой дуги.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для плазменно-дуговой обработки электропроводных материалов, содержащее неплавящийся электрод, стабилизирующее и фокусирующие сопла.

Однако, в известном устройстве горелки вспомогательная дуга может образовываться в различных местах по высоте камеры, образованной внешней поверхностью водоохлаждаемого электрода и внутренней поверхностью стабилизирующего сопла, что приводит к эрозии поверхностей электрода и сопла и выходу из строя горелок.

Цель изобретения обеспечение устойчивой работы горелки для наплавки на обратной полярности и увеличение срока ее эксплуатации.

На фиг. 1 показана горелка, разрез; на фиг. 2 узел I в увеличенном масштабе.

Горелка содержит водоохлаждаемый неплавящийся электрод 1, плазмообразующее сопло 2, внутренняя поверхность которого образует с внешней поверхностью электрода камеру для возбуждения вспомогательной дуги 3. Горелка имеет среднее фокусирующее сопло 4, внутренняя поверхность которого образует с внешней поверхностью стабилизирующего сопла канал 5 для подачи присадочного порошка. В горелку также входят наружное сопло 6 для подачи защитного газа. Торцовая поверхность камеры 3 представляет собой поверхность вращения с синусоидообразной образующей с высотой между ее вершинами, равной (0,3-0,5)С, где С расстояние между внешней поверхностью плазмообразующего сопла и внутренней поверхностью фокусирующего сопла. Если высота l меньше 0,3 С (например, l=0,25 С), то устойчивая работа горелки не обеспечивается вследствие того, что вспомогательная дуга смещается вдоль оси горелки в камере, вызывая эрозию стенок камеры и электрода. Кроме того, не наблюдается дополнительного обжатия дуги, что приводит к дополнительному расходу плазмообразующего газа. Если l больше 0,5С (например, 0,6 С), то истечение плазмообразующего газа происходит в турбулентном режиме, что также отрицательно сказывается на работе горелки.

Горелка для наплавки сжатой дугой при работе на обратной полярности работает следующим образом.

В камере 3 возбуждают вспомогательную дугу. Одновременно с этим в нее подают плазмообразующий газ. По каналу 5 с помощью транспоpтирующего газа вводят порошкообразный материал, который, пройдя через нижнюю часть камеры, попадает в сжатую дугу, а затем на изделие. Для предохранения от окисления сплавляемых поверхностей через канал между фокусирующим соплом 4 и защитным соплом 6 подают защитный газ.

Предлагаемая горелка в случае работы на обратной полярности обеспечивает устойчивость сжатой дуги вспомогательная дуга горит только в торцовой части камеры и не смещается по высоте горелки. При этом увеличивается степень обжатия дуги и уменьшается расход плазмообразующего газа, например, аргона, в 2 раза возрастает продолжительность работы горелки по сравнению с известными устройствами плазменных горелок при наплавке на обратной полярности.