Спосіб керування просторовим положенням плазмового потоку

1. Спосіб керування просторовим положенням плазмового потоку, що включає спрямування плазмоутворювального газу вздовж прямолінійного дугового каналу із співвісно розміщеною в ньому електричною дугою, який відрізняється тим, що в межах дугового каналу до кінцевої частини стовпа 3 34849 тичних умов формування потоку високотемпературного газу в межах прямолінійного дугового каналу, що дає змогу гармонізувати взаємне положення потоку плазми, який є висококонцентрованим джерелом енергії в процесах інженерії поверхні, і об'єкту впливу цього джерела енергії -поверхні виробу, що обробляється, або матеріалу, що задіяний у те хнологічному процесі, що забезпечить підвищення якості покриття оброблюваних виробів. Поставлена задача вирішується тим, що плазмоутворювальний газ спрямовується вздовж прямолінійного дугового каналу із співвісно розміщеною в ньому електричною дугою, новим є те, що в межах дугового каналу до кінцевої частини стовпа дуги і її приелектродної ділянки прикладають поперечне магнітне поле, яке змінює просторове положення цих ділянок дуги і деформує температурний профіль потоку плазми в дуговому каналі. При цьому напрямок магнітного поля встановлюється перпендикулярним осі основної складової швидкості газового потоку і змінюють за необхідністю за заданим законом у часі та за величиною. Просторове положення площини, в якій здійснюється відхилення струменя визначають напрямком магнітної індукції зовнішнього поля і напрямком та співвідношенням складових швидкості газового потоку і може змінюватись через зміну цих параметрів. Спосіб керування просторовим положенням плазмового потоку ілюструється схемою Фіг.1, де Фіг.2 - вигляд з боку Фіг.1, а Фіг.3 -поперечний переріз А-А Фіг.2 Потік плазми, який формується в результаті обдування електричної дуги 2 плазмоутворювальним газом рухається вздовж дугового каналу 1 в напрямку соплового отвору 3 генератора плазми. На ділянку стовпа дуги та її приелектродну ділянку, які знаходяться в зоні дії зовнішнього поперечного магнітного поля, починає діяти сила Ампера. Під дією цієї сили частина стовпа дуги зміщується із центрального положення, яке воно займає попередньо, і наближається до стінки дугового каналу. Місце нового положення ділянки стовпа дуги та її приелектродної ділянки визначається величиною і напрямком дії сили Ампера, співвідношенням складових швидкості газового потоку та результатами шунтування дуги в межах дугового каналу. У випадку наявності тільки осьової складової швидкості (аксіальний потік) напрямок зміщення перпе 4 ндикулярний напрямку магнітної індукції В зовнішнього магнітного поля. Таким чином у ви хідній частині дугового каналу формується потік високотемпературного газу (плазми) із явно вираженою асиметрією температурного і швидкісного полів, яка є наслідком асиметричного розміщення джерела нагрівання (дуги) у перерізі дугового каналу. Витікання такого потоку із соплового отвору 3 супроводжується його несиметричним розширенням і формуванням струменя плазми 4, який відхилений на певний кут від осі симетрії дугового каналу. Кут відхилення і орієнтація струменя плазми відносно поздовжньої осі дугового канапу залежить від величини і напрямку зовнішнього магнітного поля, струму дуги і параметрів газового потоку, що обдуває дугу. Зміною згаданих параметрів можна в процесі роботи генератора плазми змінювати миттєве просторове положення струменя плазми, залишаючи його стабільним у часі, або змінюючи за певним законом. Спосіб був реалізований на плазмотроні лінійної схеми із вихровою стабілізацією дуги в дуговому каналі і стабілізацією довжини дуги уступом. Зовнішнє магнітне поле створювалось електромагнітом, який закріплювався (із можливістю зміни місця кріплення) на корпусних елементах конструкції генератора плазми. Місце встановлення електромагніта визначалось шляхом попереднього дослідження положення електричної дуги в дуговому каналі із розрахунку гарантованого потрапляння частини стовпа дуги та її приелектродної ділянки в зону дії магнітного поля. Змінними параметрами в процесі дослідження впливу зовнішнього магнітного поля на положення плазмового струменя на виході генератора були: струм намагнічування котушок електромагнітну І ем , тиск плазмоутворювального газу (повітря) рпг, струм дуги Ід. Струм дуги змінювався у діапазоні 130...200А при загальній потужності плазмотрона 18...22кВт. Діапазон зміни режимних параметрів визначався можливостями магнітної системи: 5А