Установка плазмового наплавлення

Установка плазмового наплавлення, що містить плазмотрон з аксіальною подачею плавкого електрода, джерело живлення плавкого електрода, джерело живлення неплавких електродів, яка відрізняється тим, що плазмотрон містить три стержньових неплавких електроди, розташованих під кутом 120° навколо мундштука для подавання плавкого електрода, джерело живлення плазмової дуги зроблено у вигляді трифазного трансформатора, вторинні обмотки якого з'єднані зіркою, ВІЛЬНІ КІНЦІ цих обмоток з'єднані з неплавкими електродами плазмотрона, а центр зірки через два увімкнених зустрічно-паралельно тиристори - з баластним реостатом, другий кінець баластного реостата виконаний з можливістю з'єднання з виробом, при цьому центр зірки з'єднаний з іншим баластним реостатом, а другий кінець цього баластного реостата з'єднаний із соплом плазмотрона Винахід стосується зварювання, а саме - установок для плазмового наплавлення з аксіальною подачею плавкого електроду, може застосовуватися в машинобудуванні, а також в різних галузях промисловості та сільского господарства для ремонту і відновлення деталей Відомою Є установка, яка описана в |1|, для плазмового наплавлення з аксіальною подачею плавкого електроду, що має плазмотрон з кільцевим неплавким електродом, джерело живлення плазмової дуги постійного струму і джерело живлення постійного струму для дуги плавкого електроду Недоліком цієї установки є громоздкість і велика маса плазмотрону, тому що кільцевий неплавкий електрод має виготовлятися із МІДІ Такий електрод витримує струми до 180А, що недостатньо для ефективного нагріву плавкого електрода Відомою Є також прийнята за прототип установка плазмового наплавлення |2|, що має джерело живлення постійного струму, з'єднане з плавким електродом і виробом, а також джерело живлення постійного струму, з'єднане з виробом і стержньовим неплавким електродом плазматрону Неплавкий електрод стержньового типу виготовляється із вольфраму й може витримувати значно більші струми, ніж мідний електрод Але й ця установка має недоліки Для ефективного нагріву плавкого електроду треба збільшувати струм плазмової дуги, що збільшує тепловк ладення у виріб, глибину, глибину проплавлення основного металу та його частки в наплавленому металі Крім того, нагрів плавкого електроду виявляється більш інтенсивним з того боку, де розташований неплавкий електрод, тому при застосуванні порошкового дроту пропалюється оболонка дроту, просипається шихта, і, як наслідок, забруднюється плазмотрон, погіршується якість наплавлення При використанні цієї установки наплавлення може бути лише автоматичним, тому що півавтомат не може забезпечити прямолінійності плавкого електрода, Внаслідок цього один з його боків, ВІДПОВІДНИЙ внутрішньому радіусу кривизни, нагрівається дуже інтенсивно і оплавляється, а при застосуванні порошкового дроту пропалюється оболонка Вартість установки збільшується через необхідність застосування двох зварювальних випрямлячів В основу винаходу поставлена задача удосконалити установку плазмового наплавлення з аксіальною подачею плавкого електрода за допомогою конструктивних елементів та їх взаємного розташування, а також форми, забезпечити якість наплавленого металу шляхом зменшення в ньому основного металу, не пропалювання оболонки порошкового дроту при його використанні як плавкого електрода Поставлену задачу досягають тим, що в установці плазмового наплавлення з аксіальною пода (О 47627 /19,20 / іонізованого газу від плазмових дуг із сопчею плавкого електрода, що має плазмотрон, ла 4 плазмотрона Коли факел 18 досягає виробу, джерело живлення плавкого електрода, джерело збуджується плазмова дуга прямої дії 21 Але живлення неплавких електродів, згідно винаходу, у струм цієї дуги малий, тому що вибір підключений плазмотроні є три стержньових неплавких електдо центру зірки і напруження на дузі прямої дії роди, розташованих по колу під кутом 120°навколо виявляється нижчим, ніж напруження на дугах між мундштука для подавання плавкого електрода, а неплавкими електродами джерело живлення плазмової дуги зроблено у вигляді трифазного трансформатора, вторинні обмоВнаслідок цього зменшується глибина проплатки якого з'єднані зіркою, до того ж ВІЛЬНІ КІНЦІ ЦИХ влення основного металу в наплавленому валику обмоток з'єднані з неплавкими електродами плазСтрум дуги прямої дії обмежується І і регулюється мотрона, а центр зірки через два увімкнених зубаластним реостатом 17 В залежності від вимог стрічно - паралельно тиристори - з баластним редо режиму наплавлення з увімкненням тиристору остатом, другий кінець баластного реостата VS1 встановлюється струм дуги прямої дії 21 пряз'єднаний з виробом, при цьому центр зірки з'єдмої полярності, увімкненням тиристору 2 - зворотнаний с іншим баластним реостатом, другий кіної полярності, одночасним увімкненням VS1 і VS2 нець цього баластного реостату з'єднаний із соп- перемінний струм лом плазмотрону Нагрів плавкого електроду 3 стає ефективнішим через утворення на ньому активних плям дуг на фіг 1-4 показано 11 /12,13/ неплавких електродів 5 /6,7/ Утворення фіг 1 Плазмотрон розробленої установки цих активних плям показано на фіг 3 для випадку фіг 2 Схема установки, зворотної полярності дуги 21 плавкого електроду фіг 3 Схема утворення активної плями дуги на З Напрямок струму дуги 11 /12,13/ неплавкого елеповерхні плавкого електрода ктроду 5 /6,7/ при її прямій полярності показаний фіг 4 Схема нагріву плавкого електрода плазбезпереривними ЛІНІЯМИ зі стрілками Тобто з немовою дугою при його скривленні плавкого електроду - на сопло, з неплавкого елекЯк видно на фіг,1, плазмотрон установки має троду - на вироб 22, з неплавкого електроду 5 /6,7 корпус 1, мундштук 2 для подавання плавкого еле/ - на плавкий електрод 3 і з плавкого електроду 3 ктрода 3, плазмоутворююче сопло 4 і три стержна вироб 22, останні два напрямки розподілення ньових неплавких електроди 5,6,7, розташованих струму обумовлені тим, що струм дуги плавкого по колу навколо плавкого електроду під кутом електроду 3 має зворотний напрямок - з виробу 22 120° на електрод 3 і напруження на дузі плавкого елекСхема установки зображено на фіг 2 Плавкий троду 3 виявляється увімкненим послідовне з наелектрод 3, з'єднаний з джерелом живлення 8 дуги пруженням обмотки трансформатора 9, що живить плавкого електроду Джерело живлення 9, плаздугу неплавкого електроду 5 /6,7/ Це призводить мової дуги складається із трифазного трансфордо виникнення дуги між неплавким електродом 5 матора, вторинні обмотки якого з'єднані зіркою, /6,7/1 плавким електродом 3, на поверхні плавкого /центр зірки через зустрічно-паралельно увімкнені електроду в цей момент утворюється активна тиристори VS1 і VS2 з'єднаний з баластним реоспляма тієї дуги, яка інтенсивно нагрівав плавкий татом 10 Другий кінець якого з'єднаний з вироелектрод 8 Однак при ЗМІНІ полярності на обмотки бом/ ВІЛЬНІ КІНЦІ вторинних обмоток з'єднані з нетрансформатора 9 така дуга гасне Через те, що плавкими електродами 5,6, і 7 плазмотрона трансформатор трифазний, а плазмотрон має три Сопло плазмотрона з'єднано через баластний реелектроди, процес повторюється при появі напруостат з центром зірки вторинних обмоток ження прямої полярності на наступному електроді Установка працює ТАК Фіг 3 Плазмові Таким чином, плавкий електрод рівномірно нагрі11,12,13 дуги горять поміж неплавкими електровається з усіх боків До того ж нагрівання плямою дами 5,6,7 плазмотрона Через те, що ці електродуги більш ефективне, ніж теплом плазмової дуги, ди по колу навколо плавкого електроду і кут їх розяка для плавкого електроду є непрямою Це доташування становить 120°, забезпечується зволяє здійснювати процес наплавлення не менрівномірний нагрів плавкого електроду В момент ших струмах плазмової дуги, збільшуючи швидпереходу величини струму "0" у будь-якій з фаз кість розплавлення плавкого електрода, і, як обрив дуги не відбувається, тому ще в цей момент наслідок, продуктивність наплавлення Зменшення дуга горить між електродом, з'єднаним з даною МІЦНОСТІ плазмової дуги зменшує витрати електрофазою, й сусіднім електродом, фаза струму якого енергії, габарити та масу джерела живлення плазсунута на 120 ел градусів л^бто струм дуги якого змової дуги, отже і витрати матеріалів на його вине дорівнює 0/ В результаті міжелектродна просготовлення, тобто зменшує його вартість Вона торінь виявляється постійно заповненою іонізоватакож зменшується через відсутність випрямлюним газом При більшому зазорі між електродами вального блоку, бо конструкція установки перед5,6,7, горіння дуги 11,12,13 підтримується також за бачає живлення плазмової дуги перемінним трирахунок дуг 14,15,16, що горять між кожним електфазним струмом без його випрямлення Стає родом 5,6,7 і соплом 3, увімкненим через струмооможливим здійснювати плазмове наплавлення не бмежуючий реостат 17 до центру зірки Струм цих лише автоматом, а й півавтоматом, хоча при цьодуг регулюється за допомогою реостата 14 і зсунуму плавкий електрод після його проходження по тий щодо міжелектродного струму на 60°ел Таким гинкому боудену і пальнику скривлюється, адже це чином, забезпечується додаткова стабілізація гоне впливає на процес нагріву плавкого електроду ріння дуг, що важливо при наплавленні порошкоактивними плямами дуг - КІЛЬКІСТЬ тепла, яка видівим дротом, який містить компоненти, виділяючи ляється в них, залежить від полярності дуги плавГ, ВГз Плазмоутворюючий газ видуває факел 18 47627 кого електроду, складу, оболонки електроду, плазмоутворюючого газу і сили струму плазмової дуги, тобто нагрів задається режимом зварювання У той же час нагрів скривленого плавкого електроду плазмовою дугою непрямої для нього дії значно збільшує тепловкладення в електрод у МІСЦІ найменшого радіусу кривизни і зменшує тепловкладення у МІСЦІ найбільшого радіусу кривизни (фіг 4) У місцях перегріву при застосуванні порошкового дроту як плавкого електроду з'являються пропалини оболонки, що порушує процес наплавлення, погіршує якість наплавленого металу Таким чином, запропонована установка (на відміну від прототипу) дозволяє здійснювати процес не лише автоматичним, а й півавтоматичним наплавленням Зменшенню глибини проплавлення основного металу сприяє також те, що струм дуги, котра го рить між неплавкими електродами і виробом, малий, а із сопла плазмотрона виходить потік дуже іонізованого газу від дуг, які горять всередині плазматрона Це призводить до того, що дуга плавкого електроду горить в умовах вимушеної іонізації з надлишком вільних носив зарядів В цих умовах забезпечується и розширення, охоплення дугою більшої площі поверхні виробу, зменшення густини теплового потоку у вироб, в результаті виходить наплавлений валик великої ширини з малою глибиною проплавлення основного металу Література 1 А С 15577190 СССР, МКИ В23К 10/00 Плазменная горелка Дудко Д А , Грановский А В , Корниенко А Н , Гавриш П А 2 Сварка в машиностроении Справочник в 4 т/Под ред Н А Ольшанского М Машиностроение, 1978, -501с 5(6) Фіг 2 Фіг З Фіг І 47627 з ктЛ Потгк плазми Місце ne Фіг 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71