RU95215U1 - PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING - Google Patents
PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING Download PDFInfo
- Publication number
- RU95215U1 RU95215U1 RU2009137574/22U RU2009137574U RU95215U1 RU 95215 U1 RU95215 U1 RU 95215U1 RU 2009137574/22 U RU2009137574/22 U RU 2009137574/22U RU 2009137574 U RU2009137574 U RU 2009137574U RU 95215 U1 RU95215 U1 RU 95215U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- poles
- plasma
- cathode
- plasma torch
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 102220548175 Cell division cycle-associated 7-like protein_S21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Плазмотрон для поверхностной плазменной закалки деталей машин и инструмента путем перемещения по поверхности изделия плазменной дуги прямого действия, содержащий систему подачи плазмообразующего газа, систему охлаждения его узлов, систему электромагнитного сканирования дуги, отличающийся тем, что электропитание катода осуществляется по проводу, расположенному в рукаве подачи охлаждающей жидкости, охлаждение узлов плазмотрона осуществляют последовательно в порядке «катод-сопло», стенка охлаждаемой полости сопла со стороны внутреннего канала сопла имеет канавки, плоские полюса магнитопровода расположены заподлицо на торцевой поверхности сопла, перпендикулярно его оси в пазах, профрезерованных на глубину, равную толщине полюсов, кроме того, ширина полюсов равна 1-2, а зазор между ними - 2,4-2,6 диаметра внутреннего канала сопла, причем цилиндрический канал сопла на выходе имеет фаску с углом 45º, снятую на глубину, равную двойной толщине полюсов магнитопровода, и трубка с вольфрамовым катодом имеет с корпусом катодного узла резьбовое соединение. A plasma torch for surface plasma hardening of machine parts and tools by moving a direct-acting plasma arc on the surface of a product containing a plasma-forming gas supply system, a cooling system for its components, an arc scanning electromagnetic system, characterized in that the cathode is powered by a wire located in the cooling supply hose liquids, the plasma torch nodes are cooled sequentially in the order “cathode-nozzle”, the wall of the cooled cavity of the nozzle is from the inside of the nozzle channel has grooves, the flat poles of the magnetic circuit are flush on the end surface of the nozzle, perpendicular to its axis in grooves milled to a depth equal to the thickness of the poles, in addition, the width of the poles is 1-2, and the gap between them is 2.4-2 , 6 of the diameter of the inner channel of the nozzle, and the cylindrical channel of the nozzle at the exit has a bevel with an angle of 45 °, shot to a depth equal to the double thickness of the poles of the magnetic circuit, and the tube with a tungsten cathode has a threaded connection to the cathode assembly.
Description
Полезная модель относится к области термической обработки в машиностроении, в том числе металлургическом, и может применяться для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента, преимущественно из чугуна и сталей, включая инструментальные валковые, подверженных различным видам изнашивания. При этом полезная модель эффективна в случаи плазменной закалки изделий сложного профиля.The utility model relates to the field of heat treatment in mechanical engineering, including metallurgy, and can be used for surface hardening of machine parts and tools, mainly made of cast iron and steel, including tool rolls, which are subject to various types of wear. Moreover, the utility model is effective in cases of plasma quenching of products of complex profile.
Сканирование дуги может осуществляться либо путем круговых, колебательных движений плазмотрона (электродуговой горелки), либо при помощи поперечного переменного магнитного поля.Scanning of the arc can be carried out either by circular, oscillatory movements of the plasma torch (electric arc torch), or by using a transverse alternating magnetic field.
Из технической литературы [1] известна конструкция горелки прямого действия для плазменной термической обработки поверхностного слоя деталей, снабженная генератором переменного магнитного поля и магнитопроводом, который накладывает на поток плазмы переменное магнитное поле. При изменении параметров режима обработки добиваются упрочнения за один проход зоны шириной 15-80 мм. При высокой производительности процесса предложенное техническое решение имеет следующие недостатки. Ширина полюсов магнитопровода больше диаметра плазмотрона, толщина полюсов в 2,5 раза больше внутреннего диаметра канала сопла. Большие габариты плазмотрона и электромагнитной системы не позволят упрочнять детали сложной конфигурации, например, калибры валков для прокатки сортовых профилей. Так как полюса магнитопровода аналога расположены между соплом и обрабатываемой поверхностью, то при расстоянии между ними 25-50 мм для зажигания дуги такой длины необходим специализированный источник питания с повышенным напряжением холостого хода 100-200 В.From the technical literature [1], a direct-acting burner design for plasma heat treatment of the surface layer of parts is known, equipped with an alternating magnetic field generator and magnetic circuit, which imposes an alternating magnetic field on the plasma stream. When changing the parameters of the processing mode, hardening is achieved in one pass of a zone 15–80 mm wide. With high process performance, the proposed technical solution has the following disadvantages. The width of the poles of the magnetic circuit is greater than the diameter of the plasma torch, the thickness of the poles is 2.5 times greater than the inner diameter of the nozzle channel. The large dimensions of the plasma torch and the electromagnetic system will not allow hardening the details of complex configurations, for example, caliber rolls for rolling high-quality profiles. Since the poles of the analog magnetic circuit are located between the nozzle and the surface to be machined, with a distance between them of 25-50 mm, a specialized power source with an increased open-circuit voltage of 100-200 V is needed to ignite an arc of this length.
В отличие от аналога в заявляемом техническом решении:In contrast to the analogue in the claimed technical solution:
1. Полюса магнитопровода расположены на торцевой поверхности сопла, что позволяет сократить число регулируемых параметров за счет фиксирования полюсов в определенном положении и зажигать дугу с меньшего расстояния от сопла до изделия при использовании более дешевых, по сравнению со специализированными, сварочных выпрямителей с напряжением холостого хода 75-90 В.1. The poles of the magnetic circuit are located on the end surface of the nozzle, which reduces the number of adjustable parameters by fixing the poles in a certain position and ignites the arc from a shorter distance from the nozzle to the product when using cheaper, compared to specialized, welding rectifiers with open circuit voltage 75 -90 V.
2. Полюса магнитопровода не требуют дополнительного охлаждения, а охлаждаются вместе с соплом плазмотрона.2. The poles of the magnetic circuit do not require additional cooling, but are cooled together with the plasma torch nozzle.
3. За счет компактности плазмотрона в сборе с электромагнитной системой сканирования расширяются функциональные возможности плазмотрона, в частности, возможность упрочнять изделия сложного профиля.3. Due to the compactness of the plasma torch assembly with the electromagnetic scanning system, the functionality of the plasma torch, in particular, the ability to strengthen products with a complex profile, is expanded.
Наиболее близким аналогом заявляемого решения является устройство поверхностной закалки дугой прямого действия [2], содержащее малогабаритный плазмотрон (или два), устройство для крепления, поворота и настройки плазмотрона в процессе работы, систему охлаждения сопла и ферромагнитных губок плазмотрона, сканирующее устройство дуги, сварочный выпрямитель, пульт (или два) для регулирования параметров режима, в том числе переменного и постоянного напряжения на катушке.The closest analogue of the proposed solution is a surface quenching device with a direct-acting arc [2], containing a small plasmatron (or two), a device for fastening, turning and adjusting the plasma torch during operation, a cooling system for the nozzle and ferromagnetic jaws of the plasma torch, a scanning arc device, a welding rectifier , a remote control (or two) for regulating the parameters of the mode, including alternating and direct voltage on the coil.
К недостаткам конструкции плазмотрона относятся:The disadvantages of the design of the plasma torch include:
1. При сканировании дуги силовые линии магнитного поля между ферромагнитными губками пересекают внутренний канал сопла и растягивание (расширение) дуги начинается внутри канала. Именно поэтому сопло является в техническом решении ближайшего аналога самой теплонагруженной деталью плазмотрона.1. When scanning the arc, the magnetic field lines between the ferromagnetic jaws intersect the inner channel of the nozzle and the extension (expansion) of the arc begins inside the channel. That is why the nozzle in the technical solution of the closest analogue is the most heat-loaded part of the plasma torch.
2. Охлаждение сопла происходит при прохождении хладагента по медной трубке, припаянной к соплу, а не непосредственно стенок сопла.2. Nozzle cooling occurs when refrigerant passes through a copper tube soldered to the nozzle, and not directly to the nozzle walls.
3. Для подвода от источника питания «-» на катодный узел при указанных в ближайшем аналоге токах дуги 250-350 А требуется сечение сварочного кабеля 38-60 мм2 в соответствии с источником информации [3], что по диаметру сварочного кабеля с изоляцией соизмеримо с сечением плазмотрона. При этом осуществление поворота плазмотрона затрудняется из-за жесткости кабелей такого сечения, а фиксация плазмотрона в нужном положении требует дополнительного устройства.3. For the supply from the “-” power source to the cathode assembly at the arc currents of 250-350 A indicated in the closest analogue, a section of a welding cable of 38-60 mm 2 is required in accordance with the information source [3], which is comparable in diameter to the welding cable with insulation with a plasma torch cross section. At the same time, the rotation of the plasma torch is difficult due to the stiffness of the cables of this section, and fixing the plasma torch in the desired position requires an additional device.
4. Изготовление цельного катодного узла с такой толщиной стенок трубки (фактически 1-1,2 мм), в которую впаивается вольфрамовый электрод, трудоемко и экономически нецелесообразно. Пайку корпуса катодного узла с трубкой практически невозможно или затруднительно произвести без отклонения от центральной оси, при сборке плазмотрона несоосность катода и выходного сопла приводит к асимметрии сечения плазменной дуги, тепловой эрозии участка канала сопла, ближе расположенного к катоду, преждевременной замене сопла.4. The manufacture of a solid cathode assembly with such a wall thickness of the tube (actually 1-1.2 mm) into which a tungsten electrode is soldered is laborious and economically impractical. It is practically impossible or difficult to solder the cathode assembly body with the tube without deviating from the central axis; during assembly of the plasma torch, misalignment of the cathode and the output nozzle leads to asymmetry in the plasma arc cross section, thermal erosion of the nozzle channel section closer to the cathode, and premature nozzle replacement.
В отличие от ближайшего аналога в заявляемом техническом решении:In contrast to the closest analogue in the claimed technical solution:
1. Плоские полюса магнитопровода расположены заподлицо на торцевой поверхности сопла перпендикулярно его оси в пазах, профрезерованных на глубину, равную толщине полюсов, причем ширина полюсов равна 1-2, а зазор между ними - 2,4-2,6 диаметра внутреннего канала сопла.1. The flat poles of the magnetic circuit are flush on the end surface of the nozzle perpendicular to its axis in grooves milled to a depth equal to the thickness of the poles, the width of the poles being 1-2, and the gap between them being 2.4-2.6 times the diameter of the inner channel of the nozzle.
2. Производится охлаждение водой непосредственно стенок сопла, при этом стенка со стороны канала сопла имеет канавки.2. Water is directly cooled by the nozzle walls, while the wall on the side of the nozzle channel has grooves.
3. Цилиндрический канал сопла на выходе имеет фаску с углом 45 градусов, снятую на глубину, равную двойной толщине полюсов.3. The cylindrical channel of the nozzle at the exit has a bevel with an angle of 45 degrees, shot to a depth equal to the double thickness of the poles.
4. Токоподвод катодного узла выполнен водоохлаждаемым.4. The current supply of the cathode assembly is water-cooled.
5. Охлаждение узлов плазмотрона осуществляется последовательно в порядке «катод-сопло».5. The cooling of the plasma torch nodes is carried out sequentially in the order of the “cathode-nozzle”.
6. Трубка с вольфрамовым электродом имеет с корпусом катодного узла резьбовое соединение.6. The tube with a tungsten electrode has a threaded connection to the cathode assembly body.
Техническими результатами предлагаемой полезной модели являются увеличение ресурса работы малогабаритного плазмотрона, технологичность изготовления и расширение его функциональных возможностей, обеспечение качества упрочняемой поверхности.The technical results of the proposed utility model are an increase in the service life of a small plasma torch, manufacturability and expansion of its functionality, ensuring the quality of the hardened surface.
Технические результаты достигаются тем, что:Technical results are achieved in that:
1. За счет канавок на стенке сопла, прилегающей к внутреннему каналу, увеличена площадь охлаждаемой поверхности, создана турбулентность потока охлаждающей воды и, таким образом, повышена стойкость сопла.1. Due to the grooves on the nozzle wall adjacent to the inner channel, the area of the cooled surface is increased, turbulence in the flow of cooling water is created, and thus, the resistance of the nozzle is increased.
2. Сечение водоохлаждаемого токоподвода катодного узла на порядок снижено по сравнению с требуемым сечением сварочного кабеля, что позволяет легко осуществлять все манипуляции плазмотроном при настройке и во время процесса закалки.2. The cross section of the water-cooled current supply of the cathode assembly is reduced by an order of magnitude compared with the required cross section of the welding cable, which makes it easy to carry out all manipulations with the plasma torch during setup and during the hardening process.
3. Последовательность охлаждения «катод - сопло» обеспечивает надежную работу токоподвода малого сечения, не требует использования дополнительных рукавов подачи охлаждающей воды, как при независимом охлаждении катодного и соплового узлов, и не увеличивает габариты плазмотрона в сборе свыше его диаметра.3. The cathode-nozzle cooling sequence ensures reliable operation of the small cross-section of the current supply, does not require the use of additional cooling water supply hoses, as with independent cooling of the cathode and nozzle assemblies, and does not increase the dimensions of the plasma torch assembly over its diameter.
4. Плоские полюса магнитопровода имеют ширину, не превышающую габариты сопла, а размер зазора между ними позволяет избежать их подплавления и потерь магнитных свойств из-за перегрева, а также использовать в обмотке соленоида (двух соленоидов), создающего переменное магнитное поле, безопасное переменное напряжение и при этом получить нужную ширину упрочняемой полосы.4. The flat poles of the magnetic circuit have a width not exceeding the dimensions of the nozzle, and the size of the gap between them avoids their melting and loss of magnetic properties due to overheating, as well as using a safe alternating magnetic field in the winding of the solenoid (two solenoids) creating an alternating magnetic field and at the same time get the desired width of the hardened strip.
5. Полюса расположены в профрезерованных пазах и охлаждаются вместе с соплом, на выходном отверстии канала сопла снята фаска. В совокупности это обеспечивает симметричность столба дуги и, таким образом, предотвращает или минимизирует образование односторонней эрозии канала сопла на выходе, предотвращает флуктуации дуги, изменения параметров режима (например, изменения тока дуги) и подплавления отдельных участков закаливаемой полосы.5. The poles are located in the milled grooves and are cooled together with the nozzle; the chamfer is removed at the outlet of the nozzle channel. Together, this ensures the symmetry of the arc column and, thus, prevents or minimizes the formation of one-sided erosion of the nozzle channel at the exit, prevents fluctuations in the arc, changes in the mode parameters (for example, changes in the arc current) and the melting of individual sections of the hardened strip.
6. Катодный узел состоит из двух частей, имеющих между собой резьбовое соединение, что делает плазмотрон более технологичным и менее затратным в изготовлении. Строгая соосность катода с каналом сопла устраняет или минимизирует эрозию сопла.6. The cathode assembly consists of two parts having a threaded connection between them, which makes the plasma torch more technologically advanced and less expensive to manufacture. Strict alignment of the cathode with the nozzle channel eliminates or minimizes the erosion of the nozzle.
Перечисленные конструктивные особенности непосредственно влияют на качество упрочняемой поверхности, а именно: отсутствие подплавленных участков упрочняемой полосы делает операцию закалки финишной без последующей механической обработки.The listed design features directly affect the quality of the hardened surface, namely: the absence of melted sections of the hardened strip makes the hardening operation finish without subsequent machining.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует критерию новизна.The analysis of the prior art, including a search by patents and scientific and technical information and identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, allows us to establish that the applicant did not find sources characterized by signs that are identical to all the essential features of the claimed utility model. Therefore, the claimed utility model meets the criterion of novelty.
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом и отвечает требованиям критерия «промышленная применимость».The inventive utility model can be implemented industrially and meets the requirements of the criterion of "industrial applicability".
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:The proposed technical solution is illustrated by drawings:
- фиг.1 плазмотрон для плазменной закалки;- figure 1 plasmatron for plasma hardening;
- фиг.2 торцевая поверхность сопла с полюсами магнитопровода;- figure 2 the end surface of the nozzle with the poles of the magnetic circuit;
- фиг.3 изношенное сопло.- figure 3 worn nozzle.
Предлагаемый плазмотрон для плазменной закалки состоит из магнитопровода (1), сопла (2), трубки с вольфрамовым катодом (3), втулки с каналами подачи газа (4), изолирующей втулки (5), корпуса катодного узла (6) и водоохлаждаемого токопровода (7). Плазмотрон имеет сканирующее устройство дуги, в которое входят магнитопровод (1) и соленоид (два соленоида) (на фиг.1 условно не показан).The proposed plasma torch for plasma hardening consists of a magnetic circuit (1), a nozzle (2), a tube with a tungsten cathode (3), a sleeve with gas supply channels (4), an insulating sleeve (5), a cathode assembly (6), and a water-cooled current lead ( 7). The plasma torch has a scanning arc device, which includes a magnetic circuit (1) and a solenoid (two solenoids) (not shown conditionally in Fig. 1).
В предлагаемой конструкции плоские полюса магнитопровода (1) расположены заподлицо на торцевой поверхности сопла (2) перпендикулярно его оси в пазах, профрезерованных на глубину, равную толщине полюсов. Ширина полюсов равна 1-2 диаметра сопла и не превышает габариты сопла, зазор между полюсами составляет 2,4-2,6 диаметра внутреннего канала сопла. Эти размеры позволяют при толщине полюсов 2 мм избежать их подплавления и потерь магнитных свойств из-за перегрева, а так же использовать в обмотке соленоида (двух соленоидов), создающего переменное магнитное поле, безопасное переменное напряжение 2-15 В и при диаметре канала сопла 4-6 мм получить ширину упрочняемой полосы 6-30 мм, достаточную при поверхностной закалке многих деталей машин и инструмента, в том числе сложного профиля.In the proposed design, the flat poles of the magnetic circuit (1) are flush on the end surface of the nozzle (2) perpendicular to its axis in grooves milled to a depth equal to the thickness of the poles. The width of the poles is 1-2 diameters of the nozzle and does not exceed the dimensions of the nozzle, the gap between the poles is 2.4-2.6 diameters of the inner channel of the nozzle. These dimensions make it possible to avoid melting and loss of magnetic properties due to overheating with a pole thickness of 2 mm and to use a safe alternating magnetic field of 2-15 V and a nozzle channel diameter of 4 in the winding of a solenoid (two solenoids), which creates an alternating magnetic field -6 mm to obtain a width of the hardened strip of 6-30 mm, sufficient for surface hardening of many parts of machines and tools, including complex profiles.
Сопло (2) для интенсификации охлаждения имеет канавки на стенке, прилегающей к внутреннему каналу сопла, который на выходе имеет фаску. На фиг.3 показано эрозия канала сопла при расположении полюсов на торце сопла плазмотрона, длительно работавшего на жестких режимах при значениях токов дуги 360-380 А. Глубина эрозии составила 2 мм, т.е. толщину полюсов, поэтому фаска с углом 45 градусов снята на двойную толщину полюсов, поскольку они сделаны заподлицо с торцом плазмотрона.The nozzle (2) for intensification of cooling has grooves on the wall adjacent to the inner channel of the nozzle, which has a chamfer at the outlet. Figure 3 shows the erosion of the nozzle channel with the poles at the end of the nozzle of the plasma torch, which worked for a long time in hard conditions with arc currents of 360-380 A. The erosion depth was 2 mm, i.e. the thickness of the poles, so the bevel with an angle of 45 degrees is removed by the double thickness of the poles, since they are flush with the end of the plasma torch.
Трубка с вольфрамовым электродом (3) расположена соосно с цилиндрическим каналом сопла (2) и связана резьбовым соединением с корпусом катодного узла (6), что упрощает изготовление деталей плазмотрона и их замену, делает плазмотрон более технологичным и менее затратным в изготовлении.A tube with a tungsten electrode (3) is located coaxially with the cylindrical channel of the nozzle (2) and is connected by a threaded connection to the cathode assembly body (6), which simplifies the manufacture of plasma torch parts and their replacement, makes the plasma torch more technologically advanced and less expensive to manufacture.
Втулка (4) имеет каналы для подачи плазмообразующего газа в дуговую камеру сопла и примыкает к втулке (5), изолирующей токоведущий катодный узел от сопла.The sleeve (4) has channels for supplying plasma-forming gas to the arc chamber of the nozzle and is adjacent to the sleeve (5), which isolates the current-carrying cathode assembly from the nozzle.
Изолирующая втулка (5) имеет резьбовое соединение с катодным узлом, к ней за счет выступа на внутренней стенке сопла торцом поджимается втулка (5) с каналами подачи газа.The insulating sleeve (5) has a threaded connection with the cathode assembly, and a sleeve (5) with gas supply channels is pressed against it due to a protrusion on the inner wall of the nozzle.
Водоохлаждаемый токопровод (7) имеет сечение 7 мм2 и при расходе охлаждающей воды не менее 4 л/мин может длительно работать при токовой нагрузке 380 А.The water-cooled current lead (7) has a cross section of 7 mm 2 and, with a flow rate of cooling water of at least 4 l / min, can operate for a long time at a current load of 380 A.
Плазмотрон работает следующим образом. На обмотку соленоида подается переменное напряжение 2-15 В частотой 50 Гц, в зазоре между полюсами магнитопровода (1) возникает переменное магнитное поле. От источника питания постоянного тока, например сварочного выпрямителя, подается напряжение: минус на катодный узел плазмотрона (3) через водоохлаждаемый токопровод (7), плюс на упрочняемое изделие. Из системы газоснабжения через втулку с каналами (4) в дуговую камеру сопла (2) подается плазмообразующий газ, например аргон. При помощи осциллятора высоковольтным высокочастотным разрядом пробивается промежуток между катодом (3) и соплом (2), возникшая «дежурная» дуга выдувается на упрочняемую деталь, зажигается основная дуга. При относительном перемещении плазмотрона и изделия происходит упрочнение его поверхностного слоя. Для получения необходимой ширины упрочненной полосы на конкретной детали или инструменте, например прокатном валке, регулируют длину плазменной дуги, напряжение в сканирующем устройстве и др. параметры режима в соответствии с технологической инструкцией.The plasma torch works as follows. An alternating voltage of 2-15 V at a frequency of 50 Hz is supplied to the winding of the solenoid; an alternating magnetic field appears in the gap between the poles of the magnetic circuit (1). Voltage is supplied from a direct current power source, for example, a welding rectifier: minus to the cathode assembly of the plasma torch (3) through a water-cooled current lead (7), plus to the hardened product. From the gas supply system, a plasma-forming gas, for example argon, is supplied through a sleeve with channels (4) into the arc chamber of the nozzle (2). Using an oscillator with a high-voltage high-frequency discharge, a gap is made between the cathode (3) and the nozzle (2), the arising “standby” arc is blown onto the hardened part, and the main arc is ignited. With the relative movement of the plasma torch and the product, hardening of its surface layer occurs. To obtain the necessary width of the hardened strip on a specific part or tool, such as a rolling roll, the length of the plasma arc, the voltage in the scanning device, and other mode parameters are adjusted in accordance with the technological instruction.
Примеры практического применения.Examples of practical application.
Плазмотрон в составе установки плазменной закалки прокатных валков (УПЗПВ) позволяет закаливать труднодоступные места калибров стальных и чугунных валков черновой, предчистовой и чистовой клети для прокатки швеллеров 16, 18 и 20 в крупносортном цехе ОАО «НТМК». Технический эффект, связанный с качеством упрочняемой полосы, наиболее выражен при закалке чугунных валков, когда отдельные подплавленные участки могут явиться причиной выкрошивания из-за высокой твердости и наличия микротрещин.The plasma torch as part of the plasma roll quenching installation (UPZPV) allows you to temper hard-to-reach places of calibers of steel and cast-iron rolls of rough, pre-finishing and finishing stands for rolling channels 16, 18 and 20 in a large-grade workshop of NTMK. The technical effect associated with the quality of the hardened strip is most pronounced during the hardening of cast iron rolls, when individual fused sections can cause crumbling due to high hardness and the presence of microcracks.
Разработанным плазмотроном без замены узлов производится плазменная закалка 184 штук стальных валков вместо 66 штук, т.е. на 279% больше, или 161 штуки чугунных валков вместо 57 штук, т.е. на 282% больше.The developed plasma torch without replacing the nodes produces plasma quenching of 184 pieces of steel rolls instead of 66 pieces, i.e. 279% more, or 161 pieces of cast iron rolls instead of 57 pieces, i.e. 282% more.
Благодаря использованию полезной модели в условиях ОАО «НТМК» удалось:Thanks to the use of the utility model in the conditions of OJSC NTMK it was possible:
- повысить стойкость валков на 20-60%;- increase the roll resistance by 20-60%;
- снизить удельный расход валков на 10-30%.- reduce the specific consumption of rolls by 10-30%.
Источники технической информации:Sources of technical information:
1. Патент РФ №2021645, МПК Н05Н 1/32, опубликовано 15.10.1994 г.1. RF patent No. 2021645, IPC Н05Н 1/32, published October 15, 1994.
2. Патент РФ №78193, МПК С21Д 1/09, опубликовано 20.11.2008.2. RF patent No. 78193, IPC S21D 1/09, published November 20, 2008.
3. Толстов И.А., Коротков В.А., Справочник по наплавке. «Металлургия», Челябинск, 1990 г., с.135.3. Tolstov I.A., Korotkov V.A., Surfacing guide. "Metallurgy", Chelyabinsk, 1990, p.135.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137574/22U RU95215U1 (en) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137574/22U RU95215U1 (en) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95215U1 true RU95215U1 (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=42682135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137574/22U RU95215U1 (en) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU95215U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477026C2 (en) * | 2010-11-17 | 2013-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | High-frequency plasmatron |
-
2009
- 2009-09-25 RU RU2009137574/22U patent/RU95215U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477026C2 (en) * | 2010-11-17 | 2013-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | High-frequency plasmatron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101635241B1 (en) | Double wire gmaw welding torch assembly and process | |
| US5354963A (en) | Process and a device for continuous surface treatment of rod-shaped, longitudinally extended materials with metal surfaces using a magnetically displaced plasma arc | |
| US9731375B2 (en) | Method for plasma-cutting a workpiece by means of a plasma-cutting system and pulsating current | |
| CN100411799C (en) | A magnetron melting pole welding method and its extended application and general equipment | |
| PL115498B1 (en) | Method for producing plasma in a plasma arc generator and device therefor | |
| CN110114179A (en) | Field shaper for welding application | |
| NO121388B (en) | ||
| RU95215U1 (en) | PLASMOTRON FOR PLASMA HARDENING | |
| US4024369A (en) | Dual size wire arc spray gun | |
| RU2686505C1 (en) | Method of plasma processing of metal products | |
| CN112809137A (en) | Welding method of hollow tungsten electrode coaxial MIG/MAG composite welding device | |
| RU2005584C1 (en) | Plasma generator for powder surfacing | |
| RU194071U1 (en) | Plasma torch | |
| RU78193U1 (en) | DEVICE FOR PLASMA HARDENING OF PARTS FROM STEEL AND CAST IRON IN AUTOMATIC AND MANUAL MODES | |
| US4414672A (en) | Plasma-arc furnace | |
| CN105499761B (en) | Motor stator casing and magnetic pole argon arc welding technique | |
| RU2643010C2 (en) | Method of plasma-arc welding by consumable electrode | |
| RU2195517C2 (en) | Method for creating electric arc discharge and apparatus for performing the same | |
| RU2254933C2 (en) | Arc spraying pistol | |
| RU95665U1 (en) | DEVICE FOR PLASMA HARDENING OF PRODUCTS FROM STEEL AND CAST IRON IN AUTOMATIC AND MANUAL MODES BY TWO-ARROW PLASMOTRON | |
| RU2792246C1 (en) | Method and system of consumable electrode plasma welding | |
| KR100604961B1 (en) | Air plasma torch | |
| RU2135316C1 (en) | Plant for electric arc cleaning of wire in vacuum | |
| RU2379358C1 (en) | Device for plasma tempering of detail made of steel and cast iron in automatic and manual modes | |
| TWI869751B (en) | Plasma torch, plasma spraying device, and plasma torch control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120926 |
|
| BF1K | Cancelling a publication of earlier date [utility models] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130926 |