Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

катоды могут иметь коническую заточку. Срок службы т пленочного катода зависит от тока / и числа зажиганий п:

тода составляет 4—5, гафниевого 5—6, вольфрамового до 30—40 ч.

Малый срок службы пленочных катодов является их основным недостат­

ремещается активное пятно. Заметного расплавления меди электрода при

6смен.

Вплазмотронах с полым электродом при определенной гидродинамике течения рабочего газа приэлектродная зона разряда может самопроизвольно делиться на несколько самостоятельных приэлектродных участков. Для ста­ ционарного расщепления разряда в тело медного электрода заделывают тер­ моэмиссионные вставки. Такой перспективный плазмотрон позволяет в не­

сколько раз увеличить рабочий ток или повысить срок службы рабочих электродов,

В плазмообразующих углеводородных смесях с углекислым газом пер­ спективны графитовые самовозобновляющиеся высаживанием ионов углерода из плазмы катоды, ресурс которых составляет более 100 ч.

Формирующее сопло обеспечивает ограничение диаметра столба дуги,

которая может быть использована для стабилизации дугового разряда на протяженном участке вне плазмотрона.

Корпус сопла из теплопроводной меди интенсивно охлаждают и электри­ чески изолируют от столба режущей дуги во избежание появления в ме­ талле параллельных токоведущих каналов и разрушения сопла активными

среды, интенсивности охлаждения и других факторов и может составлять несколько смен.

Геометрические размеры сопла — его диаметр и длина (рис. 27.1) оп­ ределяют качество поверхности и точность вырезанных заготовок, а также надежность работы плазмотрона. Рациональные соотношения диаметра и длины сопла в соответствии с величиной рабочего тока, установлены на ос­ нове сочетания этих требований (табл. 27.2).

В Германии были созданы и получили распространение в европейских и других странах так называемые тонкоструйные резательные плазмотроны, рассчитанные на резку дугами с токами величиной до 100—160 А, формируе­ мыми в соплах диаметром до 1,5 мм при подаче плазмообразующей аргоно­ водородной смеси под повышенным давлением. Такие плазмотроны исполь­ зуют для резки цветных металлов или высоколегированных сталей в диапа­ зоне толщин до 20—30 мм. Их преимущества состоят в получении узких разрезов повышенного качества. При резке цветных металлов улучшается использование потребляемой энергии. Резка сталей более целесообразна в кислородсодержащих смесях.

Для микроплазменной резки (металлов толщиной <10 мм) используют (преимущественно в зарубежной технике) плазмотроны для токов 10— 100 А с еще меньшими диаметрами сопл.

27.2. Технология

27.2.1. Материалы

Рабочие плазмообразующие среды должны обеспечивать:

—эффективное формирование режущей дуги

—получение высококачественных кромок реза

—эффективную передачу разрезаемому металлу тепловой энергии, заимствованной в столбе дуги

—длительную работу формирующих элементов плазмо­

трона

— получение дополнительной энергии для резки за счет эк­ зотермических реакций

— экономичность и безопасность работы.

Рис. 27.2. Влияние скорости воздушно-

плазменной резки малоуглеродистой стали на форму сечения реэа:

чивый рез со сходящимися кромками; в — высокая скорость резки, непараллельные кромки реза; г — ограниченная скорость резки, кромки реза близки к параллель­

сечения, но с расходящимися кромками;

ток 300 А, расход воздуха 90—120 л/мин, диаметр сопла 3 мм

Толщинастали, мм

2,4 м/мин. При резке в окислительных средах реакция окисле­ ния повышает скорость. При заданном режиме скорость резки можно регулировать (рис. 27.2).

Максимально возможная скорость резки на прямолинейных участках ограничивается уровнем, выше которого не достига­ ется сквозное прорезание металла (рис. 27.2, а). При скорости ниже этого уровня металл прорезается полностью (рис. 27.2, б) , но качество резки характеризуется большой неперпендикулярностью кромок, шероховатостью поверхностей, большой глуби­ ной литого участка зоны термического влияния и т. д.

С ограничением скорости резки (рис. 27.2, в, г) качество за­ готовок повышается, хотя затраты энергии и материалов воз­ растают, производительность резки снижается. При скоростях резки ниже максимальних в 1,5—2,5 раза (рис. 27.2, д) кромки реза становятся параллельными между собой и перпендикуляр­ ными к Поверхности листа, шероховатость становится мини­ мальной и вырезаемая заготовка по большей части может быть использована без дополнительной механической обработки. При дальнейшем снижении скорости резки (рис. 27.2, е) процесс и качество заготовок теряют стабильность, что неприемлемо.

Ориентировочные режимы и условия резки (для машинной прямолинейной резки) приведены в табл. 27.5, 27.6. Скорость резки на криволинейных участках (с малыми радиусами кри­ визны) понижают на 30—50 % во избежание искажения формы кромок в результате отставания режущей струи (аналогично газопламенной кислородной резке). Аналогично снижают