Главная Отклонение сварного шва 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 9. Техническая характеристика машинных резаков
Примечания: 1. Буквы и цифры в обозначении типа резака означают: оезак машинный; однозначное число - число вентилей; И - ннжектор- 2. Рабочее ный; РД - равного давления; трехзначное число - длину резака. 2. Рабочее давление ацетилена 0,1-0,3 кгс/см. 3. Диаметр ствола 28 мм. 4. Н - наружный комплект мундштуков, В - внутренний. АППАРАТУРА РЕЗКИ ДЛЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙ Комплект оборудования для плазменно-дуговой резки (рис. 2) состоит из плазмотрона, устройств для его охлаждения и перемещения по линии реза, пульта управления процессом резки, источников тока и рабочей среды Если при обработке труб, обечаек, днигц и т. п. плазмотрон закрепляют неподвижно, то в ряде случаев предусматривают устройства для рабочего перемещения объекта относительно плаз.мотрона. Основные параметры комплектов резательного <;борудован!1Я Рис. 2. Комплект оборудования для плазменной резки: J - плазмотрон; 2 магистраль водяного охлаждения; 3 - машина (переносная) для перемещения плазмотрона по линии реза; 4 - блок и пульт управления процессом резки и транспортирующей машиной; 5 - источник тока; 6 - баллон со сжатым га* аом; 7 - токовые коммуникации; 8 - газовые коммуникации 10. Основные параметры комплектов резательного оборудования
* продолжительность цикла 10 мин. регламентированы ГОСТ 12221-71 (табл. 10). Аппараты для резки металла малой толщины (до 10 мм, ток до 100 А) часто называют микроплазменными. По способу транспортировки плазмотрона различают машинные и ручные режущие устройства. Управление машинными устройствами может быть автоматическим или полуавтоматическим. В автоматических вручную осуществляют практически только запуск процесса; в полуавтоматических наряду с автоматическим циклом подачи газов, напряжения и тока часть операций выполняют вручную. В ручных устройствах рабочими операциями управляют вручную или применяют полуавтоматическое управление. ГОСТ 12-2.007.8-75 устанавливает напряжение холостого хода источников тока для плазменной резки: не более 500 В для автоматических устройств, 300 В для полуавтоматических устройств и 180 В для устройств ручной резки. Важнейшим элементом ко.мплекта является режущий плазмотрон (плазменный резак). Режущие дуги питают постоянным током прямой полярности. Конструктивная схема плазмотрона и офор.мление его элементов зависят от рабочей среды, способа ее подачи в дуговую камеру, зажигания дуги и системы охлаждения. Различают плаз.мотроны: для химически неактивных (нейтральных) газов, для окислительных газов, двухпоточные - для окислительных и нейтральных сред и с газожидкостной стабилизацией. Плазмотроны со стабилизацией дуги водой получили ограниченное применение. Простейшее устройство имеют нейтрально-газовые плазмотроны (рис. 3). Изолированные катодный и сопловой узлы образуют дуговую камеру сформирующим каналом. В торцовой части камеры установлен катод из вольфрама, стабилизированный окислами тория, иттрия, лантана или другими примесями, повышающими эмиссионные свойства и стойкость вольфрама против взаимодействия при высоких температурах с кислородом и другими активными газами. Износ катода проходит под действием теплоты, выделяющейся в катодной области дуги. Вольфрамовые катоды изготовляют в виде стержней диаметром 3-6 и длиной 50-150 мм или коротких цилиндрических вставок диаметром 2-3 и длиной 5-6 мм. В плазмотронах со стержневым вольфрамом, закрепляемым в цангах или зажимах, рабочую среду обычно подают соосно катоду. Для фиксации катодного пятна дуги рабочему участку катодного стержня придают заостренную форму. Соосная (аксиальная) подача газа позволяет при меньшем рабочем напряжении растянуть дугу на большую длину, что важно для ручной резки и для резки металла большой толщины. В машинных плазмотронах для резки металла средней толщины (рис. 3,6) предпочитают использовать гильзовые катодьг; Вставку из тугоплавкого мате- Рис. 3. Режущие плазмотроны (плазменные резаки): а - нейтрально-газовый с осевой стабилизацией дуги; б - машинный с вихревой ста бнлизацией для резки металла средней толщины; в - двухпоточный, генерирующий плазму защитного газа; г - двухпоточный, генерирующий окислительную плазму: / - нейтральный (защитный) газ; 2 - окислительный газ (кислород, сжатый воздух); 3 - нетоковедущий корпус плазмотрона; 4, 6 - вход и выход охлаждающей воды; 6 -i катодный узел; 7 - формирующий наконечник (сопловой узел); 5 - стержневой воль-фра.мовый катод; Р-гильзовый (вольфрамовый или пленочный) катод; 10 - катододержа-тель вставки гильзового катода; JJ - завихритель; J2 - внутреннее сопло защитного газа риала запрессовывают в канал гильзы-катододержателя из меди или другого теплопроводного мета.лла. Хвостовик гильзы интенсивно охлаждают водой или воздухом. Это улучшает условия охлаждения катода и увеличивает срок службы катодной вставки. Гильзовые катоды обычно имеют плоский торец. При этом дугу стабилизируют закрученным потоком газа. Вихрь фиксирует катодную область дуги в центре торца вставки. Активное пятно изнашивает вставку, образуя постепенно углубляющуюся полость. Ее диаметр и глубина зависят от интенсивности ввода теплоты в катод и теплопередачи охлаждающей среде. Гильзовые катоды широко применяют в плазмотронах, использующих в качестве рабочей среды сжатый воздух. При этом катодные вставки из тугоплавких металлов (циркония или гафния) при высоких температурах образуют еще более тугоплавкие и стабильные окислы (табл. И). Такие катоды называют пленкоза- 11. Характеристика материалов, используемых для катодных вставок
Примечание. Коэффициенты теплопроводности и удельные сопротивления приведены для температуры 20° С, за исключением отмеченных знаком *, которые определены для 730° С. щитными или пленочными. При их работе в основании дуги образуется слой расплава, содержащего окислы и нитриды катодного материала. Высокая эмиссионная способность и низкое электрическое сопротивление этих соединений при высоких температурах обусловливают существование катодного пятна. Регулярный износ катодных вставок происходит в результате испарения окисно-нитридного расплава. Наряду с ним большое значение имеет разовый износ вставки при зажигании дуги. Плазмотроны с пленочными катодами используют также для резки дугой, стабилизированной кислородом. Стойкость катодов при этом несколько уменьшается. Для тангенциальной подачи рабочей среды в дуговую камеру вихревых плазмотронов предусматривают завихрительные устройства. В простейшем случае плазмообразующий газ подают в дуговую камеру по каналам, выведенным по касательной к ее стенкам. Эффективны завихрительные шайбы, изготовляемые из жаростойкой керамики и располагаемые непосредственно под рабочим торцом катода. Недостатком таких устройств является невысокая прочность керамики. Рациональная конструкция завихрителя, выполненного в виде резьбы на наружной поверхности катододержателя, плотно устанавливаемого в гнезде корпуса пла.з-мотрона. Для резки в кислородсодержащих средах используют также плазмотроны с пустотелым цилиндрическим (втулочным) катодом из меди. Такой катод интенсивно охлаждают водой. Плазмотрон снабжают системой вихревой стабилизации дуги. Под действием вихря катодное пятно быстро движется по внутренней поверхности втулочного катода, не разрушая его. В двухпоточных плазмотронах в качестве рабочего газа используют воздух или кислород. Катодом служит вольфрам, который защищают от окисления, обдувая его нейтральным газом (азотом или аргоном). G этой целью дуговую камеру снабжают двумя соосными соплами. Во внутреннее подают небольшое количество нейтрального газа, в наружное - рабочий газ. Рабочая часть катода может быть размещена в полости под внутренним соплом (рис. 3, в) или между внутренним и наружным соплом (рис. 3, г). В первом случае в плазму превращается преимущественно защитный газ, а рабочий служит в основном для стабилизации дуги. По второй схеме возможно получить поток плазмы с высоким содержанием кислорода. В последнее время нередко применяют плазмотроны с газожидкостной стабилизацией дуги. Как правило, они имеют формирующую систему, аналогичную нейтрально-газовым, активно-газовым или двухпоточный плазмотронам. Однако сопловой узел снабжают системой каналов, по которым в сжатый столб режущей дуги подают воду. Для стабилизации дуги применяют также двухфазные газожидкостные потоки, вводя их преимущественно по схеме двухпоточного плазмотрона. Количество воды, стабилизирующей дугу, устанавливают таким, чтобы вода полностью испарялась. При газожидкостной стабилизации повышается концентрация энергии в столбе дуги и улучшаются ее режущие свойства. При резке дугой с водовоздушной стабилизацией наблюдается меньшее насыщение стальных кромок азотом, чем при воздушноплазменной резке. В плазмотронах с подачей жидкости в формирующее сопло улучшаются условия его охлаждения и т. д. Наряду с системами газожидкостной стабилизации дуги применяют плазмотроны с водяной завесой и с газожидкостной системой охлаждения. В плазмотронах с водяной завесой систему водяных каналов предназначают для формирования водяной оболочки вокруг столба дуги. Вода охлаждает кромки разрезаемого металла, что сводит к минимуму зону термического влияния. Уменьшается уровень шума, излучения и выделения аэрозолей при резке. Наконечник плазмотрона предназначен для формирования режущей дуги. Форма и размеры его соплового канала обусловливают свойства и параметры дуги. С уменьшением диаметра и увеличением длины возрастают скорость потока плазмы, концентрация энергии в дуге, ее напряжение и режущая способность. Сохранение формы и размеров сопла определяют срок его службы. Сопло - Оборудование для газопламенной и дуговой резки Аппаратура для плазменно-дуговой резки Время, с Рис. 4. Циклограмма плазменной резки (упрощенная): и = напряжение; / ток; ВЧ ток высокого напряжения высокой частоты; В - расход плаз-мообразующего газа (в данном случае сжатого воздуха). / - подача напряжения и газа; - зажигание вспомогательной дуги; / - возбуждение промежуточной дуги; IV - резка; V - холостой переход; VI - отключение напряжения и рабочего газа наиболее теплонапряненный элемент плазмотрона. Чтобы при стабилизации мощных дуг с температурой плазмы 10-20 тыс С и скорость.ю, превышающей скорость звука, между стенка.ми канала и потоком плазмы в столбе дуги существовал слой огносительно холодного газа, ток и расход газа выбирают в соответствии с диаметром и длиной сопла. Наилушним материалом для изготовления coneji служ1гг медь высокой чистоты. Для охлаждения соиел используют систему водя- ьых каналов. При резке дугами небольшой мощности применяют сопла с воздушным охлаждением. Участок сопла, служащий формирующим каналом, выполняют сменным. Узел управления предназначен для выполнения операций, составляющих эксплуатационно-технологическую циклограмму резки (рис. 4), включения, регулирования, контроля и выключения подачи напряжения, тока, рабочих газов и охлаждающей воды, зажигания дуги, управления движением резака по контуру реза и т. п. В автоматизированных устройствах предусматривают блокировку аппарата в случае прекращения подачи охлаждающей воды и рабочих газон. Режущую дугу в плазмотронах з.-жкгают с помощью вспомогательного слаботочного ра.зряда между катодом и вспомогательным анодом (соплом). Его возбуждают, замыкая зазор вручную проводящей вставкой, а в автоматизированных устройствах - наложением высокого напряжения высокой частоты. В ряде случаев вспомогательную дугу возбуждают в газе с покиж:енным потенциалом ;опизации !{ли при уменьшенном расходе рабочего газа. В составе узла управления машинных устройств предусматривают схему выдержки паузы до запуска двигателя привода. Это обеспечивает выход дуги на рабочий режим и полное прорезание толщины металла на начальном участке. Если резку начинают не с края листа, то для пробивки отверстия предусматривают гакже кратковременный подъем плазмотрона. Узел управления с соответствующим пультом и контрольно-измерительными ркборзми монтируют на режущей машине, источнике тока или в виде самостоятельного блока. Для удобства управления предусматривают дублирующий выносной пульт. В ручных резаках вместо блока управления могут быть использованы ручные вентили, клапаны и дистанционные включающие устройства. Техническая характеристика современных ручных и машинных промышленных аппаратов для ; лазмекно-дуговой резки приведена в табл. 12. 12. Техническая характеристика промышленных аппаратов для плазменно-дуговой резки
Примечания; 1. Охлаждение источника у аппарата ОПР-6 водяное; у всех УПР-201 УЗ воздушное, всех остальных аппаратов - водяное. остальных аппаратов - воздушное. 2. Охлаждение промышленных аппаратов КДП-2 и |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |