Введение
плазмотрон катод термостойкий покрытие
Методы потока ионизированной в качестве энергии при начали внедряться в 50- годах прошлого , но только последнее время свое широкое . Процесс основан на плазменного газа помощью электрической и его с помощью конструкции наконечника .
Одной из наиболее обработок является технология, интенсивно как в стране, так за рубежом. Использование плазмы эффективно только для металлов и ; напыления износостойких, и коррозионностойких , резки и различных материалов, и для упрочнения различных . Плазменные процессы охватывают многотоннажное производство, и производство количеств специальных и материалов, в новой [1].
Применение низкотемпературной в промышленности значительно интенсифицировать технологические процессы, совершенно новые и технологию . Такие свойства низкотемпературной , как высокая и концентрация в малом , открывает возможность её в процессах. Применение плазмы значительно ослабить создания специальных , повысит чистоту продукта [1,]. К плазматронам предъявляются требования:
большой работы электродов;
и устойчивость установки;
большой используемых мощностей;
нагрева любых необходимых газов
энергетическая эффективность;
параметров плазменного ;
большая длительность работы;
простота .
Целью данной работы повышение стойкости воздушно-плазменного РХК 4,0 «Cemont». В магистерской диссертации исследовать изменение работы катода при условии на рабочую катода различных покрытий.
Плазмотрон прямого широко применяется различных токопроводящих материалов.
Анализ ситуации , что катод -плазменного резака одним из расходуемой деталью, стойкости которого не только защитного колпачка, и работоспособность питания.
Таким образом, катода, применением материалов для изготовления и покрытий, является задачей и углубленного изучения.
На изложенного, целью работы является влияния покрытий термостойких материалов стойкость катодов отработка технологии этих покрытий.
Объектом является катод -плазменного резака РХК ,0 фирмы «Cemont»..
Предмет - повышение стойкости катода.
Для достижения цели необходимо следующие задачи:
- структуру катодов на резаке РХК ,0 фирмы «Cemont». проверить соответствие катода заявленным ;
исследовать границы применяемых катодов;
влияние термостойких на стойкость и вольфрамового ;
исследовать влияние покрытия на катодов;
исследовать режимов резки стойкость катодов.
. Общая часть
1. Воздушно-плазменная резка
Сущность воздушно-плазменной
Сущность процесса воздушно- разделительной резки в локальном расплавлении разрезаемого в объеме реза теплотой, сжатой дугой, удалении жидкого из полости плазменным потоком, из канала плазматрона.
В современной резки применяют
схемы плазмообразования ( 1).
а) - дуга; б) - струя;
1 - газа; 2 - ; 3 - струя ; 4 - обрабатываемый ;
5 - наконечник; - катод; 7 - ; 8 - катодный .
Рисунок 1 - Схемы плазмообразования
В случае используют прямого действия, на обрабатываемом , являющемся одним электродов разряда. При используется энергия из приэлектродных дуги и плазмы столба вытекающего из факела. Поэтому резку такой схеме плазменно-дуговой.
Во схеме, соответствующей (независимой) дуге, обработки не в электрическую . Вторым электродом сжатой служит формирующий плазматрона. Поток плазмы, из сопла, свободную струю . Для резки используется энергия плазменной (резка плазменной ).
Энергетическая оценка обеих показывает, что -дуговую резку наиболее высокая , поскольку полезная сжатой дуги в частях , вынесенных за наконечника. Поэтому для металлов, как , используют схему -дуговой резки. Плазменную применяют относительно , преимущественно для неметаллических материалов.
Основными плазмотрона,
предназначенного плазменной резки, электрод (катод), и изолятор ними
(рисунок ).
- корпус; - электрод (катод); - формирующий наконечник; - изолятор; 5 - металл; 6 - камера; 7 - дуги; 8 - охлаждающей воды; - подача плазмообразующего ; 10 - слив ; 11 - источник ; 12 - устройство дуги; Vр - Направление резки.
Рисунок - Режущий плазмотрон
Корпус режущего содержит цилиндрическую камеру малого с выходным , формирующим сжатую () дугу. Для возбуждения дуги служит , располагаемый обычно тыльной стороне камеры. Столб дуги по оси канала и практически все сечение.
В дуговую подается рабочий (плазмообразующая среда). Газ, в столб , заполняющий формирующий , превращается в . Вытекающий из сопла плазмы стабилизирует разряд. Газ и стенки формирующего ограничивают сечение дуги (сжимают ), что приводит повышению температуры до 15000 - 0С. При этих температурах проводимость плазмы к электропроводимости проводника. Скорость плазмы струе, истекающей сопла режущего , может превышать -3 км/. Плотность энергии в соплах режущих достигает 10 Вт/.
В качестве электрода воздушно-плазменной могут быть бериллий, торий, и цирконий. На поверхности при условиях образуются оксиды, препятствующие электрода. Поскольку оксид радиоактивен, а бериллия - токсичен, металлы не .
Для того, чтобы пятно фиксировалось по центру , в современных применяют вихревую () подачу плазмообразующего . При нарушении четкой подачи плазмообразующего катодное пятно со столбом будет смещаться центра катодной , что приводит нестабильному горению дуги, двойному и выходу из строя.
При -плазменной резке эффективно используется в режущей постоянного тока полярности (анод металле). В качестве плазмообразующей среды воздушно-плазменной используется воздух.
В от газокислородной , при которой выделяет мало и имеет низкую температуру, врезания в требуется затратить время на подогрев металла температуры его . Сжатая дуга вследствие температуры и потока плазмы в металл мгновенно.
Технология воздушно- резки
Для того осуществить плазменную резку металла, расплавить определенный материала вдоль линии реза удалить его полости реза потоком плазмы.
Для зоны металла линии реза подвести определенное теплоты. Произведение Vр · F · γ определяет выплавляемого металла единицу времени имеет размерность /с.
Эффективная тепловая qи для толщины металла определенное числовое , ниже которого резки невозможен.
Расплавленный , образующийся на поверхности реза, скоростным потоком сжатой дуги.
Скорость плазмы возрастает увеличением расхода газа и и быстро с увеличением сопла. Она может примерно 800 /с при 250 А.
Скорость течения зависит от потока плазмы границе раздела , т. е. границе жидкий - поток плазмы. Так, , при резке толщиной 5- мм со 0,75- м/мин ширине реза -6 мм течения расплавленного 20-40 /с.
Задача плазменной резки - вырезка с перпендикулярными в соответствии заданными размерами.
Предполагается, поверхности резов быть ровными гладкими, а металла у равноценно качеству металла. Однако из- несовершенства процессов не всегда выполнить указанные .
Наиболее характерными отклонениями этих требований неплоскостность и поверхностей реза -за непостоянства плазменно-дугового по высоте. Это тем, что участки режущей вводят в металл неодинаковое теплоты, а , на различной реза расплавляется количество металла.
В части реза, которой металл расплавляться за излучения столба , теплопередача равномерна рез имеет кромки. Тепловую энергию нижнюю часть может вводить дуги. Температура плазмы факеле и теплопередачи постепенно по высоте части реза, его кромки этом участке книзу. Наиболее интенсивно тепловую энергию пятно дуги. В от его по глубине или зоны перемещения, а от толщины металла рез получиться уширенным или книзу бочкообразную форму. Расположение пятна дуги полости реза от параметров , характера ее , скорости резки, и свойств металла. При изменении параметров изменяется форма сечения . Так, при уменьшении резки общая реза увеличивается, в нижней части, поверхности становятся почти относительно друг , при очень скоростях в части расширяется.
С силы тока дуги ширина увеличивается, особенно нижней его , а поверхности становятся почти относительно друг . При увеличении расхода уменьшаются общая реза и его поверхностей. Подъем сопла над сопровождается уширением , особенно в его части, увеличением непараллельности .
Форма сечения реза от толщины металла и рабочего напряжения дуги. При резке небольшой (5 - мм) толщины имеют, как , сходящиеся кромки. Если металл такой жесткой режущей (рабочее напряжение - 150 В и ), то формы реза близки плоским формам их непараллельность . Форма кромок резов, мягкой режущей , зависит от резки. При малых резки могут получены кромки, к вертикальным, с увеличением сечение реза неправильной формы: плоскость верхней исчезает или вогнутой, а выпуклой в реза.
При резке большой (40 - мм и ) толщины наряду сходящимся книзу реза наблюдается в средней части (бочкообразный ). Однако и в случае режущая с высоким напряжением обеспечивает резов с более плоскими параллельными, чем резке мягкой .
Максимальная параллельность кромок смещением анодного в нижнюю реза за увеличения расхода среды и скоростей резки, также применения тока с вольт-амперной .
При плазменной разделительной кроме отклонений заданных размеров форм кромок деталей происходят и невидимые качества поверхностей . После резки кромки быть гладкими шероховатыми, матовыми блестящими, темными светлыми. У нижних реза часто наплывы, которые форму небольшого вдоль нижних реза, цепочки натеков в капель металла (""), приварившегося к грата (многочисленные натеки различной ).
На поверхностях реза различные микронеровности; боковых поверхностях - , соответствующие мгновенным режущей дуги, которым можно отставание дуги время резки. Кроме из-за направляющих устройств , попадания на металлических брызг, двойной дуги т.д. поверхностях реза образоваться глубокие (вырывы или ). Наличие указанных дефектов, также неровностей, в результате наплывов на кромках, может вырезанную деталь для работы условиях динамических и трения для использования декоративных целях.
В резки у реза возникает термического влияния двух участков: , состоящего из с твердых расплава металла, образовался при , и с структурой, в металл не , но в быстрого нагрева охлаждения в произошли рост уменьшение зерен другие структурные .
Тепловое воздействие плазменной на
металл кромок и им изменения металла в термического влияния быть
уменьшены рациональных режимов . Так, глубина литого зоны влияния быть
уменьшена напряжения режущей , а глубина с измененной - увеличением скорости
. В то же увеличение скорости увеличением глубины участка.
1. Устройство плазмореза
Аппарат под «плазморез» состоит нескольких элементов: питания, плазменного / плазмотрона, воздушного и кабель- пакета.
Источник питания плазмореза подает плазмотрон определенную тока. Может представлять трансформатор или .
Трансформаторы более увесисты, больше энергии, зато менее к перепадам , и с них можно заготовки большей .
Инверторы легче, дешевле, в плане , но при позволяют разрезать меньшей толщины. Поэтому используют на производствах и частных мастерских. Также КПД плазморезов на % больше, чем трансформаторных, у стабильнее горит . Пригождаются они и работы в местах.
Плазмотрон или его еще «плазменный резак» главным элементом . В некоторых источниках встретить упоминание в таком , что можно будто «плазмотрон» «плазморез» идентичные . На самом деле не так: - это непосредственно , с помощью разрезается заготовка.
Основными плазменного резака/ являются сопло, , охладитель/изолятор ними и для подачи воздуха.
Схема плазмореза ( 3) наглядно
расположение всех плазмореза.
Рис. 3 - Схема
Внутри корпуса плазмотрона электрод, который для возбуждения дуги. Он может изготовлен из , циркония, бериллия тория. Эти металлы для воздушно- резки потому, в процессе на их образуются тугоплавкие , препятствующие разрушению . Тем не менее, не все металлы, потому оксиды некоторых них могут вред здоровью . Например, оксид тория - , а оксид - радиоактивен. Поэтому самым металлом для электродов плазмотрона гафний. Реже - другие .
Сопло плазмотрона обжимает формирует плазменную , которая вырывается выходного канала разрезает заготовку. От сопла зависят и характеристики , а также работы с . Зависимость такая: от сопла зависит, объем воздуха через него за единицу , а от воздуха зависят реза, скорость и скорость плазмотрона. Чаще всего плазмотрона имеет 3 мм. Длина тоже важный : чем длиннее , тем аккуратнее качественнее рез. Но этим надо поаккуратнее. Слишком длинное быстрее разрушается.
Компрессор плазмореза необходим подачи воздуха. Технология резки подразумевает газов: плазмообразующих защитных. В аппаратах резки, рассчитанных силу тока 200 А, используется сжатый воздух, для создания , и для . Такого аппарата достаточно разрезания заготовок мм толщиной. Промышленный плазменной резки другие газы - , аргон, кислород, , азот, а их смеси.
Кабель- пакет соединяет питания, компрессор плазмотрон. По электрическому подается ток трансформатора или для возбуждения дуги, а шлангу идет воздух, который для образования внутри плазмотрона. Более , что именно в плазмотроне, ниже.
Принцип работы
Как только нажимается розжига, источник (трансформатор или ) начинает подавать плазмотрон токи частоты. В результате плазмотрона возникает электрическая дуга, которой 6000 - °С. Дежурная дуга зажигается электродом и сопла по причине, что дуги между и обрабатываемой сразу - затруднительно. Столб дуги заполняет канал.
После возникновения дуги в начинает поступать воздух. Он вырывается патрубка, проходит электрическую дугу, чего нагревается увеличивается в в 50 - раз. Помимо этого ионизируется и быть диэлектриком, токопроводящие свойства.
Суженное низу сопло обжимает воздух, из него , который со 2 - 3 /с вырывается сопла. Температура воздуха этот момент достигать 25000 - °С. Именно этот высокотемпературный воздух и в данном плазмой. Ее электропроводимость равна электропроводимости , который обрабатывается.
В момент, когда вырывается из и
соприкасается поверхностью обрабатываемого , зажигается режущая , а
дежурная гаснет. Режущая/рабочая разогревает обрабатываемую в месте -
локально. Металл плавится, рез. На поверхности металла появляются
расплавленного только металла, которые с нее воздуха, вырывающегося сопла.
Это самая технология плазменной металла.