Рисунок 4 - Этапы плазменной дуги
Катодное плазменной дуги располагаться строго центру электрода/. Чтобы это обеспечить, так называемая или тангенциальная сжатого воздуха. Если подача нарушена, катодное пятно относительно центра вместе с дугой. Это может к неприятным : плазменная дуга гореть нестабильно, образовываться две одновременно, а худшем случае - может выйти строя.
Если увеличить воздуха, то плазменного потока , также увеличится скорость резки. Если увеличить диаметр , то скорость и увеличится реза. Скорость плазменного примерно равна м/с токе 250 А.
Скорость - тоже важный . Чем она больше, тоньше рез. Если маленькая, то реза увеличивается. Если сила тока, то же - ширина реза . Все эти тонкости уже непосредственно технологии работы плазморезом.
Параметры плазмореза
Все плазменной резки разделить на категории: ручные и аппараты резки.
Ручные плазморезы в быту, маленьких производствах в частных для изготовления обработки деталей. Основная особенность в , что плазмотрон в руках , он ведет по линии реза, держа на весу. В рез получается и ровным, не идеальным. Да производительность такой маленькая. Чтобы рез более ровным, наплывов и , для ведения используется специальный , который одевается сопло. Упор прижимается поверхности обрабатываемой и остается вести резак, переживая за , соблюдается ли расстояние между и соплом.
На плазморез цена от его : максимальной силы , толщины обрабатываемой и универсальности. Например, модели, которые использовать не для резки , но и сварки. Их можно по маркировке:
· CUT - ;
· TIG - аргонодуговая сварка;
· MMA - сварка штучным .
Например, плазморез FoxWeld Plasma 43 Multi все перечисленные . Его стоимость 530 - у.е. Характеристики, плазменной резки: тока - 60 А, заготовки - до мм.
Кстати, сила и толщина - основные параметры, которым подбирается . И они взаимосвязаны.
Чем сила тока, сильнее плазменная
, которая быстрее металл. Выбирая плазморез конкретных нужд, точно знать,
металл придется и какой . В приведенной ниже указано, какая тока нужна
разрезания 1 металла. Обратите внимание, для обработки металлов требуется
сила тока. Учтите , когда будете на характеристики в магазине, аппарате
указана заготовки из металла. Если вы резать медь другой цветной , лучше рассчитайте
силу тока .
Таблица 1
Например, если разрезать медь 2
мм, необходимо 6 А на 2 , получим плазморез силой тока А. Если требуется
разрезать толщиной 2 , то умножаем А на 2 , получаем силу 8 А. Только
берите плазменной резки запасом, так указанные характеристики
максимальными, а номинальными. На них работать только время.
1. Электроды. Катод, анод
Тип и катода (“-“ на ) плазмотрона определяется плазмообразующей среды, также применяемой тока. При работе среде инертных нейтральных газов катоды из (водород, азот, и их ). Основной характеристикой материала являются эмиссионные , которые определяются выхода электронов. Чем эмиссионные свойства ( меньше работа ), тем лучше задачи охлаждения и стабилизации .
Наибольшим ресурсом работы электроды из вольфрама. В зависимости сварочного тока может исчисляться часов. Чистый вольфрам низкими эмиссионными , поэтому в добавляют лантан, или иттрий. Легирование позволяет снизить выхода электронов его поверхности, в свою позволяет снизить эмиссии с электрода и упрощает поджигание дуги. Все это сказывается на службы электрода. Однако из вольфрама не работает кислородосодержащих средах, как при температурах вольфрам и быстро . Поэтому для работы плазмообразующих средах кислород были катоды со из циркония гафния (термохимические ).
Поскольку физические параметры и
гафния уступают вольфраму, помещают заподлицо медную державку. При
плазмотрона на резания, в теплового воздействия , на поверхности образующаяся
тонкая , из расплавленных и нитрида (гафния), защищает вставки. Но в
образования дуги на вставке , поэтому катоды подвержены разрушающему в
момент дуги, ввиду испарения материала . Кроме этого поверхность ,
работавшего электрода остывшей указанной , физические и характеристики,
которой от основного . Разница в коэффициенте расширения приводит
напряжениям в пленке и трещин в , это является увеличенной эрозии вставки
при зажигании дуги. На выше оптимальных, увеличенного тепла вставку,
ресурс резко снижается.
.4 Описание воздушно- резака РХК 4.
«Cemont» PXK 4.0 - предназначенный для металлов и толщиной до мм.
Аппарат выполнен новейшей инверторной , что обеспечивает вес аппарата, энергопотребление, удобство работе. Оснащен цифровым , регулировкой V, A, Bar, со компрессором, фильтром- и микропроцессорным .
Технические характеристики:
- Сеть 1х220В.
Предохранитель сети А.
Рабочее давление воздуха > /мин - 4 Бар.
Сила 20 - 30 А.
Продолжительность :
% - 30А;
% - А.
Мощность 2 кВт.
Класс защиты IP23.
Габариты .- Масса 8 кг.
.5 Расчет парметров РХК 4.0
Составление схемы плазмотрона
В работе предполагается плазмотрон прямого , рабочий газ - , начальная температура конечная - . Расход воздуха . Давление газа на из плазмотрона =105 Па..
Ресурс работы должен составлять менее 250 .
Схема рассчитываемого плазмотрона на рисунке .
Данная схема содержит полый катод () и цилиндрический анод (2). Электроды из меди. В используется газо- стабилизация дуги. Вдув газа осуществляется отверстия (3)
Для плазмотрона необходимо
следующие параметры: значения тока I напряжение дуги U, коэффициент
полезного h, диаметр для подачи газа, геометрические разрядного канала
катода lк , (рис 5), необходимый ресурс , расход воды охлаждение узлов .
Рис. 5 - Схема 1 - катод; - подача газа; - анод.
Расчет плазмотрона
Расчет рабочих и геометрических плазмотрона
Для расчета плазмотрона зададимся константами [4]:
звука в при 4200 К ;
воздуха при К;
расход воздуха ;
воздуха на из плазмотрона = 1105 Па .
Для электрических и характеристик плазмотрона использовать следующую уравнений:
вольт- характеристики:
(1∙ ∙5,3),25 =
260, В (2)
теплового КПД плазмотрона:
(∙105 ∙5,)0,25 = ,36
мощности, в дугу:
истекающей струи:
Представленная уравнений не , поэтому необходимо ещё два , устанавливающие взаимосвязь искомыми параметрами. Одно них вытекающее опыта работы электродуговыми нагревателями , определяет, что температуре истекающей Т=(3000-4000)К давлении р= Н/м2, относительная выходного электрода равной . Второе условие отсутствие теплового в канале электрода. С этой внутренний диаметр выбирается на -30% больше . В нашем расчете d=1..
Тогда мы можем диаметр разрядного
плазмотрона по формуле [1]:
исходные значения, :
Решая полученную систему с помощью
MathCAD, :
(5)
Таким образом, получили характеристики: напряжение - 173 В, сила - 30 А, тепловой КПД - ,2%. Мощность рассчитанного составляет 2 кВт.
Рассчитаем отверстий, через воздух
подается вихревую камеру. Для стабилизации дугового на оси газовым вихрем
снижения эрозии катода, вызванной пятна дуги, обеспечить скорость на
выходе кольца закрутки пределах 150- м/с. Принимаем воздуха на , плотность
воздуха нормальных условиях . Так осуществляется распределенный газа через
кольца закрутки, для расчета отверстий берем газа равным G/ [1].
ъгде - количество отверстий одном кольце , равное четырем.
Подставив значения, получим:
=
2. Специальная часть
.1 Характеристика материала катодов
и
Основные требования, предъявляемые термохимическим катодам , заключаются в . Входящая в состав эмиссионная вставка обладать: значительным работы, определяемым устойчивостью и "" свойствами, особенно окислительных средах; теплопроводностью; хорошими свойствами.
Известно, что качестве материала вставок термохимических может быть целый ряд , однако предпочтительным точки зрения , особенно в средах, является циркония и (см., например, М.Ф.Жуков др. Термохимические катоды, Новосибирск, , с. 5). Только и гафний "пленкозащитными" свойствами окислительных средах. Ресурс и гафниевых в азотной также выше, , например, вольфрамовых ( же, с. ). При этом гафний, и обладает ресурсом по с цирконием, он существенно циркония и крайне низкой , что является технологическим недостатком изготовлении заготовки эмиссионной вставки обработки давлением.
Вставка в катоде помощью держателя. Одним направлений повышения работы катодов улучшение теплового в паре "-держатель". Поскольку держатель, который запрессована , должен быть из высокотеплопроводного , как правило , качество теплового зависит от границы контакта степени схватывания вставки и . Применение промежуточной прослойки основе меди вставкой и обеспечивает более тепловой контакт. Это с помощью вставки, у оболочка, выполненная материала на меди, охватывает сердечник. В контакте с держателем наименьшее тепловое , а хороший контакт между сердечником и на основе может быть рядом предусмотренных дополнительных мероприятий, которых будет ниже. Далее, поскольку в проводниках преимущественно по проводника, наличие оболочки с характеристиками электропроводности и высокой вставки в . Что касается обеспечения теплопроводности двухслойной , то наличие ней оболочки основе меди, существенно, на меньшую теплопроводность , позволяет решить эту проблему. Тем появляется возможность мощности плазмотронов, которых применяется на основе .
Покрытия из нитрида
В качестве покрытия нитрид титана выбран по причинам:
Нитрид титана- титана и
состава TiNx (x = ,58÷1,),
представляет собой внедрения с областью гомогенности, с кубической
решеткой. Получение - азотированием при 1200 °C другими способами.
Применяется жаропрочный материал, создания износостойких , используется в в
качестве барьера совместно медной металлизацией др.
Одним из физических свойств является свойства поверхности. Поверхностные слои, от нескольких до нескольких часто оказывают сильное влияния общие свойства или изделия, весь остальной изделия. Поверхность материала - часть объекта, которую он с окружающей , поэтому в и технологии сейчас уделяется пристальное внимание. В случаях свойства имеют приоритетное для изделия целом, и необходимых параметров лишь с специальных химических физических эффектов, способствует созданию технологий, веществ, потребительских качеств .
Нанесение защитных и покрытий с вакуумных ионно- (магнетронного, конденсации ионной бомбардировкой - КИБ) напыления является из самых способов обработки . Эти методы пользуются популярностью благодаря чистоте производства высокому качеству декоративно-защитных . Используя вакуумные методы защитно-декоративных , можно формировать плёнки из металлов и соединений: титана, , алюминия, серебра, , никеля, ниобия, , нержавеющей стали, титана (TiNx), нитрида (ZrNx), оксида титана (TiOx), циркония (ZrOx), оксида (Al2O3), оксикарбида титана (TiCxOy), циркония (ZrCxOy), карбонитрида (TixNyCz), карбонитрида циркония (ZrxNyCz) т.д.
Применяя процессе обработки сочетания реактивных (азота, ацетилена, , углекислого газа), добиться практически цветового оттенка .
Защитно - декоративные покрытия вакуумными методами изделия из , латуни, мельхиора, , стали, алюминиевых , томпака, пластмасс, , керамики, и .д. Качество покрытий определяется качеством поверхности заготовок. Среди критериев различают: , фактуру, наличие , наличие окисных , степень активации ионным травлением.
Одним материалов, используемых нанесения защитно- покрытий, является титана. Изделия с из нитрида имеют высокие свойства: разнообразную гамму, высокую к воздействиям среды, продолжительные эксплуатации. Наиболее широкое материалы с -титановым покрытием в изготовлении храмов, гражданском , изготовлении памятников, , памятных и знаков, аксессуаров.
Самые , на российском , изделия с -титановым покрытием ООО «Златосфера». Покрытия наносятся на широкий круг - от нержавеющих , до церковной , сувениров. Для напыления собственная технология , отработанные годами, ноу-хау.
Покрытия оксида алюминия
Оксид (α-Al2O3), как , называется корунд. Крупные кристаллы корунда как драгоценные . Из-за примесей бывает окрашен разные цвета: корунд называется , синий, традиционно - . Согласно принятым в деле правилам, называют кристаллический -оксид алюминия окраски, кроме . В настоящее время ювелирного корунда искусственно Также корунд как огнеупорный . Остальные кристаллические формы , как правило, качестве катализаторов, , инертных наполнителей физических исследованиях химической промышленности.
Керамика основе оксида обладает высокой , огнеупорностью и свойствами, а является хорошим . Она используется в газоразрядных ламп, интегральных схем, запорных элементах трубопроводных кранов, зубных протезах т. д.
.1.1 Катоды к исследованию
В объектов исследований следующие катоды:
катоды из ЗИП
воздушно-плазменному (предположительно из ) - №1
Рис. 6
из вольфрама - №
Рис. 7
катод медного сплава вставкой из Ø=1,3 ., №3
Рис. 8
из медного со вставкой вольфрама Ø=2, мм., №4
Рис.
штатный катод покрытием из титана
- №5
Рис.
штатный катод покрытием из
алюминия - №6
Рис.
катод из с покрытием титана - №7
Рис.
катод из с покрытием оксида
алюминия №
Рис. 13
2. Методы исследования
Металлографические исследования катодов и . Измерение твердости стержня и покрытия торца. Пробные резы максимальных токах учетом ПВ источника .
2.3 Аппаратурное экспериментов
Для обработки покрытых смесью титана и стекла используется полуавтомат фирмы КЕМРРI MINARC TIG (рисунок 14).
Модель MinarcTig , также как Minarc
ММА и отмеченная MinarcMig Adaptive, отличается малым и компактностью.
Этот , работающий в режимах, обеспечивает возможность выполнения сварочных
операций. Технология сварки вольфрамовым в среде газа TIG может для задач,
высокой точности, то время технология ручной сварки (MMA дает эффективной
сварки соединений, требующих надежности. Сварочный аппарат, в двух -
TIG/MMA, значительно расширяет применения, a , дает возможность толстых и
листов, сплавов нелегированных металлов помещении и улице. Аппарат подходит
таких работ, высокой точности, и производительности, подварка корня , так и
разделки.
MinarcTig 180 высокой производительностью удобством эксплуатации,
гарантирует высокую сварки. Это идеальное для использования монтажных,
ремонтных сервисных мастерских многих отраслях , учебных учреждениях, также
сварщиками-.180- это сварочный аппарат, под напряжением B при максимальной ,
допустимой для сварочных аппаратов. Аппарат подключать к при помощи
сетевого кабеля к генератору, удобно при монтажных работ открытых
площадках, труб, проведении работ, a для сдачи в прокат.
Рис. - Общий вид сварочного
Сетевое : 1 ~ 50/ Hz; 230V±15%
Потребляемая мощность
TIG - 6.7 kVA ( A/17.2 V)
MMA - 7.0 kVA ( A/25.6 V)
Сетевой / предохранитель: 3 2.5 - 3м / 16 А .
Нагрузка 40°С: 35% ED TIG - A / 17.2 ; 100% ED TIG - 120 A / .8 v; % ED MMA -140 A / 25. v; 100% ED MMA - A / 24 v
Напряжение хода: 95 V
Коэффициент : TIG - 0.62; MMA - .63
Диапазон сварочных и напряжений: TIG - А / 10.2V ...180 A / .2 V; MMA - 10 А / .4V ...140 A / 25. V
КРД при максимальном : TIG - 75 %; MMA - 81 %
Штучные : MMA - >Д 1.5 - .25 mm;
Габариты (): Д х Ш х В - х 180 340
Масса: 7. kg (8. kg с питания)
Для измерения покрытий используется твердомер (рисунок ).