RU2103129C1 - Способ плазменно-дуговой сварки металлов - Google Patents

Способ плазменно-дуговой сварки металлов Download PDF

Info

Publication number
RU2103129C1
RU2103129C1 RU97102836A RU97102836A RU2103129C1 RU 2103129 C1 RU2103129 C1 RU 2103129C1 RU 97102836 A RU97102836 A RU 97102836A RU 97102836 A RU97102836 A RU 97102836A RU 2103129 C1 RU2103129 C1 RU 2103129C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
arc
metals
welding
organic solvent
Prior art date
Application number
RU97102836A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97102836A (ru
Inventor
Александр Иванович Апуневич
Евгений Иванович Титаренко
Original Assignee
Александр Иванович Апуневич
Евгений Иванович Титаренко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=20190182&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2103129(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Александр Иванович Апуневич, Евгений Иванович Титаренко filed Critical Александр Иванович Апуневич
Priority to RU97102836A priority Critical patent/RU2103129C1/ru
Publication of RU97102836A publication Critical patent/RU97102836A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2103129C1 publication Critical patent/RU2103129C1/ru
Priority to CA002285173A priority patent/CA2285173C/en
Priority to US09/380,331 priority patent/US6156994A/en
Priority to AU66400/98A priority patent/AU736916B2/en
Priority to EP98908348A priority patent/EP1016489B1/en
Priority to BR9808176-4A priority patent/BR9808176A/pt
Priority to ES98908348T priority patent/ES2235316T3/es
Priority to IL13173898A priority patent/IL131738A0/xx
Priority to PT98908348T priority patent/PT1016489E/pt
Priority to PCT/RU1998/000040 priority patent/WO1998039133A1/ru
Priority to AT98908348T priority patent/ATE284291T1/de
Priority to DE69828069T priority patent/DE69828069T2/de

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

Способ плазменно-дуговой сварки металлов может быть использован в машиностроении, строительстве и других отраслях промышленности. Плазменно-дуговую сварку металлов выполняют сжатой дугой прямого или косвенного действия. В качестве плазмообразующей среды используют пары жидкости, содержащей воду с добавлением органического растворителя в виде кислородсодержащих соединений углеводородов. В качестве органического растворителя может быть применен спирт. Парообразование осуществляют непосредственно в плазменной горелке. 3 з.п. ф-лы. 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способам плазменно-дуговой сварки металлов и может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях промышленности.
Известны способы плазменно-дуговой сварки металлов сжатой дугой косвенного действия, в которых плавление металла производится плазменной струей [1, 2]. Известны способы сварки металлов сжатой дугой прямого действия, возбуждаемой между электродами плазмотрона и обрабатываемым изделием [3, 4].
Упомянутые способы предусматривают образование плазменной струи путем обжатия дугового разряда инертным газом. Они позволяют получить качественные сварные соединения, однако наличие внешнего источника инертного газа создает эксплуатационные неудобства, а высокая стоимость производства инертного газа и значительные расходы по заправке баллонов существенно ограничивают возможности использования. К тому же при обработке легкоокисляющихся металлов необходимо помимо плазмообразующего газа подавать в плазмотрон и защитный [5].
Известны плазменные горелки (плазмотроны), в которых для создания плазменной струи используют водяной пар, подводимый от специального парогенератора или вырабатываемый непосредственно в горелке путем испарения жидкости за счет тепла, выделяемого электродами [6]. Последняя из упомянутых плазменных горелок наиболее экономична и проста в эксплуатации, однако использование ее для сварки затруднено из-за интенсивного окисления металла, вызываемого присутствием в плазменной струе паров воды, а также молекул и атомов кислорода.
Изобретение направлено на решение задачи создания способа плазменно-дуговой сварки металлов с использованием пара в качестве плазмообразующей среды, обеспечивающего высокое качество сварных соединений, путем снижения окисляющих свойств плазменной струи.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе плазменно-дуговой сварки металлов сжатой дугой прямого или косвенного действия, включающем обжатие дуги плазмообразующей средой с получением плазменной струи, в качестве плазмообразующей среды используют пары жидкости, содержащей воду с добавлением органического растворителя в виде кислородсодержащих соединений углеводородов, обладающих способностью предотвращать вступление атомов и молекул кислорода, содержащихся в парах, в окислительную реакцию с обрабатываемым металлом.
Экспериментально показано, что наилучший результат дает использование в качестве добавок к воде спиртов, а оптимальным с точки зрения энергетики и прочности сварного шва является содержание их в парообразующей жидкости в пределах 30-50%. При уменьшении содержания спиртов в смеси ниже нижнего предела увеличивается присутствие окалины в сварном соединении, что в свою очередь снижает его прочностные характеристики. При превышении содержания спиртов в смеси 50% понижается смешиваемость органического растворителя с водой, что приводит к расслоению смеси и неравномерному ее испарению. К тому же при этом падает энтальпия пара, что с свою очередь понижает температуру плазменной струи. Наилучший результат дало использование для сварки плазменной горелки, в которой плазмообразующий пар получен из наиболее распространенной в быту жидкости, содержащей 60% воды и 40% этилового спирта.
Парообразование может быть произведено непосредственно в плазменной горелке путем испарения жидкости, заполняющей специальный резервуар, за счет тепловой энергии, выделяемой горящей дугой на электродах горелки.
Осуществление заявленного способа плазменно-дуговой сварки возможно посредством плазмотронов как косвенного действия, при котором тепловая энергия передается обрабатываемому изделию непосредственно плазменной струей, выходящей из сопла-анода горелки, так и посредством плазмотронов прямого действия, в которых воздействие на изделие производится дугой, стабилизированной плазменной струей. Во втором случае для плавления металла используется не только энергия плазменной струи, но и энергия электрической дуги, что существенно улучшает энергетические характеристики способа.
На фиг. 1 схематично изображено устройство, осуществляющее сварку металлов дугой косвенного действия. Оно состоит из плазменной горелки (плазмотрона), включающей катод 1, сопло-анод 2 с каналами для плазмообразующей среды, заполненный влаговпитывающим материалом резервуар 3 с патрубком 4, электроизоляционную крышку 5, а также источник питания 6 с регулятором тока 7. В качестве влаговпитывающего материала могут быть использованы каолиновая вата, стекловата, стеклоткань, углеткань, углевойлок, а в качестве парообразующей жидкости, например, смесь воды со спиртом или ацетоном.
Сварку производят следующим образом.
Открывают патрубок 4 резервуара 3 и заливают в него упомянутую выше жидкость. Закрывают патрубок, от источника питания подают напряжение между катодом и соплом-анодом. Поджигают дугу, например, путем возвратно-поступательного перемещения катода до соприкосновения с соплом-анодом. Тепловая энергия, выделяемая горящей дугой на сопле-аноде и катоде, испаряет жидкость, находящуюся в резервуаре 3. Образовавшиеся пары поступают в разрядную камеру по каналам сопла-анода и выходят через его центральное отверстие, вытягивая при этом электродуговой столб. Пар за счет обжатия в отверстии сопла-анода электродугового столба нагревается до высоких температур и переходит в плазменное состояние, образуя на выходе сопла-анода плазменную струю. Струю направляют на место сварки и доводят металл до плавления. Ток дуги изменяют посредством регулятора 7.
На фиг. 2 схематически представлено устройство, посредством которого осуществляется сварка дугой прямого действия. Оно также состоит из плазменной горелки, включающей катод 1, сопло-анод 2 с каналами для плазмообразующей среды, заполненный влаговпитывающим материалом резервуар 3 с патрубком 4, электроизоляционную крышку 5, источника питания 6 с регулятором тока 7, а также второго источника питания 9, подключенного между катодом 1 и свариваемым металлом 8.
Сварку производят следующим образом.
Формируют на выходе сопла-анода 2 плазменную струю, произведя описанные выше операции. После выхода горелки на установившийся температурный режим подают напряжение от второго источника питания 9 между катодом 1 и свариваемым металлом 8. Направляют плазменную струю на место сварки и уменьшают расстояние между соплом-анодом и свариваемым металлом до возникновения прямой дуги между ними, осуществляют плавление металла. Глубину плавления изменяют, изменяя ток первой дуги регулятором 7. Положение регулятора выбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, предотвратить выдувание жидкого металла из сварочной ванны, а, с другой стороны, обеспечить устойчивую стабилизацию положения прямой дуги.
В случае использования присадочного материала 10 его электрически соединяют со свариваемым металлом и вводят по мере необходимости в плазменный поток, где он расплавляется под действием прямой дуги и заполняет образовавшуюся на поверхности металла сварочную ванну.
Образцы устройств, схемы которых приведены на фиг. 1 и 2, при проведении перечисленных выше операций в оговоренной последовательности, составляющих сущность заявленного способа, обеспечивали сварку стальных конструкций с толщиной листа 3-5 мм, при глубине проплавления 3-4 мм.

Claims (3)

1. Способ плазменно-дуговой сварки металлов сжатой дугой прямого или косвенного действия, включающий обжатие дуги плазмообразующей средой с получением плазменной струи, отличающийся тем, что в качестве плазмообразующей среды используют пары жидкости, содержащей воду с добавлением органического растворителя в виде кислородсодержащих соединений углеводородов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют спирты.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержание спиртов в жидкости составляет 30 50%
4. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что парообразование осуществляют непосредственно в плазмотроне.
RU97102836A 1997-03-03 1997-03-03 Способ плазменно-дуговой сварки металлов RU2103129C1 (ru)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97102836A RU2103129C1 (ru) 1997-03-03 1997-03-03 Способ плазменно-дуговой сварки металлов
DE69828069T DE69828069T2 (de) 1997-03-03 1998-02-17 Verfahren zum Plasma-Lichtbogenschweißen von Metallen
AT98908348T ATE284291T1 (de) 1997-03-03 1998-02-17 Plasma-lichtbogenschweissen von metallischen werkstücken
PCT/RU1998/000040 WO1998039133A1 (fr) 1997-03-03 1998-02-17 Procede de soudage de metaux au plasma
AU66400/98A AU736916B2 (en) 1997-03-03 1998-02-17 Method for plasma-arc welding of metals
US09/380,331 US6156994A (en) 1997-03-03 1998-02-17 Arc-plasma method for welding metals
CA002285173A CA2285173C (en) 1997-03-03 1998-02-17 Arc-plasma method for welding metals
EP98908348A EP1016489B1 (en) 1997-03-03 1998-02-17 Arc-plasma method for welding metals
BR9808176-4A BR9808176A (pt) 1997-03-03 1998-02-17 Processo arco-plasma para soldagem de metais
ES98908348T ES2235316T3 (es) 1997-03-03 1998-02-17 Metodo de plasma de arco para soldar metales.
IL13173898A IL131738A0 (en) 1997-03-03 1998-02-17 Arc-plasma method for welding metals
PT98908348T PT1016489E (pt) 1997-03-03 1998-02-17 Metodo de arco de plasma para soldadura de metais

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97102836A RU2103129C1 (ru) 1997-03-03 1997-03-03 Способ плазменно-дуговой сварки металлов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97102836A RU97102836A (ru) 1997-10-20
RU2103129C1 true RU2103129C1 (ru) 1998-01-27

Family

ID=20190182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97102836A RU2103129C1 (ru) 1997-03-03 1997-03-03 Способ плазменно-дуговой сварки металлов

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6156994A (ru)
EP (1) EP1016489B1 (ru)
AT (1) ATE284291T1 (ru)
AU (1) AU736916B2 (ru)
BR (1) BR9808176A (ru)
CA (1) CA2285173C (ru)
DE (1) DE69828069T2 (ru)
ES (1) ES2235316T3 (ru)
IL (1) IL131738A0 (ru)
PT (1) PT1016489E (ru)
RU (1) RU2103129C1 (ru)
WO (1) WO1998039133A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209714A3 (en) * 2000-11-21 2005-09-28 Futaba Corporation Method for manufacturing nano-tube, nano-tube manufactured thereby, apparatus for manufacturing nano-tube, method for patterning nano-tube, nano-tube material patterned thereby, and electron emission source
US8367967B2 (en) * 2004-10-29 2013-02-05 United Technologies Corporation Method and apparatus for repairing thermal barrier coatings
JP2008518784A (ja) * 2004-11-05 2008-06-05 ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 焼入れ可能な鋼のプラズマ・タップホール溶接
US7591057B2 (en) * 2005-04-12 2009-09-22 General Electric Company Method of repairing spline and seal teeth of a mated component
US7687151B2 (en) * 2005-04-12 2010-03-30 General Electric Company Overlay for repairing spline and seal teeth of a mated component
US20070108165A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 Petrik Viktor I Configurations and methods for improved plasma torch
RU175848U1 (ru) * 2017-04-10 2017-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Современные плазменные технологии" Плазмотрон для термической обработки широкополосного изделия

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3567898A (en) * 1968-07-01 1971-03-02 Crucible Inc Plasma arc cutting torch
BE795891A (fr) * 1972-02-23 1973-06-18 Electricity Council Perfectionnements aux chalumeaux a plasma
SU428646A1 (ru) * 1972-07-07 1982-06-15 Проектный И Научно-Исследовательский Институт Никелевокобальтовой И Оловянной Промышленности Способ стабилизации плазменной дуги
SU479583A2 (ru) * 1973-12-03 1982-11-15 Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Гипроникель" Способ стабилизации плазменной дуги
SU844178A1 (ru) * 1978-07-11 1981-07-07 Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт "Гипроникель Способ плазменной обработки
US4311897A (en) * 1979-08-28 1982-01-19 Union Carbide Corporation Plasma arc torch and nozzle assembly
DE3304790A1 (de) * 1982-02-15 1983-09-01 Československá akademie věd, Praha Verfahren zur stabilisierung des niedertemperatur-plasmas eines lichtbogenbrenners und lichtbogenbrenner zu seiner durchfuehrung
US4791268A (en) * 1987-01-30 1988-12-13 Hypertherm, Inc. Arc plasma torch and method using contact starting
SU1655702A1 (ru) * 1988-05-23 1991-06-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Технологический Институт Горного Машиностроения Плазмообразующа смесь дл самовосстанавливающихс катодов
US5396043A (en) * 1988-06-07 1995-03-07 Hypertherm, Inc. Plasma arc cutting process and apparatus using an oxygen-rich gas shield
SU1655731A1 (ru) * 1989-06-02 1991-06-15 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Состав дл защиты поверхности от налипани брызг расплавленного металла
AU4546593A (en) * 1993-02-23 1994-09-14 Aleksandr Ivanovich Apunevich Electric arc plasma torch
US5609777A (en) * 1993-02-23 1997-03-11 Adamas At Ag Electric-arc plasma steam torch
US5660743A (en) * 1995-06-05 1997-08-26 The Esab Group, Inc. Plasma arc torch having water injection nozzle assembly
US5906757A (en) * 1995-09-26 1999-05-25 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Liquid injection plasma deposition method and apparatus
US5783795A (en) * 1996-03-20 1998-07-21 Sony Corporation Bonding of sputtering target by variable polarity plasma arc welding
US5914055A (en) * 1996-11-18 1999-06-22 Tennessee Valley Authority Rotor repair system and technique

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
4. Под ред. Патона Б.Е. Микроплазменная сварка. - Киев, Наукова Думка, 1979, с. 19 - 21. 5. *
6. WO,RU, 94/19139, кл. B 23 K 10/00, 1994. *

Also Published As

Publication number Publication date
AU736916B2 (en) 2001-08-09
US6156994A (en) 2000-12-05
BR9808176A (pt) 2002-03-05
PT1016489E (pt) 2005-04-29
WO1998039133A1 (fr) 1998-09-11
EP1016489B1 (en) 2004-12-08
DE69828069T2 (de) 2005-12-15
EP1016489A4 (en) 2001-08-22
ES2235316T3 (es) 2005-07-01
AU6640098A (en) 1998-09-22
CA2285173C (en) 2007-10-23
ATE284291T1 (de) 2004-12-15
DE69828069D1 (de) 2005-01-13
IL131738A0 (en) 2001-03-19
CA2285173A1 (en) 1998-09-11
EP1016489A1 (en) 2000-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR200478396Y1 (ko) 노즐 보호캡, 노즐 보호캡 홀더 및 이를 구비한 아크 플라즈마 토오치
RU2103129C1 (ru) Способ плазменно-дуговой сварки металлов
JP2009532842A (ja) 直流アークプラズマトロン及び直流アークプラズマトロンを使用する方法
US6087616A (en) Method for the plasmic arc-welding of metals
AU2006289456B2 (en) Method for producing thermal energy
Vadikkeettil et al. Comparative study of plasma torch characteristics using air and carbon dioxide
CN107000103A (zh) 用于钨极气体保护焊用焊炬的电极以及具有这种电极的焊炬
CN105940765B (zh) 用于操作电弧炉的方法以及电弧炉
JP2004523869A (ja) プラズマ溶接法
RU2111098C1 (ru) Способ электродуговой плазменной сварки металлов
RU2411112C2 (ru) Способ микроплазменной сварки металлов
RU2397848C2 (ru) Способ плазменно-дуговой сварки металлов
EP0474899A1 (en) Method and apparatus for generating plasma flame jet
MXPA99009092A (en) Arc-plasma method for welding metals
JPS6256640B2 (ru)
KR20000023663A (ko) 금속의 플라즈마 아크 용접법
RU2418662C1 (ru) Способ плазменной обработки негорючих материалов
US3353061A (en) High temperature plasma generator having means for providing current flow through plasma discharge
SU792614A1 (ru) Электродуговой подогреватель газа
RU2072640C1 (ru) Электродуговая плазменная горелка
US5528012A (en) Apparatus and method for starting a plasma arc treatment system
KR19990009578A (ko) 진공 분위기를 형성하여 전극의 내구성을 높인 고온 직류 플라즈마 토취
US11875975B2 (en) Method and device for hydrogen sulfide dissociation in electric arc
Torres et al. Toxic wastes treatment using different configurations of plasma torches
RU2041039C1 (ru) Пароводяной плазмотрон

Legal Events

Date Code Title Description
TZ4A Amendments of patent specification
MF41 Cancelling an invention patent (total invalidation of the patent)

Effective date: 20101022