SU841850A1 - Non-meltable electrode for plasma working - Google Patents

Non-meltable electrode for plasma working Download PDF

Info

Publication number
SU841850A1
SU841850A1 SU752190718A SU2190718A SU841850A1 SU 841850 A1 SU841850 A1 SU 841850A1 SU 752190718 A SU752190718 A SU 752190718A SU 2190718 A SU2190718 A SU 2190718A SU 841850 A1 SU841850 A1 SU 841850A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
insert
active
plasma
diameter
Prior art date
Application number
SU752190718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Леонидович Болотников
Давид Григорьевич Быховский
Виктор Николаевич Киселев
Яков Вульфович Россомахо
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3959
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
Application filed by Предприятие П/Я А-3959 filed Critical Предприятие П/Я А-3959
Priority to SU752190718A priority Critical patent/SU841850A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU841850A1 publication Critical patent/SU841850A1/en

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

Изобретение относится к электродуговым процессам, преимущественно к плазменной обработке в углекислом газе.The invention relates to electric arc processes, mainly to plasma processing in carbon dioxide.

Известны и нашли широкое применение циркониевые и гафниевые электроды для воздушно-плазменной резки. Указанные электроды состоят из циркониевых или гафниевых цилиндрических вставок, запрессованных в водоохлаждаемый медный держатель, и предназначены для работы на токах дуги до 450 А [1] .Zirconium and hafnium electrodes for air-plasma cutting are known and widely used. These electrodes consist of zirconium or hafnium cylindrical inserts pressed into a water-cooled copper holder and are designed to operate on arc currents up to 450 A [1].

Известен также способ плазменной сварки в среде углекислого газа с использованием гафниевого электрода [2] .There is also known a method of plasma welding in a carbon dioxide atmosphere using a hafnium electrode [2].

Однако этот способ до сих пор получил ограниченное промышленное применение, так как для достижения скоростей сварки стальных деталей толщиной более 8 мм, позволяющих способу плазменной сварки в среде углекислого газа быть конкурентноспособным с другими видами сварки, в частности с автоматической сваркой под слоем флюса, требуются токи дуги свыше 600 А.However, this method has still received limited industrial application, since currents are required to achieve the welding speeds of steel parts with a thickness of more than 8 mm, which allow the plasma welding method in a carbon dioxide environment to be competitive with other types of welding, in particular with automatic welding under a flux layer arcs over 600 A.

Известны электроды с цилиндрическими вставками из циркония.и гаф2 ния с соотношением высоты вставки к диаметру, равным приблизительно 2, выпускаемые серийно Гз].Known electrodes with cylindrical inserts of zirconium. And hafnium with a ratio of insert height to diameter equal to approximately 2, commercially available Gz].

Однако эти электроды из-за „низкого ресурса при токах дуги свыше 600 А неприемлемы для.промышленного использования. Поэтому плазменная 10 сварка стальных деталей толщиной свыше '8 мм в среде углекислого газа в настоящее время успешно конкурирует со способом автоматической сварки под слоем флюса только в οποί с теме трехдугового плазмотрона. Но трехдуговой плазмотрон представляет довольно сложную систему и использование такой системы экономически целесообразно и оправдано только в 20 условиях массового поточного производства.However, these electrodes are unacceptable for industrial use because of a "low resource at arc currents above 600 A. Therefore, the plasma 10 welding of steel parts with a thickness exceeding '8 mm in a carbon dioxide medium currently successfully competes with the method of automatic welding under a flux layer only in the subject of a three-arc plasma torch. But the three-arc plasmatron is a rather complex system and the use of such a system is economically feasible and justified only in 20 conditions of mass in-line production.

Цель изобретения - создание электродов для плазменной сварки в среде 25 углекислого газа на токах дуги свыше 600 А с ресурсом, позволяющим промышленно использовать этот вид сварки в условиях работы простого однодугового плазмотрона за счет улуч30 шения условий охлаждения.The purpose of the invention is the creation of electrodes for plasma welding in carbon dioxide 25 medium at arc currents of more than 600 A with a resource that allows this type of welding to be used industrially under the conditions of a simple single-arc plasma torch by improving cooling conditions.

Указанная цель достигается тем, что высота вставки с диаметром связана соотношениемThis goal is achieved by the fact that the height of the insert with a diameter is related by the ratio

0,75 h ^0,25 d, где d - диаметр активной вставки; h - высота активной вставки, Выбор указанных пределов основан на нижеследующем.0.75 h ^ 0.25 d, where d is the diameter of the active insert; h is the height of the active insert. The selection of the specified limits is based on the following.

Проведенные нами исследования 'показали, что в режимах плазменной сварки в углекислом газе характер эрозии электрода принципиально отличается от характера эрозии известных электродов для воздушно-плазменной резки. Это отличие предопределено более высокими плотностями тока на электроде в режимах резки по сравнению с режимами сварки и состоит в следующем. В режимах' резки эрозия активной вставки по глубине характеризуется высотой скоростью на начальном этапе работы электрода. Так, эрозия активной встайки из циркония или гафния на глубину 1,3-1,6 мм происходит за время, составляющее всего 7-10% общего ресурса работы электрода. Это и предопределяет основные, сложившиеся соотношения геометрии существующих циркониевых и гафниевых электродов для'воздушноплазменной резки: активная вставка выполняется в виде вытянутого цилиндра с отношением высоты к диаметру, равным приблизительно 2 [з?.Our studies showed that in the modes of plasma welding in carbon dioxide, the nature of the erosion of the electrode is fundamentally different from the erosion of the known electrodes for air-plasma cutting. This difference is predetermined by higher current densities at the electrode in cutting modes compared to welding modes and consists in the following. In cutting modes, the erosion of the active insert in depth is characterized by a height rate at the initial stage of electrode operation. So, erosion of an active stick from zirconium or hafnium to a depth of 1.3-1.6 mm occurs in a time that makes up only 7-10% of the total resource of the electrode. This predetermines the basic, existing correlations of the geometry of existing zirconium and hafnium electrodes for air-plasma cutting: the active insert is made in the form of an elongated cylinder with a height to diameter ratio of approximately 2 [s ?.

В режимах плазменной сварки в среде углекислого газа эрозия на начальном этапе мала и возрастает по мере увеличения глубины эрозионной лунки. После достижения глубины эрозии, равной приблизительно 2,53 мм при токах дуги, больших или равных 500 А, электрод выходит из строя. Поэтому авторы пришли к заключению, что существующая задача, повышения ресурса электрода должна быть реализована на начальном этапе работы электрода. В основу решения легли сцедующие предпосылки. При проведении исследований электродов с активными вставками из циркония и гафния в режимах плазменной сварки в среде углекислого газа при варьировании параметров процесса (ток дуги, геометрия электрода, расход плазмообразующего газа, диаметр сопла) авторами были сделаны следующие ^наблюдения.In plasma welding in carbon dioxide, erosion at the initial stage is small and increases with increasing depth of the erosion hole. After reaching an erosion depth of approximately 2.53 mm at arc currents greater than or equal to 500 A, the electrode fails. Therefore, the authors came to the conclusion that the existing task of increasing the electrode life should be realized at the initial stage of the electrode operation. The basis of the decision was the underlying prerequisites. When conducting research on electrodes with active zirconium and hafnium inserts in plasma welding in carbon dioxide with varying process parameters (arc current, electrode geometry, plasma gas flow rate, nozzle diameter), the following observations were made by the authors.

При всех параметрах процесса после выключения дуги наблюдалось осаждение темного налета порошка' на поверхности активной- вставки в местах, прилегающих к медному держателю. Анализ показал, что этот, порошок является графитом. Осаждение графита на поверхности активной вставки наблюдалось Фридляндом М.Г. при работе электродов в плазмообразующих углеводородах и смесях углеводоро' .1 дов с кислородом (осаждение графита на поверхности активной вставки электроду при работе в углеводородах следует считать известным фактором) [4],. ,For all process parameters, after the arc was turned off, a dark powder deposit was observed on the surface of the active insert in places adjacent to the copper holder. Analysis showed that this powder is graphite. The deposition of graphite on the surface of the active insert was observed by Friedland MG when electrodes work in plasma-forming hydrocarbons and mixtures of hydrocarbons' .1 oxygen with oxygen (deposition of graphite on the surface of the active insert to the electrode when working in hydrocarbons should be considered a known factor) [4] ,. ,

Новым фактом, обнаруженным авторами, является характер топографии осаждения графита. Покрытие графитом поверхности активной вставки электрода происходит всегда от периферии к центру в виде кольца. Если поверхность активной вставки покрыта неполностью, то свободная от графита площадь поверхности вставки располагается обязательно в центре.A new fact discovered by the authors is the nature of the topography of graphite deposition. Graphite coating of the surface of the active electrode insert always occurs from the periphery to the center in the form of a ring. If the surface of the active insert is not completely covered, then the surface area of the insert free from graphite is necessarily in the center.

Наиболее важным наблюдением, сделанным авторами, является установление связи между размером площади поверхности вставки, покрытой графитом, и параметрами процесса. Было установлено, что изменение параметров, приводящее к увеличению ресурса, одновременно приводит и к увеличению площади, покрытой графитом, при максимальном ресурсё - покрыта вся поверхность вставки.The most important observation made by the authors is to establish a relationship between the size of the surface area of the insert coated with graphite and the process parameters. It was found that a change in parameters, leading to an increase in resource, at the same time leads to an increase in the area covered with graphite, with a maximum resource - the entire surface of the insert is covered.

Анализ указанных выше наблюдений и сопоставление их с температурным полем электрода позволяют заключить, что графит осаждается на участках рабочей поверхности электрода с наиболее низкой температурой,ресурс работы электрода тем больше, чем большая часть рабочей поверхности имеет более низкую температуру, если даже небольшой участок рабочей поверхности электрода имеет Повышенную температуру, то Это локальное повышение приводит к снижению ресурса работы электрода.An analysis of the above observations and comparing them with the temperature field of the electrode allows us to conclude that graphite is deposited on the areas of the working surface of the electrode with the lowest temperature, the life of the electrode is greater, the greater part of the working surface has a lower temperature, even if a small portion of the working surface of the electrode has an increased temperature, then this local increase leads to a decrease in the service life of the electrode.

На основании приведенного анализа авторы пришли к выводу, что для повышения ресурса работы электрода необходимо обеспечить и более интенсивное, -и более равномерное охлаждение.Based on the above analysis, the authors came to the conclusion that in order to increase the service life of the electrode, it is necessary to provide more intensive, and more uniform cooling.

Выполнение условий интенсивного и более равномерного охлаждения' возможно только при принципиальном изменении геометрии самой активной вставки. Расчеты показали, что при уменьшении высоты активной вставки ' до некоторого уровня, определяемого ее диаметром, становится существенной доля теплоотвода через дно' вставки. Экспериментально установлено, . что ресурс работы электрода существенно повышается при h40,75 d, где h - высота активной вставки; d - диаметр активной вставки. «Fulfillment of the conditions for intensive and more uniform cooling is possible only with a fundamental change in the geometry of the most active insert. The calculations showed that when the height of the active insert 'decreases to a certain level determined by its diameter, the fraction of heat removal through the bottom of the' insert becomes significant. Experimentally established. that the service life of the electrode increases significantly at h40.75 d, where h is the height of the active insert; d is the diameter of the active insert. "

На фиг. 1 приведена кривая зависимости ресурса работы предлагаемого электрода от соотношения; на фиг.2 - неплавящийся электрод.In FIG. 1 shows the dependence of the service life of the proposed electrode on the ratio; figure 2 - non-consumable electrode.

Неплавящийся электрод содержит гафниевую вставку Ht и медный электрододержатель Сй (h - высота вставки, d - диаметр). Зависимость снята при следующих параметрах:The non-consumable electrode contains a hafnium insert Ht and a copper electrode holder Cj (h is the insert height, d is the diameter). The dependency is removed with the following parameters:

Углекислый газ 800Carbon dioxide 800

250250

Повторно-крат повременныйRepeatedly time-based

Плазмообразующий’ газ Ток дуги, А Расход плазмообразующего газа, л/ч Диаметр канала сопла, мм Режим работы электрода Продолжительность включения,мин Продолжительность паузы,мин 1Plasma-forming ’gas Arc current, A Consumption of plasma-forming gas, l / h Diameter of the nozzle channel, mm Electrode operating mode Turn-on time, min Pause time, min 1

При проведении исследований авторами обнаружен еще один неожиданный результат. При h0,25. d (что соответствует наиболее интенсивному охлаждению) электрод становится неработоспособным. Это связано с тем, что при переохлаждении материала эмиттирующей поверхности происходит ) контр'агирование катодного пятна, дуга становится пространственно неустойчивой и происходит быстрое разрушение электрода. Участок неустойчивой работы электрода показан на кривой пунктиром.When conducting research, the authors discovered another unexpected result. At h0.25. d (which corresponds to the most intensive cooling), the electrode becomes inoperative. This is due to the fact that when the material of the emitting surface is supercooled, the cathode spot is counter-activated, the arc becomes spatially unstable, and the electrode quickly breaks down. The area of unstable operation of the electrode is shown on the curve by a dotted line.

Таким образом, предлагается электрод (фиг.2) с цилиндрической активной вставкой из материала IV А группы периодической системы элементов или сплавов на основе металлов IV А группы, выполненный таким образом, что соотношение высоты вставки и диаметра лежит в следующих пределах:Thus, it is proposed an electrode (figure 2) with a cylindrical active insert from a material of group IV A of a periodic system of elements or alloys based on metals of group IV A, made in such a way that the ratio of the height of the insert and the diameter lies in the following limits:

0,75 d> h >0,25 d, где d - диаметр активной вставки ; h - высота активной вставки.0.75 d> h> 0.25 d, where d is the diameter of the active insert; h is the height of the active insert.

В таблице приведены сравнительные результаты испытаний предлагаемых и известных электродов из гафния в среде углекислого газа в режиме кратковременных включений.The table shows the comparative test results of the proposed and known electrodes of hafnium in a carbon dioxide environment in the mode of short-term inclusions.

Параметры испытаний: .Test Parameters:.

- Плазмообразующая смесь Ток дуги, А Диаметр сопла,мм Расход плазмообразующего газа, л/ч Расход охлаждающей воды, л/мин- Plasma-forming mixture Arc current, A Nozzle diameter, mm Plasma-forming gas consumption, l / h Cooling water consumption, l / min

Углекислый газ .700Carbon Dioxide .700

250250

Время одного включения, мин Диаметр вставки из гафния, ммTime of one inclusion, min Diameter of an insert from hafnium, mm

2,52,5

Электрод Electrode h h Число Number Ресурс как Resource like d d вклю- including суммарное total чений. opinions. время горения дуги, arc burning time мин 5---------------.---------------------------------------------- min 5---------------.--------------------------------- -------------

Известный 2Famous 2

Предлагаемый 0,6Suggested 0.6

102102

Claims (3)

Указанна  цель достигаетс  тем, что высота вставки с диаметром св зана соотношением 0,75 d h 0,25 d, где d - диаметр .активной вставки; h - высота активной вставки, Выбор указанных пределов основан на нижеследующем. Проведенные нами исслед6вани   показали, что в режи1 ах плазменной сварки в углекислом газе характер эрозии электрода принципиально отли чаетс  от характера эрозии известных электродов дл  воздушно-плазмен ной резки. Это отличие предопределе Гно более высокими плотност ми тока на электроде в режимах резки по сра нению с режимами сварки и состоит в следующем. В режимах резки эрози  а тивной вставки по глубине характери зуетс  высотой скоростью на начальном этапе работы электрода. Так, эрози  активной вставки из циркони  или гафни  на глубину 1,3-1,6 мм происходит за врем , составл ющее всего 7-10% общего ресурса работы электрода. Это и предопредел ет основные, сложившиес  соотношени  геометрии существующих циркониевых и гафниевых электродов дл воздушно плазменной резки: активна  вставка выполн етс  в виде выт нутого цилин ра с отношением высоты к диаметру, равным приблизительно 2 Гз7. В режимах плазменной сварки в среде углекислого газа эрози  на начальном этапе мала и возрастает по мере увеличени  глубины эрозионной лунки. После достижени  глубины эрозии, равной приблизительно 2,5 3 мм при токах дуги, больших или равных 500 А, электрод выходит из стро . Поэтому авторы пришли к заключению , что существующа  задача. повышени  ресурса электрода должна быть реализована на начальном этапе работы электрода. В основу решени  легли с; едующие предпосылки. При проведении исследований электродов активными вставками из циркони  и гафни  в режимах плазменной сварки среде углекислого газа при варьировании параметров процесса (ток дуги геометри  электрода, расход плазмосбразующего газа, диаметр сопла) авторами быЛи сделаны следующие . наблюдени . При всех параметрах процесса пос ле выключени  дуги наблюдалось осаждение темного налета порошка на поверхности активной- вставки в местах , прилегающих к медному держател Анализ показал,что этот, порошок  в л етс  графитом. Осаждение графита на поверхности активной вставки наблюдалось Фридл ндом М.Г. при работе электродов в плазмообразующих углеводородах и смес х углеводородов с кислородом (осаждение графита на поверхности активной вставки электроду при работе в углеводородах следует считать известным фактором ) И.. Новым фактом, обнаруженным авторами ,  вл етс  характер топографии осаждени  графита. Покрытие графитом поверхности активной вставки электрода происходит всегда от периферии к центру в виде кольца. Если поверхность активной вставки покрыта неполностью, то свободна  от графита площадь поверхности вставки располагаетс  об зательно в центре. Наиболее важным наблюдением, сделанным авторами,  вл етс  установление св зи между размером площади поверхности вставки, покрытой графитом, и параметрами процесса. Было установлено , что изменение параметров, привод щее к увеличению ресурса, одновременно приводит и к увеличению площади, покрытой графитом, при максимальном ресурсе - покрыта вс  поверхность вставки. Анализ указанных выше наблюдений и сопоставление их с температурным полем электрода позвол ют заключить, что трафит осаждаетс  на участках рабочей поверхности электрода с наиболее низкой температурой,ресурс работы электрода тем больше, чем больша  часть рабочей поверхности имеет более низкую температуру, если даже небольшой участок рабочей поверхности электрода имеет Повышенную температуру, то это локальное повышение приводит к снижению ресурса работы электрода. На основании приведенного анализа авторы пришли к выводу, что дл  повышени  ресурса работы электрода необходимо обеспечить и более интенсивное , « более равномерное охл дение. Выполнение условий интенсивного и более равномерного охлаждени  возможно только при принципиальном изменении геометрии самой активной вставки. Расчеты показали, что при уменьшении высоты активной вставки до некоторого уровн , определ емого ее диаметром, становитс  существенной дол  теплоотвода через дно вставки . Экспериментально установлено, . что ресурс работы электрода существенно повышаетс  при ,75 d, i где h - высота активной вставки; d - диаметр активной вставки. На фиг. 1 приведена крива  зависимости ресурса работы предлагаемого электрода от соотношени j на фиг.2 - неплав щийс  электрод. Неплав щийс  электрод содержич гафниевую вставку Ht и медный электрододержатель Си (h - высота вста.вки, d - диаметр) . Зависимость сн та при следующих параметрах: Плазмообразующий Углекислый газгаз Ток дуги, А 800 Расход плазмообразующего газа, Диаметр канала сопла, мм Повторно-кратРежим работы ковременный электрода Продолжительность включени ,мин1 , Продолжительность паузы,мин1 При проведении исследований авто рами обнаружен еще один неожиданный результат. При h 0,25. d (что соответствует наиболее интенсивному охлаждению ) электрод становитс  неработоспособным . Это св зано с тем что при переохлаждении материала эмиттирующей поверхности происходи контрагирование катодного п тна, . дуга становитс  пространственно не устойчивой и происходит быстрое разрушение электрода. Участок неус чивой работы электрода показан на кривой пунктиром. Так,им образом, предлагаетс  эле трод (фиг.2) с цилиндрической активной вставкой из материала IV А группы периодической системы элеме тов или сплавов на основе металлов IV А группы, выполненный таким образом , что соотношение высоты вста ки и диаметра лежит в следующих пределах: 0,75 d h 0,25 d, где d - диаметр активной вставки ; h - высота активной вставки. В таблице приведены сравнительные результаты испытаний предлагае мых и известных электродов из гафни  в среде углекислого газа в реж ме кратковременных включений. Параметры испытаний:. - Плазмообразующа  смесь -Углекислый га Ток дуги, А ,700 Диаметр сопла,мм 10 РасЛод плазмообразующего газа, л/ч250 Расход охлаждающей воды, л/мин Врем  одного включени , мин 2 Диаметр вставки из гафни , мм 2,5 Известный 2 Предлагаемый й,б Формула изобретени  Нештав щийс  электрод дл  плазменной обработки, содержащий медный электрододержатель, в котором размещена активна  цилиндрическа  вставка , вьшолненна  из металлов IV А группы периодической системы элементов или их сплавов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  долговечности работы на токах свыше ббо А за счет улучшени  условий охлаждени  вставки, ее высота с диаметром свйзана следующим соотношением: 0,73 d h d, где S - диаметр активной встгшки, . h - высота активной вставки. Источники информации, прин тые во взимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство,СССР 287214,. кл. В 23 К 9/16, 1968. This goal is achieved by the fact that the height of the insert with a diameter is 0.75 d h 0.25 d, where d is the diameter of the active insert; h is the height of the active insert. The selection of the specified limits is based on the following. Our studies have shown that in plasma carbon-arc welding, the nature of the electrode erosion is fundamentally different from the nature of the known electrodes for air-plasma cutting. This difference in the predetermination of GnO by higher current densities on the electrode in cutting modes compared to welding modes and consists in the following. In cutting modes, the erosion insertion in depth is characterized by the height velocity at the initial stage of the electrode operation. Thus, the erosion of an active zirconium or hafnium insert to a depth of 1.3-1.6 mm occurs over a period of only 7-10% of the total lifetime of the electrode. This predetermines the basic, well-developed relations of the geometry of the existing zirconium and hafnium electrodes for air plasma cutting: the active insert is made in the form of an extended cylinder with a ratio of height to diameter of approximately 2 Gz7. In the modes of plasma welding in a carbon dioxide environment, erosion at the initial stage is small and increases with increasing depth of the erosion hole. After reaching an erosion depth of approximately 2.5 to 3 mm with arc currents greater than or equal to 500 A, the electrode goes out of order. Therefore, the authors concluded that there is an existing task. an increase in the electrode resource must be realized at the initial stage of the electrode operation. The basis of the decision lay with; eating prerequisites. When conducting research on electrodes with active inserts made of zirconium and hafnium in plasma welding modes of carbon dioxide at varying process parameters (arc current, electrode geometry, plasma-emitting gas flow rate, nozzle diameter), the authors made the following. observation. With all the parameters of the process, after the arc was turned off, a dark deposit of powder on the surface of the active insert was observed in the places adjacent to the copper holder. Analysis showed that this powder was in graphite. The deposition of graphite on the surface of the active insert was observed Friedl ndom MG when operating electrodes in plasma-forming hydrocarbons and mixtures of hydrocarbons with oxygen (deposition of graphite on the surface of the active insert of the electrode when working in hydrocarbons should be considered a known factor) I. The new fact discovered by the authors is the pattern of the topography of graphite deposition. The graphite coating of the surface of the active electrode insert always occurs from the periphery to the center in the form of a ring. If the surface of the active insert is not completely covered, then the surface of the insert is free of graphite and is necessarily located in the center. The most important observation made by the authors is to establish the relationship between the size of the surface area of the insert covered with graphite and the process parameters. It was found that a change in parameters, leading to an increase in resource, simultaneously leads to an increase in the area covered by graphite, with the maximum resource covered by the entire surface of the insert. Analysis of the above observations and comparing them with the temperature field of the electrode allows us to conclude that the trajectory is deposited on the working surfaces of the electrode with the lowest temperature, the life of the electrode is greater, the larger part of the working surface has a lower temperature, if even a small area of the working surface the electrode has an elevated temperature, this local increase leads to a decrease in the service life of the electrode. Based on the above analysis, the authors came to the conclusion that in order to increase the service life of the electrode, it is necessary to provide more intensive, more uniform cooling. The fulfillment of conditions of intensive and more uniform cooling is possible only with a fundamental change in the geometry of the most active insert. Calculations have shown that with a decrease in the height of the active insert to a certain level, determined by its diameter, it becomes a significant fraction of the heat sink through the bottom of the insert. Experimentally established. that the life of the electrode increases significantly when, 75 d, i where h is the height of the active insert; d is the diameter of the active insert. FIG. Figure 1 shows the curve of the dependence of the service life of the proposed electrode on the ratio j in Figure 2 - a non-melting electrode. The non-consumable electrode contains the Ht hafnium insert and the Cu copper electrode holder (h is the height of insertion, d is the diameter). The dependence is removed with the following parameters: Plasma-forming Carbon dioxide gas Arc current, A 800 Plasma-forming gas flow, Nozzle channel diameter, mm Repeated operation of the covortical electrode Turn-on duration, min1, Pause duration, min1 During the research, another unexpected result was found by the authors. When h is 0.25. d (which corresponds to the most intensive cooling) the electrode becomes inoperative. This is due to the fact that when the material of the emitting surface is supercooling, the cathode spot contraction occurs,. the arc becomes spatially unstable and there is a rapid destruction of the electrode. The site of the idle work of the electrode is shown on the curve by a dotted line. Thus, it proposes an electrode (Fig. 2) with a cylindrical active insert made of material IV A of the group of a periodic system of elements or alloys based on metals of the IV A group, so that the ratio of the height of the insert and the diameter lies within the following limits : 0.75 dh 0.25 d, where d is the diameter of the active insert; h - the height of the active insert. The table shows the comparative results of tests of the proposed and known hafnium electrodes in a carbon dioxide environment in the mode of short-term inclusions. Test parameters :. - Plasma-forming mixture - Carbonic hectare Arc current, A, 700 Nozzle diameter, mm 10 Plasma-forming gas solution, l / h250 Cooling water flow, l / min One switching time, min 2 Insert diameter from hafnium, mm 2.5 Known 2 Proposed , B Claim An inventive electrode for plasma treatment containing a copper electrode holder in which an active cylindrical insert is placed, made of metals of group IVA of the periodic system of elements or their alloys, characterized in that in order to increase the durability of operation Kah over bbo A by improving the conditions for cooling the insert, its height with a diameter svyzana following relation: 0,73 d h d, where S - the active diameter vstgshki,. h - the height of the active insert. Sources of information taken in charge during the examination 1. Author's certificate, USSR 287214 ,. cl. 23 K 9/16, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 367646, кл.В 23 К 31/06, 1971. 2. USSR author's certificate No. 367646, c. В 23 К 31/06, 1971. 3.Фридл нд М.Г. Использование работы стержневого неплав щегрс  катода при горении дуги в углеводородах . Теплофизика высоких температур , 1973, т.11, вып. 2, с. 414-415. 14. Медведев А.Я., Россомахо Я.В. Электросварка. Особенности работы электрода в плазмотроне tIBP-1. Электротехническа  промышленность, вып. 3. 1973, с. 13 (прототип).3. Fridl nd M.G. Using the work of rod neplav melts cathode when burning arc in hydrocarbons. Thermophysics of high temperatures, 1973, t.11, vol. 2, s. 414-415. 14. Medvedev A.Y., Rossomakho Ya.V. Electric welding. Features of the electrode in the plasma torch tIBP-1. Electrical Industry, vol. 3. 1973, p. 13 (prototype).
SU752190718A 1975-11-17 1975-11-17 Non-meltable electrode for plasma working SU841850A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752190718A SU841850A1 (en) 1975-11-17 1975-11-17 Non-meltable electrode for plasma working

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752190718A SU841850A1 (en) 1975-11-17 1975-11-17 Non-meltable electrode for plasma working

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU841850A1 true SU841850A1 (en) 1981-06-30

Family

ID=20637680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752190718A SU841850A1 (en) 1975-11-17 1975-11-17 Non-meltable electrode for plasma working

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU841850A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000469A1 (en) * 1985-07-22 1987-01-29 Gosudarstvenny Proektny I Nauchno-Issledovatelsky Method of electric arc processing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000469A1 (en) * 1985-07-22 1987-01-29 Gosudarstvenny Proektny I Nauchno-Issledovatelsky Method of electric arc processing
US4810851A (en) * 1985-07-22 1989-03-07 Gossudarsvenny Proektny i Nauchno-Issledovatelsky Institute Nikelevo-Kobaltovoi Promyshylennosti Method of constantly restoring an electrode during plasma treatment of materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2174317C (en) Plasma torch
US8129654B2 (en) DC arc plasmatron and method of using the same
US4317984A (en) Method of plasma treatment of materials
PL115498B1 (en) Method for producing plasma in a plasma arc generator and device therefor
US5416296A (en) Electrode for plasma arc torch
Nemchinsky Erosion of thermionic cathodes in welding and plasma arc cutting systems
US4304984A (en) Non-consumable electrode for plasma-arc welding
MXPA00003636A (en) Tapered electrode for plasma arc cutting torches.
SU841850A1 (en) Non-meltable electrode for plasma working
JPH0795474B2 (en) Method for melting and refining metals such as electric arc steelmaking and electrode cooling device used therefor
AU2015291457A1 (en) Electrode for a welding torch for tungsten gas-shielded welding and welding torch having such an electrode
RU2686505C1 (en) Method of plasma processing of metal products
SU1234104A1 (en) Plasma torch
SU695074A1 (en) Method of making non-fusible electrode
US3271288A (en) Electrolytic drilling and tapping apparatus
SU667364A1 (en) Non-consumable electrode
RU2705847C1 (en) Plasmatron for plasma-selective frying of metal powders
SU841870A1 (en) Non-meltable electrode for plasma working
SU846183A1 (en) Non-meltable electrode for arc processes
SU919839A2 (en) Non-meltable electrode for arc processes
JPH022694A (en) Gas laser equipment
US4810851A (en) Method of constantly restoring an electrode during plasma treatment of materials
CN113966257B (en) Method for plasma cutting
SU816726A1 (en) Method of plasma-arc welding
SU546444A1 (en) Plasma arc cutting torch