Технология плазменной резки крупногабаритных конструкций

• Автор: Гарин, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1 Технологические особенности плазменной резки углеродистых и легированных сталей

1.1 Описание экспериментальной установки

1,2Методики исследований плазменной дуги

Выводы по разделу

2 Тепловые процессы при резке плазмой с использованием бинарных газовых систем

2.1 Влияние режима горения дуги на величину теплового потока в катод

2.2 Тепловой баланс аргоновой дуги с газовой вихревой стабилизацией

2.3 Тепловой баланс аргоно-водородной дуги с газовой вихревой

стабилизацией

Выводы по разделу

3 Электрические процессы в дуге при плазменной резке

3.1 Электрические характеристики аргоновой дуги с газовой вихревой стабилизацией
3.2 Электрические характеристики аргоно-водородной дуги с газовой вихревой стабилизацией
3.3 Сравнительные характеристики аргоновой и аргоно-водородной дуги с газовой вихревой стабилизацией
3.4 Исследование влияния магнитного поля на параметры
аргоновой и аргоно-водородной дуги
Выводы по разделу
4 Технологические особенности плазменной резки углеродистых и легированных сталей
4.1 Методика исследования плазменной дуги при образовании пор
в сварочных швах
4.2 Плазменная резка аустенитных толстолистовых сталей
Выводы по разделу
Общие выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

В период интенсивного развития промышленности в конце XX и начале XXI веков электрическая дуга нашла широкое применение, в основном, как элемент электрической цепи, предназначенной для преобразования электрической энергии в тепловую. На основании изобретения Бенардосом и Славяновым электрической дуги сварки, получения Габером азота при разложении воздуха в электрической дуге, разработки дуговой металлизации были заложены основы технологии электродуговой обработки разнообразных материалов. [1]
Новые, более широкие возможности открылись в электродуговой технологии в результате появления устройств-плазматронов, генерирующих стабилизированные дуги. Стабилизация электрической дуги, осуществляемая внешним магнитным полем, газовым или водяным потоком, обеспечивает более интенсивный ввод тепла в обрабатываемые дугой объекты и позволяет в широких пределах регулировать плотность энергии в различных участках столба дуги и нагретого в столбе потока газа. В стабилизированной дуге резко ограничивается возможность ее пространственного перемещения, в том числе и при электродных зонах, что позволяет строго локализовать область максимального выделения ее энергии и обеспечить высокую стабильность параметров дуги в течение длительного времени. [1,2]
Результатом появления стабилизированных электрических дуг явилось расширение области применения электродуговой технологии и появление новых технологических процессов. Это химический синтез, резка, сварка, получение чистых тугоплавких металлов, нанесение металлических и неметаллических покрытий, сфероидизация порошкообразных материалов, выращивание кристаллов, высокотемпературные исследования и т.д. [1]
Широкая практика промышленного применения плазматронов показывает, что введение газов с высокой теплопроводностью, в первую
Выводы к разделу
1. Показано что, стабилизированной дуге появляется колебание напряжения и тока различных частот, что необходимо учитывать при измерениях ее электрических параметров.
2. Показано что, для определения тепловых потоков в электроды плазмотрона, целесообразно применять два типа калориметров: для исследований больших тепловых потоков целесообразно применять калориметр на проточной воде, а для уточнения, полученных на калориметре с проточной водой данных исследований при тепловых процессов, сопровождающихся малыми тепловыми потоками в электроды и перегибами в зависимостях тепловых потоков, целесообразно применять паровой калориметр.
3. В связи с тем, что анодная область исследуемой дуги не фиксируемая, все результаты экспериментов следует относить к заданной геометрии электродов, независимость которой в процессе исследований проверялась путем многократных повторений экспериментов.
4. Для сохранения неизменной геометрии электродов плазмотрона необходимо выполнение цикла формирования дуги, устанавливающего определенную временную взаимосвязь основных варьируемых параметров процесса при выводе дуги на режим.