УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ПОЛЫМ ТЕРМОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ

Полезная модель относится к сварочному оборудованию и может быть использована для качественной сварки титановых, ниобиевых и других химически активных сплавов.
Известно устройство для сварки полым неплавящимся электродом в вакууме, содержащая установленный в вакуумируемой посредством откачного насоса камере полый катод. Полость катода через дозирующее устройство связана с емкостью для инертного газа. При работе данного устройства возбуждение дугового разряда между полым катодом и свариваемой деталью осуществляется посредством включения источника тока между полым катодом и свариваемой деталью и одновременной подачи плазмообразующего газа в зону сварки.
(см. журнал «Сварочное производство», №10, 1974 год, стр.1-3).
В результате анализа данного устройства необходимо отметить, что в процессе его работы при включении источника тока не всегда обеспечивается стабильное возбуждение дугового разряда между полым катодом и свариваемой деталью из-за недостаточной мощности источника тока, велика вероятность возникновения вакуумной дуги в парах материала полого катода, а дополнительная подача газа приводит к повышению давления в вакуумной камере, что отрицательно влияет на стабильность возбуждения дугового разряда и качество сварного шва.
Известно устройство для сварки неплавящимся электродом в вакууме, содержащее полый катод, смонтированный в охлаждаемом корпусе. В полости катода размещен вспомогательный электрод, выполненный в виде прутка из тугоплавкого металла и изолированный от катода и корпуса. Вспомогательный электрод связан с источником питания кабелем, который пропущен через газоподводящий шланг, надетый на штуцер в верхней части корпуса.
В процессе работы устройства через шланг в полый катод поступает плазмообразующий газ. Включением источника питания между полым катодом и свариваемой деталью устанавливается разность потенциалов 50-80 В, после чего между полым катодом и вспомогательным электродом с помощью высокочастотного разряда происходит ионизация плазмообразующего газа, что приводит к возбуждению разряда между катодом и деталью и осуществляется процесс сварки детали.
(см. авторское свидетельство СССР №551136, кл. В23К 9/16, 1977 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения данного устройства необходимо отметить, что зачастую при его работе из-за недостаточной величины напряжения холостого хода сварочного источника питания не обеспечивается устойчивое возбуждение дугового разряда, что приводит к снижению производительности и качества сварки.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка устройства для сварки полым термоэмиссионным катодом, обеспечивающего гарантированное возбуждение дугового разряда между полым катодом и свариваемым изделием, что обеспечивает повышение производительности и качества сварки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для сварки полым термоэмиссионным катодом, содержащем сварочную горелку с полым катодом, в котором размещен электрод, первый источник питания, соединенный с полым катодом и имеющий возможность соединения со свариваемой деталью, новым является то, что устройство снабжено вторым источником питания и осциллятором, параллельно подключенными к первому источнику питания, при этом, второй источник питания соединен с полым катодом, а осциллятор - с электродом.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема устройства для сварки полым термоэмиссионным катодом.
Устройство для сварки полым термоэмиссионным катодом содержит сварочную горелку 1, в которой установлен полый катод 2, в осевом отверстии полого катода размещен электрод 3.
Свариваемая деталь обозначена позицией 4.
Устройство также содержит первый источник питания 5, второй источник питания 6 и осциллятор 7.
Первый источник питания имеет возможность подключения к электросети и электрически соединен через диод (D) с деталью 4 и полым катодом 2. К источнику 5 параллельно подключены второй источник питания 6 и осциллятор 7. Выход осциллятора 7 подключен к электроду 3, а выход источника питания 6 через сопротивление (R) - к полому катоду 2.
В качестве источников питания используются известные источники тока. Так, в качестве источника питания 5 может быть использован источник ТИР - 315 в качестве источника 6 - стандартный источник питания.
В качестве осциллятора 7 может быть использован осциллятор типа ОСППЗ-300.
Для комплектации устройства может быть использована сварочная горелка, конструкция которой раскрыта в описании полезной модели РФ №96049.
Устройство для сварки полым термоэмиссионным катодом работает следующим образом.
Для работы сварочную горелку 1 и свариваемую деталь 4 помещают в вакуумную камеру (не показана).
Между торцом полого катода 2 и изделием 4 устанавливают зазор в соответствии с технологическим процессом на сварку.
Полый катод 2 соединяют с источниками питания 5 и 6, а деталь 4 с источником питания 5, который соединяют с сетью 380 В. Осциллятор 7 соединяют с первым источником питания 5 и электродом 3.
Вакуумируют камеру.
Включают в работу источник питания 5, который подает потенциал на деталь 4, а также включает второй источник питания 6 и осциллятор 7, который возбуждает высокочастотные импульсы между полым катодом и электродом, что обеспечивает ионизацию межэлектродного промежутка.
Второй источник питания 6 позволяет получить напряжение холостого хода до 150 В между полым катодом и свариваемым изделием, что обеспечивает гарантированное возбуждение дугового разряда. После возбуждения стабильного дугового разряда между полым катодом 2 и деталью 4 второй источник питания 6 отключается и сварка осуществляется при работе только источника питания 5.
Конструкция устройства обеспечивает устойчивое возбуждение дугового разряда на начальной стадии его работы.