КОМПОЗИЦИОННЫЕ РАСХОДУЕМЫЕ ДЕТАЛИ ГОРЕЛКИ ДЛЯ СВАРКИ ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ

1. Электрод для использования в горелке для сварки плазменной дугой, в которой электрод расположен относительно сопла так, что образуется плазменная камера, причем электрод содержит:
тело, имеющее передний участок, средний участок и задний участок,
при этом передний участок включает в себя рабочий конец электрода, содержащий проводящий первый материал, причем рабочий конец электрода включает в себя: 1) область вспомогательного контакта для зажигания вспомогательной дуги поперек сопла и 2) излучатель;
при этом, по меньшей мере, один из среднего участка или заднего участка содержит второй материал, причем средний участок ограничивает ближний конец для сопряжения с передним участком и дальний конец для сопряжения с задним участком, при этом плотность материала, присущая второму материалу, меньше, чем половина плотности материала, присущей первому материалу; и
при этом задний участок имеет диаметр, больший, чем диаметр переднего участка, причем задний участок соседствует с областью пневматической реакции для восприятия отклоняющего потока сжатого газа с целью отделения электрода от сопла во время зажигания вспомогательной дуги; и
токопроводящий тракт, идущий от переднего участка к заднему участку упомянутого тела.
2. Электрод по п. 1, в котором первый материал содержит медь или серебро.
3. Электрод по п. 1, в котором второй материал содержит, по меньшей мере, один металл из алюминия, латуни, никеля или нержавеющей стали.
4. Электрод по п. 1, в котором задний участок содержит третий материал.
5. Электрод по п. 4, в котором третий материал является, по существу, непроводящим.
6. Электрод по п. 1, в котором задний участок содержит
второй материал.
7. Электрод по п. 1, в котором рабочий конец электрода охлаждается потоком сжатого газа, подаваемого снаружи к электроду.
8. Электрод по п. 1, в котором первый материал является медью, а второй материал является алюминием.
9. Электрод по п. 1, в котором длина переднего участка составляет примерно 25% длины электрода.
10. Электрод по п. 1, в котором передний участок посажен по прессовой посадке в ближний конец среднего участка.
11. Электрод по п. 1, в котором задний участок посажен по прессовой посадке в дальний конец среднего участка.
12. Электрод по п. 1, в котором сопрягаемая поверхность переднего участка и первая сопрягаемая поверхность среднего участка находятся в непосредственном контакте друг с другом и образуют герметичное уплотнение.
13. Электрод по п. 1, в котором сопрягаемая поверхность заднего участка и вторая сопрягаемая поверхность среднего участка находятся в непосредственном контакте друг с другом и образуют герметичное уплотнение.
14. Электрод по п. 12, в котором сопрягаемая поверхность переднего участка или первая сопрягаемая поверхность среднего участка является неплоской.
15. Электрод по п. 13, в котором сопрягаемая поверхность заднего участка или вторая сопрягаемая поверхность среднего участка является неплоской.
16. Электрод по п. 1, в котором передний участок, задний участок и средний участок изготовлены как отдельные детали.
17. Электрод по п. 1, в котором плотность первого материала, по меньшей мере, в три раза больше, чем плотность второго материала.
18. Электрод по п. 4, в котором плотность третьего материала меньше, чем плотность, по меньшей мере, первого материала или второго материала.
19. Электрод по п. 1 для использования в горелке для сварки плазменной дугой, которая представляет собой горелку с
контактным запуском для сварки плазменной дугой.
20. Электрод для использования в горелке для сварки плазменной дугой, содержащий:
удлиненный передний участок, ограничивающий ближний конец и дальний конец и имеющий конфигурацию, обеспечивающую токопроводящий тракт от дальнего конца к ближнему концу, причем передний участок содержит первый проводящий материал с первой плотностью;
кольцеобразный задний участок, ограничивающий полый центр и имеющий конфигурацию, обеспечивающую, по существу, окружение части переднего участка, когда передний участок находится внутри полого центра, причем (1) задний участок включает в себя область пневматической реакции для восприятия отклоняющего потока сжатого газа и (2) задний участок содержит второй проводящий материал со второй плотностью, которая меньше, чем половина плотности первого материала; и
излучатель, расположенный в ближнем конце переднего участка.
21. Электрод по п. 20, в котором кольцеобразный задний участок включает в себя, по меньшей мере, один проток текучей среды для обеспечения прохождения газа через него.
22. Электрод по п. 20, дополнительно содержащий:
контактный элемент, находящийся на дальнем конце переднего участка; и
упругий элемент, находящийся между контактным элементом и кольцеобразным задним участком и физически контактирующий с передним участком, причем конфигурация упругого элемента обеспечивает отклонение кольцеобразного заднего участка и переднего участка от контактного элемента.
23. Электрод по п. 22, в котором контактный элемент содержит третий материал.
24. Электрод по п. 22, в котором во время операции, осуществляемой посредством вспомогательной дуги горелки для сварки плазменной дугой, упругий элемент пропускает, по существу, весь ток вспомогательной дуги между источником питания и передним участком через контактный элемент.
25. Электрод по п. 22, в котором во время операции, осуществляемой посредством дуги прямого действия горелки для сварки плазменной дугой, упругий элемент пропускает, по меньшей мере, часть тока дуги прямого действия между источником питания и передним участком через контактный элемент.
26. Электрод по п. 1, в котором первый проводящий материал содержит медь, а второй проводящий материал содержит алюминий.
27. Горелка для сварки плазменной дугой, содержащая:
электрод, содержащий, по меньшей мере, передний участок, задний участок и третий участок, причем:
передний участок включает в себя рабочий конец электрода, содержащий проводящий первый материал, при этом рабочий конец электрода включает в себя: 1) область вспомогательного контакта для зажигания вспомогательной дуги и 2) излучатель,
задний участок содержит второй материал, а
третий участок, сочлененный с дальним концом заднего участка, включает в себя область пневматической реакции для восприятия потока плазмы,
при этом, по меньшей мере, один из заднего участка или третьего участка содержит второй материал, причем плотность второго материала меньше половины плотности материала, присущей проводящему первому материалу; и
сопло, установленное относительно электрода, при этом сопло и электрод ограничивают плазменную камеру.
28. Горелка по п. 27, в которой рабочий конец электрода охлаждается потоком плазмы через плазменную камеру.
29. Горелка по п. 27, в которой сопло содержит, по меньшей мере, участок рабочего конца и участок тела, причем участок рабочего конца включает в себя проводящий первый материал, а участок тела содержит второй материал.
30. Способ изготовления электрода, используемого в горелке для сварки плазменной дугой, заключающийся в том, что:
выбирают первый проводящий материал, имеющий первую плотность, и второй проводящий материал, имеющий вторую плотность, причем вторая плотность, по меньшей мере, в два раза больше, чем плотность первого материала;
формируют удлиненный задний участок из первого проводящего материала, причем удлиненный задний участок ограничивает ближний конец и дальний конец;
формируют удлиненный передний участок из второго проводящего материала таким образом, что удлиненный передний участок сочленяется с ближним концом заднего участка; и
размещают излучатель в переднем участке; и
обеспечивают кольцеобразную область пневматической реакции, соседствующую с дистальным концом заднего участка, причем кольцеобразная область пневматической реакции предназначена для восприятия отклоняющего потока сжатого газа.
31. Способ изготовления электрода, используемого в горелке для сварки плазменной дугой, заключающийся в том, что:
выбирают первый проводящий материал, имеющий первую плотность, и второй проводящий материал, имеющий вторую плотность, при этом вторая плотность, по меньшей мере, в два раза больше, чем плотность первого материала;
формируют кольцеобразный задний участок из первого проводящего материала, причем кольцеобразный задний участок ограничивает полый центр;
формируют удлиненный передний участок из второго проводящего материала, причем удлиненный передний участок ограничивает ближний конец и дальний конец;
сажают удлиненный передний участок сквозь полый центр кольцеобразного заднего участка таким образом, что кольцеобразный задний участок, по существу, окружает, по меньшей мере, часть переднего участка, при этом передний участок и задний участок оказываются соединенными, по существу, неподвижно, так что они движутся как единое целое, когда задний участок воспринимает отклоняющее давление; и
размещают излучатель в ближнем конце переднего участка.
32. Способ изготовления по п. 31, дополнительно предусматривающий:
размещение контактного элемента на дальнем конце переднего участка; и
размещение упругого элемента между контактным элементом и
кольцеобразным задним участком, при этом упругий элемент физически контактирует с передним участком.
33. Сопло для использования в горелке для сварки плазменной дугой, содержащее:
задний участок, содержащий проводящий первый материал с первой плотностью, причем задний участок ограничивает ближний конец и дальний конец;
по существу, полый передний участок, включающий в себя: 1) секцию рабочего конца, содержащую проводящий второй материал со второй плотностью, и 2) заднюю секцию, конфигурация которой обеспечивает сочленение переднего участка с ближним концом заднего участка, причем вторая плотность, по меньшей мере, в два раза больше, чем первая плотность; и
выходное отверстие для плазмы, находящееся в секции рабочего конца переднего участка.
34. Сопло по п. 33, в котором секция рабочего конца содержит наружный участок сопла и образует рабочий конец сопла.
35. Сопло по п. 33, в котором задняя секция переднего участка содержит участок внутренности сопла и образует, по меньшей мере, секцию плазменной камеры во взаимодействии с электродом, расположенным в горелке для сварки плазменной дугой.
36. Сопло по п. 35, дополнительно содержащее, по меньшей мере, один вентиляционный канал, встроенный, по меньшей мере, в один из заднего участка или переднего участка для вентиляции, по меньшей мере, части плазменного газа из плазменной камеры.
37. Сопло по п. 33, в котором проводящий первый материал содержит, по меньшей мере, один металл из алюминия, латуни, никеля или нержавеющей стали.
38. Сопло по п. 33, в котором проводящий первый материал содержит алюминий.
39. Сопло по п. 33, в котором проводящий второй материал содержит, по меньшей мере, один металл - либо медь, либо серебро.
40. Сопло по п. 33, в котором проводящий второй материал содержит медь.
41. Сопло по п. 33, в котором первый материал является
алюминием, а второй материал является медью.
42. Сопло по п. 33, в котором сопрягаемая поверхность переднего участка и сопрягаемая поверхность заднего участка находятся в непосредственном контакте друг с другом и образуют герметичное уплотнение.
43. Сопло по п. 33, в котором задняя секция переднего участка содержит первый материал или второй материал.
44. Сопло по п. 33, дополнительно содержащее участок внутренности, по существу, накрывающий наружную поверхность, по меньшей мере, одного из заднего участка или переднего участка, при этом наружный участок содержит третий материал.
45. Сопло по п. 44, в котором третий материал включает в себя анодированный слой для обеспечения электрической изоляции или стойкости к коррозии.
46. Сопло по п. 44, в котором третий материал является, по существу, непроводящим.
47. Сопло по п. 44, в котором плотность третьего материала меньше, чем плотность, по меньшей мере, одного из первого материала или второго материала.
48. Сопло по п. 44, в котором передний участок, задний участок и наружный участок изготовлены как отдельные детали.
49. Сопло по п. 33, в котором вторая плотность, по меньшей мере, в три раза больше, чем первая плотность.
50. Сопло по п. 33, в котором длина переднего участка составляет примерно 25% длины сопла.
51. Сопло по п. 33 для использования в горелке для сварки плазменной дугой, которая представляет собой горелку с контактным запуском для сварки плазменной дугой.
52. Сопло для использования в горелке для сварки плазменной дугой, содержащее:
по существу, полый передний участок, содержащий медь, причем передний участок включает в себя 1) участок внутренности, образующий, по меньшей мере, секцию плазменной камеры, 2) внешний участок, образующий рабочий конец сопла, и 3) выходное отверстие для плазмы, конфигурация которого обеспечивает сужение плазменной дуги; и
задний участок для сочленения сопла с плазменной горелкой, причем задний участок выполнен из материала, имеющего плотность, меньшую, чем половина плотности меди.
53. Сопло по п. 52, в котором материал заднего участка содержит алюминий.
54. Сопло по п. 52, дополнительно содержащее третий участок, по существу, накрывающий наружную поверхность, по меньшей мере, одного из заднего участка или переднего участка, причем третий участок включает в себя анодированный слой.
55. Способ изготовления сопла, используемого в горелке для сварки плазменной дугой, заключающийся в том, что
выбирают первый металлический проводящий материал, имеющий первую плотность, и второй металлический проводящий материал, имеющий вторую плотность, причем вторая плотность, по меньшей мере, в два раза больше, чем первая плотность;
формируют задний участок из первого металлического проводящего материала, причем задний участок ограничивает ближний конец и дальний конец;
формируют, по существу, полый передний участок, включающий в себя: 1) секцию рабочего конца из второго металлического проводящего материала и 2) заднюю секцию, конфигурация которой обеспечивает сочленение переднего участка с ближним концом заднего участка; и
обеспечивают расположение выходного отверстия для плазмы в секции рабочего конца переднего участка.
56. Способ изготовления по п. 55, дополнительно предусматривающий:
выбор третьего материала, имеющего третью плотность; и
формирование наружного участка сопла из третьего материала, причем наружный участок, по существу, накрывает наружную поверхность, по меньшей мере, одного из заднего участка или переднего участка.
57. Способ изготовления по п. 56, в котором третья плотность меньше, чем первая плотность и вторая плотность.
58. Способ по п. 30, в котором обеспечение кольцеобразной области пневматической реакции включает в себя формирование
кольцеобразной области пневматической реакции по соседству с дистальным концом заднего участка.