УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF FLAT PRODUCTS

Изобретение относится к плазменной обработке изделия, в частности, к устройствам для плазменной поверхностной закалки металлов и сплавов и может быть использовано для плазменной обработки плоских изделий
Известно устройство для плазменной поверхностной закалки плазмотроном с секционированной межэлектродной вставкой [Лещинский и др. Плазменное поверхностное упрочнение. - Киев: Техника, 1990].
Недостатком известного устройства является малая ширина закаливаемой за один проход зоны. При многопроходной же закалке наблюдается существенная неоднородность обработанной поверхности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для закалки плоской поверхности широкой полосой, в котором применено переменное магнитное поле для увеличения линейного размера струи в одном направлении [Fox T.J. and Harry J.E. Surface neat treatment using a plasma torch witu a rectangular jet. Procuding Conference on Electricity for materials processing and conservation. - London: 1977, p.21-23]. Устройство содержит систему подачи газа, стержневой катод и сопло с внутренним каналом. Горение дуги происходит в щели, которой заканчивается сопло и по которой анодное пятно перемещается под действием магнитного поля.
Использование поперечного переменного магнитного поля и щелевого канала сопла дает возможность увеличить ширину закаливаемой полосы. Однако, из-за использования в устройстве стержневого катода не удается получить равномерный тепловой поток по ширине закаливаемой полосы - имеют место неодинаковые условия привязки анодного пятна по длине щели.
Решаемой задачей является повышение качества плазменной обработки изделия широкой полосой.
Это достигается тем, что в устройстве для плазменной обработки плоских изделий, содержащем систему подачи рабочего газа, сопло, выполненное с внутренним каналом и щелью для выхода рабочего газа, и соосный с ним катод, генератор переменного магнитного поля, магнитопровод которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитопровода размещены симметрично относительно оси устройства, наконечник катода, выполненный из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника равна длине щели сопла.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства для плазменной обработки изделия.
Устройство для плазменной обработки изделия содержит систему подачи рабочего газа 1, сопло 2, выполненное с внутренним каналом 3 и щелью для выхода рабочего газа 4, и соосный с ним катод 5, генератор переменного магнитного поля 6, магнитопровод 7 которого закреплен по наружной части сопла, а полюса магнитопровода 8 размещены симметрично относительно оси устройства. При этом наконечник 9 катода 5 выполнен из пруткового вольфрама, ось которого перпендикулярна оси устройства, а длина наконечника 9 равна длине щели 4 сопла 2. Позицией 10 обозначено обрабатываемое изделие.
Устройство работает следующим образом. Одним из известных способов с использованием сопла 2 возбуждается электрическая дуга между катодом 5 и обрабатываемым изделием 10. Рабочий газ проходит через разрядный промежуток и производит нагрев обрабатываемого изделия. Поперечное магнитное поле, создаваемое генератором 6, заставляет разряд осциллировать вдоль щели 4 сопла 2, что позволяет равномерно прогревать рабочий газ. Длина щели 4 подбирается из условия получения необходимой ширины полосы плазменной обработки.
Использование в устройстве длинного наконечника катода из пруткового вольфрама, расположенного перпендикулярно оси устройства, в плазмотроне прямого действия позволяет фокусировать катодное пятно на торце катода и при этом интенсивно и равномерно перемешать его с помощью переменного магнитного поля по всей длине наконечника. При этом, по сравнению со стержневым электродом, имеет место стабильное горение дуги и возможность получения более высокой температуры и тепловой мощности.