Повышение эффективности плазмотронов для напыления и наплавки

Бесплатно!

Категория: .

Описание материала

Диссертация посвящена разработке принципов повышения эффективности электродуговых плазмотронов для напыления и наплавки. Научно обоснованы методы повышения ресурса работы термохимических катодов за счет создания условий для уменьшения тепловой нагрузки на катод, распределения катодной и анодной привязки дуги. Один из предложенных способов образования диффузной привязки дуги заключается в выполнении на рабочей поверхности разрядного канала анода продольных выемок (канавок), обусловливающих разрушение пристеночной структуры течения газа. Экспериментально установлено, что при токах дуги выше 160 А наблюдается перестройка прианодных процессов, приводящих к росту напряжения на дуге и появлению диффузной зоны контакта дуги с анодом. Применение в конструкции плазмотронов для напыления межэлектродной вставки (одинарной или секционированной) позволяет добиться необходимой мощности дугового разряда за счет роста напряжения на дуге, снижая тем самым токовую нагрузку на электроды, а межсекционная подача рабочего газа способствует повышению теплового КПД плазмотрона. Предложенные в работе экспериментальные зависимости по определению диаметров катода и разрядного канала МЭВ позволяют улучшить тепловой режим работы термохимического катода. Эксперименты подтвердили возможность получения в созданных плазмотронах для напыления устойчивых потоков плазмы в широком диапазоне изменения тока дуги (50…400 А), расхода рабочего газа – воздуха (0,6…4,0)*10-3кг/с) и температуры плазменной струи (3500…5000 К), при этом удельная эрозия гафниевого электрода диаметром 0,0025 м составила 10-11…10-9 кг/Кл. Плазмотроны для наплавки порошковыми материалами мощностью до 40 кВт устойчиво работали на прямой и обратной полярности при номинальном рабочем токе 300…315 А, расходах плазмообразующего, защитного и транспортирующего газа (аргона) (0,8…1,8)*10-3 кг/с, а ресурс их работы составил не менее 50 ч. В работе на основе рассмотрения задачи нестационарного нагрева газа в канале плазмотрона получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать электрические, тепловые и эрозионные характеристики плазмотронов для напыления и наплавки с учетом зависимости физических свойств и расхода нагреваемого газа, размеров разрядного канала и изменения силы тока с течением времени. Сравнение расчетов с известными теоретическими и экспериментальными данными, полученными для развитого участка дуги, показывает их удовлетворительное согласие. Предложена математическая модель физических процессов, протекающих в плазменной струе и при ее взаимодействии с нагреваемым порошковым материалом с учетом обратного влияния обрабатываемого материала на характеристики плазменной струи. Выявлено влияние крупномасштабных пульсаций тока в плазмотронах для напыления и наплавки на нагрев напыляемого и наплавляемого порошков и их зависимость от параметров системы «источник питания – плазмотрон». Предложенная методика расчета 18 параметров системы питания плазмотрона позволила уменьшить величину возмущения тока дуги практически на порядок от влияния малых случайных изменений напряжения источника питания. Разработанные плазмотроны для напыления и наплавки нашли применение для восстановления деталей металлургического оборудования в условиях ОАО «Алчевский металлургический комбинат» (г. Алчевск).

Характеристики

Автор(ы)

Брожко Р.Н.

Год издания

2016

Количество страниц

185

Язык

Russian

Типы файлов

pdf

Раздел

Ионно-плазменное оборудование и технологии

Качество

excellent

Отзывы

Пока нет отзывов, хотели бы вы добавить свой отзыв?

Добавьте первый отзыв “Повышение эффективности плазмотронов для напыления и наплавки”

Введите текст вашего объявления о Купле/продаже!

*

*

*