книги из ГПНТБ / Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры

электрода выступает снизу). Дуга горит между боковой поверхностью электрода и металлом, а воздух, выры­ ваясь из отверстий или щели, располагаемых около электрода, омывает последний и выдувает из реза рас­ плавленный металл [Л. 23].

Резка ведется на постоянном токе (плюс на элек­

для зажима электрода и ручным воздушным краном, рассчитанных на величину тока до 500 а.

Расход воздуха составляет 0,35—0,7 м3/мин.

К недостаткам этого метода следует отнести возмож­ ность науглероживания поверхности металла на кром­ ках реза при неправильно выбранных режимах работы

{Л. 23].

Резка проникающей дугой заключается в глубоком проплавлении металла по линии реза дуговым разрядом, направляемым потоком высокотемпературного ионизи­ рованного газа (плазмы). Одновременно газовая струя удаляет расплавленный металл. Газ приобретает необ­ ходимые свойства в головке резака, где он подвергается непосредственному действию мощного дугового разряда.

Рисунок 5-3 изображает схему головки резака с про­ никающей дугой. Между вольфрамовым электродом 1 и корпусом 2 возбуждается кратковременная дуга, кото­ рая затем увлекается струей ионизированного в ней

80

плазмы, зажигают уже рабочую, реЖуЩую дугу между вольфрамовым электродом и разрезаемым металлом.

Схема зажигания дуги при помощи осциллятора при­ ведена на рис. 5-4. Существуют также системы резаков, которые можно зажигать вспомогательной дугой, крат­ ковременно замыкая разрядный промежуток опусканием электрода до соприкосновения с корпусом и поднятием его. Можно зажигать вспомогательную дугу и путем замыкания разрядного промежутка временным введе­

нием в него проводящей вставки [Л. 23].

Для правильной работы и долговечности резака очень важна точность его изготовления и сборки, так как вольфрамовый электрод должен стоять строго соос­ но с отверстием сопла, иначе наступают односторонний перегрев сопла и быстрый выход его из строя.

Такие же последствия может вызвать неправильная эксплуатация резака: резка с чрезмерно большой ско­ ростью, отклоняющая режущую дугу от центрального положения, или касание наконечником разрезаемого металла, при котором дуга рабочего тока перескакивает внутрь сопла и, несмотря на водяное охлаждение, быст­ ро его сжигает. К этому же может привести работа без доступа или при недостаточном поступлении в резак охлаждающей воды.

Установка УДР-2М, как и некоторые другие, не ли­ шена существенного недостатка — плохого охлаждения сопла резака, благодаря чему резак быстро выходит из строя. Это учтено в модернизированной установке ИТЭФ-20М, общий вид которой показан на рис. 5-5. Система охлаждения ее резака исключает возможность образования паровых или воздушных мешков. Для рез­ ки крупных заготовок такая установка или подобные ей совмещаются с одной из известных газорезательных установок, например типа АСШ или СГУ-60-1. На схеме рис. 5-6 показана такая комбинированная установка типа УГЭР-500. Она состоит из станции управления 1, источника питания 2 типа ИПГ-500, поддерживающего шланги кронштейна 3, плазменной горелки 4 типа Т-18 и копировальной прямоугольно-координатной газореза­ тельной машины 5 [Л. 76]. На такой установке можно раскраивать листы металла шириной до 2 000 и длиной до 6 000 при толщине до 150 мм. В листах толщиной до 70 мм возможна пробивка начального отверстия при помощи той же горелки, для чего горелка устанавли­

82

до 70 мм. Желательно при этом питать их обмотки воз­ буждения от независимого источника, включая их по­ следовательно ![Л. 23] во избежание перемагничивания.

Сварочные выпрямители типов ВСС-300, ВСС-500 можно соединять последовательно по два и три в одной установке.

Резка плазменной струей. Отличие плазменной струи, применяемой также для резки металлов, плохо поддаю­ щихся кислородной резке, от проникающей дуги состоит в том, что здесь дуга горит не между электродом и раз­ резаемым металлом, а между электродом и наконечни­ ком, на выходном торце которого или в его канале рас­ полагается одно из дуговых пятен (второе — на воль­ фрамовом электроде), а наружу вырывается и режет металл только струя плазмы, образующей факел вне дуги.

Схемы устройства головок плазмогенераторов пока­ заны на рис. 5-8. Анодное пятно дуги не остается в од­ ной точке сопла, а быстро перемещается по кругу (дуга вращается), благодаря чему каждая точка получает немного энергии, отводимой материалом сопла в охлаж­ дающую воду, и сопло не сгорает в течение длительного времени. Таким образом, дуга здесь является внутрен­ ней, а газ под ее воздействием преобразуется в струю

Рис. 5-8. Схемы плазмогенераторов.

а — с каналом и соплом; б — с длинным каналом; в — с корот­ ким соплом.

/ — плазма; 5 —дуга; 3 — сопло; 4 — канал; 5 — электрод; 6 — подача газа.

85

плазмы. При работе на аргоне температура в струе плазмы достигает 10 000—15 000°С. Кроме аргона, воз­ можна работа на чистом азоте, водороде, гелии или па их смесях. Сруеп плазмы можно резать более толстый металл, чем проникающей дугой.

Плазменная струя не только плавит металл, но и выносит его расплавленные частицы из зоны реза, обла­ дая значительной кинетической энергией.

Плазменная струя образуется при более низких на­ пряжениях тока, нежели проникающая дуга, поэтому питание может осуществляться одним генератором ПС-500.

Установки плазменной струп комплектуются обычно из стандартной сварочной системы: генератора, пускорегулнрующих устройств, баллонов, смесительной и ре­ гулирующей газовой аппаратуры с добавлением к ним резака — плазмогенератора.

Резка плазменной струей может производиться вруч­ ную или резательной машиной (многих типов), табл.5-1-

Как плазменная струя, так и проникающая дуга дают очень аккуратный, экономный по расходу металла рез, а некоторое удорожание работы по сравнению с кисло- родно-флюсовой резкой вполне компенсируется высоким

8R

качеством заготовок, экономией ценного металла и го­ раздо лучшими условиями работы резчиков.

5-3. ОБРАБОТКА КРОМОК

Вакумно-плотная сварка и пайка не допускают сборки узлов с излишними зазорами между кромками деталей и требуют обязательной их механической обра­ ботки после тепловой резки.

В любой точке кромки заготовки, подвергавшейся оплавлению или прожиганию при разрезании или вы­ резке отверстий, должны быть сняты механическим ре­ занием не менее 2 мм металла.

Точность обработки кромок должна быть достаточ­ но высокой, чтобы обеспечить плотное прилегание кро­ мок с зазорами не больше указанных в гл. 6 и 7.

Класс чистоты обработки кромок должен быть не ниже V4, с тем чтобы обеспечить возможность их про­ мывки и протирки перед сваркой или пайкой начисто и насухо, без застревания на них волокон от протироч­ ного материала.

Естественно, что мелкие заготовки, которые могут быть отрезаны на металлорежущих станках, не следует заготавливать тепловыми методам (исключая ковку). Их кромки нужно обрабатывать по возможности одно­ временно с резкой.

5-4. КОВКА ЗАГОТОВОК

Ковка заготовок, помимо имеющего место в ряде случаев экономического значения, оказывается иногда наиболее рациональным методом уничтожения пороков прокатного металла, о которых говорилось в § 2-4. Целью такой ковки являются дробление, переламывание шлаковых волокон, закатанных в металле, и частичная заварка газопроницаемых ходов, образуемых этими во­ локнами. Следовательно, ковка заготовок для вакуум­ ных деталей должна вестись при нагревах, близких к верхнему пределу температурного интервала ковки данного металла.

87

Таблица 5-2

В табл. 5-2 приведены интервалы температур, за пределы которых не следует выходить.

Малоуглеродистая и среднелегированная сталь после ковки не должна охлаждаться слишком быстро во избе­ жание появления трещин и термических напряжений. Высоколегированные нержавеющие стали для снятия на­ клепа подвергаются закалке при 1050—1 150 °С.

Поковки для вакуумных деталей должны делаться с припусками на механическую обработку много боль­ шими, чем в общем машиностроении, так как верхние слои металла заготовки на глубину не менее 2 мм под­ лежат съему как непригодные для сварки и пайки ва­ куумно-плотными швами и вообще для работы в высо­ ком вакууме из-за насыщенности газами и углеродом.

5-5. ДАВИЛЬНЫЕ РАБОТЫ

На рис. 5-9 изображен давильный станок для изго­ товления разнообразных круглых тонкостенных деталей из тонколистового металла.

Давленые детали можно делать из любого вязкого листового металла: алюминия, меди, латуни, отожжен­ ной малоуглеродистой стали (декапированная сталь), серебра, платины, никеля, отожженного ковара, фуродита, нержавеющей стали и т. п.

Давильные станки отличаются от токарно-винторез­ ных большей высотой центров, повышенным числом обо­ ротов, упрощенной суппортной кареткой и наличием на ней подручника, если давильная работа ведется вруч­ ную.

88