DOI: https://doi.org/10.32515/2409-9392.2018.31.47-58
Increase of Efficiency of Electric Arc Cutting with a Bipolar Electrode Tool
About the Authors
Viktor Bokov, Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, E-mail: bokov_vm@mail.ru
Abstract
Modern engineering applies electrical, physical and chemical methods for cutting hard-to-treat materials. In most cases it is the process productivity that determines the choice of a cutting method. We know the technological shaping scheme for electric arc cutting which compensates the electric erosion wear of the electrode tool due to the parallel pulling of two electrode tools (that is, a bipolar electrode tool) with the direct pumping of process water through the front inter-electrode gap clearance. However, the direct pumping creates conditions for the concentration of torsion products in the lateral gap clearance. As a result, long arcs appear which, on the one hand, form an inclined cutting surface and increase cutting time, and, on the other hand, they destroy the electrode holders. Besides, technical water, as the process water, partially conducts electric current. Due to this part of power linked up with the electrode is not effectively used/
The objective of the work is to increase the efficiency of electric arc cutting with a bipolar electrode tool by applying reverse pumping of the organic medium.
We know the technological scheme for shaping which compensates the wear of the bipolar electrode tool due to its pulling in the cutting zone, in which the direct pumping of process water is used. However, the application of this technology creates conditions for the concentration of erosion in the lateral inter-electrode gap clearance. As a result, long arcs appear that form an inclined cutting surface and destroy the electrode holders. And the leakage of current (through water) reduces the cutting performance.
The work suggests a new technological shaping scheme for the electric arc cutting by a bipolar electrode tool which uses reverse pumping and organic medium. The new scheme allowed eliminating the above-mentioned disadvantages of the known scheme. Experimental research was carried out and mathematical models of technological characteristics which allow managing and predicting productivity, accuracy and quality of electric arc cutting have been obtained.
Thus, a high-performance method of electric arc cutting of metals by a bipolar electrode tool has been studied and improved by using reverse pumping of the organic medium.
Keywords
electric arc, hydrodynamic mode, bipolar electrode tool, technological shaping scheme
Full Text:
PDF
References
Nosulenko, V. I. & Meshherjakov, N. G. (1981). Razmernaja obrabotka metallov jelektricheskoj dugoj [Dimensional processing of metals by electric arc]. Jelektronnaja obrabotka materialov – Elektronnaya obrabotka materialov, 1, 19-23.
Bokov, V.M. (2002). Rozmirne formoutvorennia poverkhon' elektrychnoiu duhoiu [Dimensional shaping of surfaces by electric arc]. Kirovohrad: Polihrafichno-vydavnychyj tsentr TOV «Imeks-LTD».
Sposib rizannia metaliv elektrychnoiu duhoiu [Method of cutting metals by an electric arc]: pat. 102343 Ukraina: MPK V 23 K 9/00 / Bokov V. M.; zaiavnyk ta patentovlasnyk Bokov V. M.. – № u201504022; zaiavl. 27.04.15; opubl. 26.10.15, Biul. № 20. – 6 s.
Bokov, V.M. (2017). Elektroduhove rizannia metaliv bidrotovym elektrodom-instrumentom [Electric arc metal cutting with by-wire electrode-tool]. Zb. nauk. prats' KNTU. Tekhnika v s/h vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia – Collected works of KNTU. Machinery in agricultural production, industry machine building, automation, Vol. 30, 44-57.
Bokov, V. M. (2012). Rozmirna obrobka elektrychnoiu duhoiu kuval'nykh shtampiv [Dimensional machining with an electric arc of forging dies], Kirovohrad: Polihrafichno-vydavnychyj tsentr TOV «Imeks – LTD».
Gabardin, O. F. (1991). Physics. Reference materials (3d ed.).Moscow: Prosveshhenie.
GOST Style Citations
- Носуленко В. И. Размерная обработка металлов электрической дугой [Текст] / В. И. Носуленко, Н. Г. Мещеряков // Электронная обработка материалов. – 1981. – № 1. – С. 19-23.
- Боков В. М. Розмірне формоутворення поверхонь електричною дугою [Текст] / Віктор Боков – Кіровоград: Поліграфічно-видавничий центр ТОВ «Імекс-ЛТД», 2002. – 300 с.
- Спосіб різання металів електричною дугою [Текст]: пат. 102343 Україна: МПК В 23 К 9/00 / Боков В. М.; заявник та патентовласник Боков В. М.. – № u201504022; заявл. 27.04.15; опубл. 26.10.15, Бюл. № 20. – 6 с.
- Боков В. М. Електродугове різання металів бідротовим електродом-інструментом [Текст] / В. М. Боков // Зб. наук. праць КНТУ. Техніка в с/г виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2017. – Вип. 30. – С.44-57.
- Боков В. М. Розмірна обробка електричною дугою кувальних штампів [Текст] : монографія / В. М. Боков. – Кіровоград: Поліграфічно-видавничий центр ТОВ «Імекс – ЛТД», 2012. – 178 с.
- Габардин О. Ф. Физика. Справочные материалы: учеб. пособие [Текст] / О. Ф. Габардин. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1991. – 367 с.
Copyright (c) 2018 Viktor Bokov
Increase of Efficiency of Electric Arc Cutting with a Bipolar Electrode Tool
About the Authors
Viktor Bokov, Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, E-mail: bokov_vm@mail.ru
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
Nosulenko, V. I. & Meshherjakov, N. G. (1981). Razmernaja obrabotka metallov jelektricheskoj dugoj [Dimensional processing of metals by electric arc]. Jelektronnaja obrabotka materialov – Elektronnaya obrabotka materialov, 1, 19-23.
Bokov, V.M. (2002). Rozmirne formoutvorennia poverkhon' elektrychnoiu duhoiu [Dimensional shaping of surfaces by electric arc]. Kirovohrad: Polihrafichno-vydavnychyj tsentr TOV «Imeks-LTD».
Sposib rizannia metaliv elektrychnoiu duhoiu [Method of cutting metals by an electric arc]: pat. 102343 Ukraina: MPK V 23 K 9/00 / Bokov V. M.; zaiavnyk ta patentovlasnyk Bokov V. M.. – № u201504022; zaiavl. 27.04.15; opubl. 26.10.15, Biul. № 20. – 6 s.
Bokov, V.M. (2017). Elektroduhove rizannia metaliv bidrotovym elektrodom-instrumentom [Electric arc metal cutting with by-wire electrode-tool]. Zb. nauk. prats' KNTU. Tekhnika v s/h vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia – Collected works of KNTU. Machinery in agricultural production, industry machine building, automation, Vol. 30, 44-57.
Bokov, V. M. (2012). Rozmirna obrobka elektrychnoiu duhoiu kuval'nykh shtampiv [Dimensional machining with an electric arc of forging dies], Kirovohrad: Polihrafichno-vydavnychyj tsentr TOV «Imeks – LTD».
Gabardin, O. F. (1991). Physics. Reference materials (3d ed.).Moscow: Prosveshhenie.
GOST Style Citations
- Носуленко В. И. Размерная обработка металлов электрической дугой [Текст] / В. И. Носуленко, Н. Г. Мещеряков // Электронная обработка материалов. – 1981. – № 1. – С. 19-23.
- Боков В. М. Розмірне формоутворення поверхонь електричною дугою [Текст] / Віктор Боков – Кіровоград: Поліграфічно-видавничий центр ТОВ «Імекс-ЛТД», 2002. – 300 с.
- Спосіб різання металів електричною дугою [Текст]: пат. 102343 Україна: МПК В 23 К 9/00 / Боков В. М.; заявник та патентовласник Боков В. М.. – № u201504022; заявл. 27.04.15; опубл. 26.10.15, Бюл. № 20. – 6 с.
- Боков В. М. Електродугове різання металів бідротовим електродом-інструментом [Текст] / В. М. Боков // Зб. наук. праць КНТУ. Техніка в с/г виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – 2017. – Вип. 30. – С.44-57.
- Боков В. М. Розмірна обробка електричною дугою кувальних штампів [Текст] : монографія / В. М. Боков. – Кіровоград: Поліграфічно-видавничий центр ТОВ «Імекс – ЛТД», 2012. – 178 с.
- Габардин О. Ф. Физика. Справочные материалы: учеб. пособие [Текст] / О. Ф. Габардин. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1991. – 367 с.