способ получения тромборезистентного биосовместимого материала

Изобретение относится к медицине, а именно, к способам получения материала, обладающего тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, который может быть использован в общей и сосудистой хирургии, например, в качестве шовного материала или имплантанта. Способ получения биосовместимого материала основан на диспергировании поливинилиденфторида насыщенным раствором гидроокиси калия в смеси метилового спирта с ацетоном при массовом их соотношении 10: 90 и при температуре 18 — 20 o С в течение 20-50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля. Полученный тромборезистентный биосовместимый материал может быть в виде волокнистого и пленочного материала на основе карбина и может быть использован в общей и сосудистой хирургии в качестве, например, шовного материала или имплантанта. Экспериментальные исследования образцов, выполненных из материала, изготовленных заявляемым способом, имплантированных в печень, поджелудочную железу, желудок, а также использованных в качестве сосуда, сплетенного из нити, выполненного из этого материала, с последующим проведением гистологических исследований на различных стадиях эксперимента подтвердили высокие тромборезистентные и биосовместимые свойства этого материала. 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2115438

Изобретение относится к медицине, а именно к способам получения материала, обладающего тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, который может быть использован в общей и сосудистой хирургии, например, шовного материала или имплантанта.

Известен способ повышения тромборезистентности материалов (патент СССР N 2012373, МКИ A 61 L 33/00). Способ заключается в том что проводят экстракцию ингредиентов из материалов промывкой растворителем, выбранным из группы одноатомных нормальных спиртов с C1-C3 и ацетона, сушат, обрабатывают серным ангидридом в смеси с инертным к серному ангидриду газом или газами, обрабатывают основанием, удаляют продукты реакции вакуумированием или потоком инертной к материалу среды.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что материалы, обработанные этим способом, обладают низкими биосовместимостью и тромборезистентностью, что объясняется тем, что экстракция ингредиентов из термопластов, которые сами по себе недостаточно тромборезистентны, с последующим удалением продуктов реакции вакуумированием или потоком инертного газа, только частично очищают термопласт от низкомолекулярных органических соединений.

Известен способ получения двухслойных ориентированных волокон и пленок на основе полиэтилена и привитого карбина. (Высокомолекулярные соединения, 1968, сер.Б, т.10, N 2, с. 77). Способом радиационной полимеризацией винилиденхлорида из газовой фазы на вытянутых полиолефиновых волокнах или пленках формируют наружный слой привитого полимера (ПВДХ) также ориентированного вдоль оси вытяжки исходных образцов. Привитые материалы обрабатывают амидом натрия в жидком аммиаке при T = -30 o C. Такая обработка приводит к глубокому дегидрохлорированию поливинилиденхлорида и получению фрагментов линейной модификации углерода карбина. В результате такой обработки получают двухслойные волокна и пленки, внутренний слой которых представляет собой исходный ориентированный полиолефин (полиэтилен или полипропилен) с полностью сохранившейся исходной структурой, а наружный слой (30 мас.%) — карбин.

Недостатком этого способа получения тромборезистентных и биосовместимых волокон и пленок с карбином являются его высокая стоимость и технологическая сложность, кроме того, этот способ является экологически вредным.

Эти недостатки определяются необходимостью радиационного воздействия, необходимостью обработки амидом натрия при T = -30 o C являющегося взрывоопасным. Материал, полученный этим способом, обладает повышенной жесткостью, которая может оказывать травмирующее действие на живую ткань, уменьшая в результате его биосовместимость.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является способ получения материала на основе карбина. (Известия Академии наук, серия химическая, 1993, N 3, с. 452), который заключается в том, что в качестве исходного полимера для синтеза карбина был использован поливинилиденфторид (ПВДФ), который из ряда поливинилиденгалогенидов (ПВДГ) является наиболее перспективным исходным полимером с точки зрения получения изделий из карбина благодаря лучшей растворимости ПВДФ.

Способ получения материала на основе карбина заключается в осуществлении эффективного дигидрофторирования ПВДФ дигидрогалогенирующей системой, представляющей собой смесь насыщенного раствора гидроокиси калия (КОН) в этаноле с ацетоном в соотношении 10: 90. Эта система позволяет достаточно быстро проводить дегидрофторирование ПВДФ, что может быть подтверждено данными рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Недостаток известного способа заключается в том, что материал, полученный этим способом, обладает недостаточными тромборезистентными и биосовместимыми свойствами, что определяется тем, что обработка ПВДФ насыщенным раствором калия приводит к недостаточному дегидрофторированию, в результате на поверхности материала присутствует фтор (7%), что ухудшает тромборезистентные и биосовместимые свойства материала. Кроме этого, использование в известном способе этилового спирта приводит к изменению цвета раствора, что связано с осмолением щелочного раствора и приводит к дополнительному загрязнению поверхности, уменьшению глубины проникновения раствора, а следовательно, к дополнительному ухудшению тромборезистентных и биосовместимых свойств, а также ухудшению воспроизводимости результатов.

Общими признаками известного и заявляемого способов является — обработка поливинилиденфторида насыщенным раствором щелочного металла в смеси спирта с ацетоном при массовом соотношении 10:90. Сущность заявляемого способа заключается в том, что обработку поливинилиденфторида осуществляют насыщенным раствором гидроокиси натрия в смеси метилового спирта с ацетоном при массовом соотношении 10:90 при температуре 18 — 20 o C в течение 20 — 50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля.

Технический результат, который достигается при реализации этого способа — повышение биосовместимых и тромборезистентных свойств получаемого материала, а также повышение технологичности способа. Достигаемый технический результат определяется тем, что обработка поливинилиденфторида насыщенного раствора гидроокиси натрия в смеси метилового спирта с ацетоном полностью устраняет фтор, присутствующий в материале, тем самым обеспечивается более глубокое образование (до 100%) карбонового слоя, при этом температурные и временные параметры являются оптимальными и дополнительно повышают технологичность способа, а воздействие ультразвукового поля предотвращает осаждение продуктов осмоления и кристаллов соли, что приводит к формированию более одновременной структуры материалы.

Сущность способа получения тромборезистентного биосовместимого материала иллюстрируется таблицей и поясняется примерами конкретного выполнения способа.

Пример 1. В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (0:100 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20 o C в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина не происходит по всей глубине нити.

Пример 2. В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20 o C в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 99%.

Пример 3. В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (20:80 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20 o C в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 87%.

Пример 4. В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (40:60 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20 o C в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 61%.

Пример 5. В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм, намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при облучении ультразвуком при частоте 1 мГц, мощностью 60 Вт при температуре 20 o C в течение 30 мин. Промывают дистиллированной водой. Образование карбина проходит по всей глубине нити на 10%.

Пример 6. (сравнительный) В ультразвуковую ванну помещают 500 м волокна из поливинилиденфторида диаметром 50 мкм намотанного на цилиндр из нержавеющей стали. Приливают 500 мл насыщенного раствора едкого калия в смеси метилового спирта с ацетоном (10:90 мас.% соответственно). Дегидрогалогенирование производят при температуре 20 o C в течение 30 мин без ультразвука. Промывают дистиллированной водой. Образование карбида проходит по всей глубине нити на 90%.

Способ получения тромборезистентного биосовместимого материала заключается в получении волокнистого и пленочного материала на основе карбина и может быть использован в общей и сосудистой хирургии в качестве, например, шовного материала или имплантанта.

Экспериментальные исследования образцов, выполненных из материала, изготовленных заявленным способом, имплантированных в печень, поджелудочную железу, желудок, а также использованных в качестве сосуда, сплетенного из нити, выполненного из этого материала, с последующим проведением гистологических исследований на различных стадиях эксперимента подтвердили высокие тромборезистентные и биосовместимые свойства этого материала.

Способ получения тромборезистентного биосовместимого материала путем диспергирования поливинилиденфторида насыщенным раствором щелочного металла в смеси спирта с ацетоном при их массовом соотношении 10 : 90, отличающийся тем, что диспергирование осуществляют при 18 — 20 o C в течение 20 — 50 мин с одновременным воздействием ультразвукового поля, при этом в качестве спирта используют метиловый спирт, а раствора щелочного металла — раствор гидроокиси натрия.

Использование: изобретение относится к криогенной и холодильной технике и может быть использовано при создании термосорбционных компрессоров. Сущность изобретения заключается в том, что сорбер содержит корпус 1 с сорбентом, источники 3 и 4 нагрева и охлаждения сорбента, последний из которых установлен с зазором относительно корпуса 1 с образованием герметичной полости 5, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, корпус 1 с сорбентом соединен с полостью 5 каналами 7, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования полости 5 и подачи в последнюю теплопередающего вещества. Устройство запаздывания может быть выполнено в виде регулируемого дросселя 8, управляемого клапана или образовано обратными клапанами, соединенными параллельно друг относительно друга каналами. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2028561

Изобретение относится к криогенной и холодильной технике и может быть использовано при создании термосорбционных компрессоров.

Известен сорбер, содержащий корпус с сорбентом, источники нагрева и охлаждения сорбента, по крайней мере один из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием геpметичной полости, снабженной системой наддува и вакуумирования последней, выполненной в виде управляющего сорбеpа, снабженного дополнительными источниками нагрева и охлаждения.

Недостатками известного сорбера являются низкая надежность и конструктивная сложность, обусловленные наличием управляющего сорбера с дополнительными источниками нагрева и охлаждения, а также дополнительными устройствами включения и отключения источника нагрева.

Целью изобретения является повышение надежности за счет упрощения сорбера.

Указанная цель достигается тем, что сорбер, содержащий корпус с сорбентом, источники нагрева и охлаждения сорбента, последний из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием герметичной полости, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, корпус с сорбентом соединен с герметичной полостью каналами, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества.

Устройство запаздывания может быть выполнено в виде регулируемого дросселя, управляемого клапана или образовано обратными клапанами, соединенными параллельно друг относительно друга каналами.

Для повышения эффективности теплопередачи между источником холода и корпусом последний может быть разделен на основную и дополнительную камеры, заполненные сорбентом рабочего и теплопередающего вещества соответственно, причем магистрали поглощения и выделения рабочего вещества соединены с основной камерой, а каналы с устройством запаздывания — с дополнительной камерой корпуса.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема сорбера с устройством запаздывания в виде регулируемого дросселя; на фиг. 2 — то же, в виде управляемого клапана; на фиг. 3 — то же, в виде регулируемых обратных клапанов подачи и вакуумирования.

Сорбер содержит корпус 1 с сорбентом 2, источники нагpева 3 и охлаждения 4 соpбента 2. На фиг. 1 и 2 в качестве источника нагрева использован теплоэлектронагреватель, а в качестве источника охлаждения — радиатор, установленный с зазором относительно корпуса 1 с образованием герметичной полости 5, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней. Сорбер имеет магистрали 6 поглощения и выделения рабочего вещества.

На фиг. 1 система подачи и вакуумирования образована соединением корпуса 1 с сорбентом 2 с герметичной полостью 5 каналами 7, в которых размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости 5 и подачи в последнюю теплопередающего вещества, выполненное в виде регулируемого дросселя 8.

На фиг. 2 устройство запаздывания выполнено в виде управляемого клапана 9.

На фиг. 3 система подачи и вакуумирования образована соединением дополнительной камеры 10 корпуса 1 с герметичной полостью каналами 7, в которых устройство запаздывания образовано регулируемыми обратными клапанами подачи теплопередающего вещества 11 и вакуумирования 12 герметичной полости, соединенными параллельно друг относительно друга каналами 13.

Работает сорбер следующим образом.

В холодном состоянии сорбент 2 насыщен рабочим веществом, при этом в магистралях 6, каналах 7 и герметичной полости 5 создан вакуум.

При включении источника нагрева 3 из сорбента выделяется рабочее вещество в магистраль 6. Для конструкции (фиг. 1 и 2) рабочее вещество является одновременно теплопередающим веществом между корпусом 1 и источником 4 охлаждения. В конструкциях (фиг. 3) рабочее вещество, подаваемое в магистрали 6, и теплопередающее вещество, подаваемое в герметичную полость 5, отличаются друг от друга физическими свойствами, обусловленными условиями их применения.

Поэтому для конструкции (фиг. 1) рабочее вещество по каналам 7 и через регулируемый дроссель 8 непрерывно поступает в герметичную полость 5, однако подбором проходных сечений дросселя 8 обеспечивают такое условие, чтобы к моменту заполнения герметичной полости теплопередаю- щим веществом, обеспечивающего интенсивный теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, выделение рабочего вещества в магистраль 6 было завершено. После заполнения герметичной полости 5 теплопередающим веществом источник 3 тепла отключается и начинается теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, что приводит к поглощению рабочего вещества из магистрали 6 и одновременному постепенному вакуумированию герметичной полости 5. При этом дроссель 8 определяет время вакуумирования герметичной полости 5, за которое должен завершиться цикл поглощения рабочего вещества из магистрали 6. Вакууумирование герметичной полости 5 прекращает теплообмен между корпусом 1 с сорбентом 2 и источником 4 охлаждения, после чего снова включается источник 3 нагрева, и цикл повторяется. Непрерывность процессов подачи теплопередающего вещества в полость 5 и вакуумирования последней через дроссель 8 приводит к тому, что на режиме нагрева сорбента 2 имеют место утечки тепла к источнику 4 охлаждения, а на режиме охлаждения сорбента 2 имеет место постоянное ухудшение теплопередачи между корпусом 1 и источником охлаждения, что увеличивает продолжительность цикла.

Эти недостатки отсутствуют в конструкциях, изображенных на фиг. 2 и 3.

Для сорбера (фиг. 2) управляемый клапан 9 в каналах 7 обеспечивает сохранение вакуумирования герметичной полости 5 до полного завершения цикла выделения рабочего вещества в магистраль 6, что исключает утечки тепла от корпуса 1 к источнику охлаждения. Открытие клапана 9 для подачи теплопередающего вещества в герметичную полость 5, отключение нагревателя 3 и последующее закрытие клапана 9 обеспечивают наличие теплопередающего вещества в герметичной полости 5 под определенным постоянным давлением в течение всего цикла охлаждения сорбента 2 и поглощения рабочего вещества в корпус 1. Открытием клапана 9 в конце цикла поглощения рабочего вещества производят вакуумирование герметичной полости 5, а последующее закрытие клапана 9 обеспечивает наличие вакуума в герметичной полости 5 в течение цикла нагрева сорбента 2.

Для конструкции, изображенной на фиг. 3, теплопередающее вещество выделяется в герметичную полость 5 из дополнительной камеры 10, при этом для уменьшения потерь энергии на теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения обратный клапан 11 отрегулирован на давление, по достижении которого цикл выделения рабочего вещества в магистраль 6 завершен. После этого открывается клапан 11, обеспечивая теплообмен между корпусом 1 и источником 4 охлаждения, клапан 12 при этом закрыт.

Охлаждение корпуса 1 приводит к поглощению рабочего вещества из магистрали 6 и одновременному понижению давления теплопередающего вещества в дополнительной камере 10, при этом клапан 11 закрыт, а клапан 12 отрегулирован на такое давление, при котором цикл поглощения рабочего вещества из магистрали 6 завершен. После этого клапан 12 открывается и осуществляется вакуумирование герметичной полости 5.

Выполнение дополнительной камеры 10 обеспечивает возможность использования в качестве теплопередающего вещества, отличающегося от рабочего вещества, и тем самым улучшить условия теплообмена между корпусом 1 и источником 4 охлаждения.

1. СОРБЕР, содержащий корпус с сорбентом, магистрали поглощения и выделения рабочего вещества, источники нагрева и охлаждения сорбента, по крайней мере один из которых установлен с зазором относительно корпуса с образованием герметичной полости, снабженной системой подачи теплопередающего вещества и вакуумирования последней, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения конструкции, корпус с сорбентом соединен с герметичной полостью каналами, в которых дополнительно размещено устройство запаздывания вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества.

2. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания выполнено в виде регулируемого дросселя.

3. Сорбер по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания выполнено в виде управляемого клапана.

4. Сорбер по п.1, отличающийся тем, что устройство запаздывания образовано обратными клапанами вакуумирования герметичной полости и подачи в последнюю теплопередающего вещества, соединенными параллельно друг другу каналами.

5. Сорбер по п.1 — 3, отличающийся тем, что корпус разделен на основную и дополнительную камеры, заполненные сорбентом, причем магистрали поглощения и выделения рабочего вещества соединены с основной камерой, а каналы с устройством запаздывания — с дополнительной камерой корпуса.

www.freepatent.ru

способ дуговой сварки

Изобретение относится к области сварки и может найти применение при выполнении ремонтных работ в действующих цехах электролиза, а также при восстановлении и монтаже оборудования и металлических конструкций в условиях действия в зоне сварки производственных магнитных полей. Сварку ведут на переменном токе повышенной частоты. Смену полярности тока осуществляют в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля в момент достижения критического отклонения дуги от соосного с электродом положения. Момент определяют путем сравнения напряжения на дуге с опорным напряжением в интервале периода протекания тока соответствующей полярности. Такая технология обеспечивает расширение технологических возможностей и стабилизацию качества сварных соединений в условиях действия производственных магнитных полей. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2245231

Изобретение относится к области технологических процессов, в частности к дуговой сварке и наплавке металлов и сплавов, и может быть использовано для выполнения ремонтных работ в действующих цехах электролиза, а также при восстановлении и монтаже другого оборудования и металлических конструкций в условиях действия в зоне сварки производственных магнитных полей.

Известен способ дуговой сварки алюминиевых шин в цехах электролиза алюминия в условиях действия мощных производственных магнитных полей, наводимых работающими электролизерами, при котором для снижения возмущающего воздействия на дугу внешнего магнитного поля зону сварки экранируют массивными стальными экранами (журнал Автоматическая сварка, 1972, №12, с.58-61).

Недостатком известного способа является ограниченность его применения, так как он не обладает универсальностью и предусматривает изготовление индивидуальных экранов для каждого конкретного изделия или узла. Кроме того, для уменьшения индукции магнитного поля до величины, при которой обеспечивается качественный процесс сварки, экран должен иметь большую толщину, что ухудшает массогабаритные показатели.

Известен способ дуговой сварки намагниченных катодов электролизеров в действующих цехах электролиза, при котором возмущающее внешнее магнитное поле компенсируют в зоне сварки противонаправленным магнитным потоком при помощи электромагнита, подводимого к свариваемым деталям (журнал Сварочное производство, 1981, №3, с.35-36).

Недостатком известного способа является ограниченность его применения, так как им можно воспользоваться лишь в случае одинаковой напряженности магнитного поля по всему стыку, что практически не реально в условиях действующего производства, особенно на протяженных и кольцевых стыках.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является способ дуговой сварки, при котором сварку ведут на переменном токе с частотой 600. 10000 Гц в условиях работающего электролизера (А.с. СССР №814619, МПК В 23 К 9/00, Б.И. №11, 1981).

Недостатком известного способа является жесткая фиксация частоты переменного тока в процессе сварки, что ограничивает его применение. Способ применим лишь в условиях действия постоянных магнитных полей. В то же время, при ремонтных работах в условиях действующего производства возмущающее воздействие внешнего магнитного поля в процессе сварки, как правило, изменяется. Этому способствует множество переменных факторов (токи в отдельных шинопроводах, влияние соседнего работающего оборудования, наличие ферромагнитных масс, кольцевые стыки, неточности монтажа и т.д.). Жесткая фиксация частоты переменного тока не позволяет непосредственно в процессе сварки регулировать длительности периодов протекания тока прямой и обратной полярности в зависимости от изменяющихся параметров процесса, что приводит к нарушению пространственной стабильности дуги и, следовательно, к ухудшению качества сварного соединения.

Задачей изобретения является разработка способа дуговой сварки переменным током повышенной частоты, обеспечивающего расширение его технологических возможностей и стабильное качество сварных соединений в условиях действия производственных магнитных полей.

Поставленная задача решается тем, что при дуговой сварке переменным током повышенной частоты в условиях действия производственных магнитных полей смену полярности тока осуществляют в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля в момент достижения критического отклонения дуги от соосного с электродом положения, который определяют путем сравнения напряжения на дуге с опорным напряжением в интервале периода протекания тока соответствующей полярности.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами на фиг.1, где представлены временные диаграммы напряжения и тока, и фиг.2, на котором изображена функциональная схема устройства для его реализации.

Сварку ведут в условиях действия производственных магнитных полей. Питание дуги осуществляют переменным током повышенной частоты. При этом величину тока дуги прямой полярности I_п и тока дуги обратной полярности I_о задают предварительно в соответствии с технологическими требованиями, а длительности периодов горения дуги прямой _п и обратной полярности _о в процессе сварки регулируют в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля, о котором судят по величине отклонения дуги от соосного с электродом положения в период протекания тока соответствующей полярности.

Известно, что отклонение дуги вызвано наложением внешнего поперечного магнитного поля на собственное круговое поле дуги в контуре. В той части контура, где силовые линии совпадают, создается избыточное давление и дуга отклоняется в сторону ослабления поля, где силовые линии направлены навстречу друг другу. Поскольку для питания дуги используют переменный ток, то результирующая электромагнитная сила, действующая на дугу, знакопеременная и дуга совершает колебания в обе стороны от положения равновесия с частотой переменного тока.

По мере увеличения отклонения дуги от соосного с электродом положения в период протекания тока соответствующей полярности (например, прямой) ее столб деформируется и удлиняется, что приводит к росту напряжения дуги этого периода . Характер изменения этого напряжения регистрируют и сравнивают с опорным напряжением , соответствующим значению критического отклонения дуги. При достижении напряжения дуги значения, соответствующего величине опорного напряжения , т.е. в момент критического отклонения дуги, осуществляют смену полярности тока в сварочной цепи. По сварочной цепи начинает протекать ток другой (обратной) полярности, дуга начинает отклоняться в противоположную сторону. При достижении напряжения дуги опорной величины процесс повторяется.

Устройство для реализации заявляемого способа содержит сварочный выпрямитель 1 с падающей вольт-амперной характеристикой, выход которого подключен к входу инвертора 2 со схемой управления, содержащей блок сравнения 3, усилитель 4, блок формирования опорного напряжения 5 и блок программ 6. При работе устройства постоянный ток сварочного выпрямителя 1 преобразуется с помощью инвертора 2 в переменный ток прямоугольной формы. При смене полярности блок программ 6 задает фиксированное значение предельной длительности протекания тока данной полярности. В случае отклонения дуги под воздействием внешнего магнитного поля и соответствующего увеличения ее напряжения блок сравнения 3 в интервале заданного периода осуществляет сравнение напряжения дуги с опорной величиной, задаваемой блоком формирования опорного напряжения 5. В момент достижения напряжения дуги опорной величины блок сравнения 3 через усилитель 4 выдает инвертору 2 сигнал на смену полярности. Одновременно с усилителя 4 сигнал поступает в блок программ 6, который отменяет сигнал на смену полярности по программе и задает фиксированное значение предельной длительности протекания тока другой полярности, и процесс повторяется. В случае отсутствия в зоне сварки возмущающих внешних воздействий или они настолько малы, что отклонение дуги в течение заданной предельной длительности протекания тока соответствующей полярности не достигает критической величины, управление инвертором 2 по заданной программе осуществляет блок программ 6. При этом в зависимости от применяемых способа сварки и материала изделия дуга питается или переменным током с фиксированной низкой частотой смены полярности (20. 200 Гц), или постоянным током соответствующей полярности.

Пример. Сваривают встык пластины из алюминия марки АД1 толщиной 10 мм. Сварку осуществляют в условиях действия внешнего поперечного магнитного поля, создаваемого электромагнитом. Напряженность магнитного поля в процессе сварки изменяют в пределах 2000. 8000 А/м. Дугу питают переменным током повышенной частоты. При этом частоту смены полярности в процессе сварки изменяют путем автоматического регулирования длительности периодов протекания тока прямой и обратной полярности в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля. Режим сварки: сварочный ток 280 А; диаметр вольфрамового электрода 5 мм; диаметр присадочной проволоки 4 мм; расход аргона 12 л/мин; опорное напряжение прямой полярности 28 В, обратной полярности 30 В.

Автоматическое регулирование непосредственно в процессе сварки длительности периодов горения дуги прямой и обратной полярности в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля исключает обрывы дуги, стабилизирует ее положение в пространстве и в результате обеспечивает стабильное качество сварных соединений независимо от изменяющихся параметров внешнего магнитного поля.

Задавая ту или иную величину опорного напряжения, можно концентрировать или рассредотачивать тепловой поток дуги в широких пределах, т.е. использовать производственные магнитные поля для управления положением дуги в пространстве в интересах технологического процесса сварки или наплавки.

Таким образом, предложенный способ сварки обеспечивает расширение технологических возможностей применения и стабилизацию качества сварных соединений в условиях действия производственных магнитных полей по сравнению с известными способами.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ дуговой сварки, при котором сварку ведут на переменном токе повышенной частоты в условиях действия производственных магнитных полей, отличающийся тем, что смену полярности тока осуществляют в зависимости от величины возмущающего воздействия внешнего магнитного поля в момент достижения критического отклонения дуги от соосного с электродом положения, который определяют путем сравнения напряжения на дуге с опорным напряжением в интервале периода протекания тока соответствующей полярности.