CZ396192A3

CZ396192A3 - Process of electric welding of two parts to be welded and a part enabling application of such welding process

Info

Publication number: CZ396192A3
Application number: CS923961A
Authority: CZ
Inventors: Wolf Renner
Original assignee: Emhart Inc
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-12-29
Publication date: 1993-08-11
Also published as: PL297323A1; JPH05253673A; DE4200199A1; US5349152A; EP0550977A1

Description

Oblast techniky

Vynález še týká. způsobu elektrického svařování dvou. svařo-.

pno vyťvordni kokové. pro váných součástek pomocí toxu proudu přes svařovací bodu ^apoužití tekutiny,, například plynu, pro zamezení nebo vyloučení nebo alespoň potlačování oxidace ve svařovacímu bodě, a svařovací součástky pro použití tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Svařování dvou částí při použití obzvláštní tekutiny nebo plynu pro zamezení nebo vyloučení . oxidace ve svařovacím bodě, zejména ochranného plynu, je popsáno v řadě publikací. Například je možné se odvolat na německý patentový spis DE-PS 29 33 863, který se vztahuje na zařízení pro přivařování trnu k součástce, kde je vytvořen odtaženv oblouk a ·« .· · »·.> 'Xk .·’ -xv. · 1# v* < ..·«,..»·«··· .·· ·. , . . , _T “ * ' · ^ř ·’ - *' « *· · ’· »·♦ »* t ‘ · « ♦···.,.··*·.*·'·'...♦·. ’<· ·*· τ'' · ·.· a·.v. -·-· ·γ ν'» /·’·<· '. * · _w plynové proudy procházejí okolo trnu a jsou orientovány od vnějšku ke svařovacímu bodu pomocí vnějšího přívodu plynu.

Ochranný plyn také již byl používán při odporovém svařování. Podle evropské patentové přihlášky 0 302 333' ^seochranný plyn fouká od vnějšku na svařovací bod.

Při, známých svařovacích způsobech byl svařovací bod stíněn zvonovitými. kryty za účelem intenzifikováni účinku přiváděného plynu, zejména ochranného plynu, přiváděného do krytů. Přiváděný plyn bud může vycházet otvory mezi krytem a odpovídající součástkou, nebo může vypuzovat vzduch před tím uzavřený v krytu (viz německý patentový spis 26 47 845 a 31 49 835). Je však také známo, a to z německého spisu DE-OS 28 18 896, osadit kryt tohoto typu na plochu příslušné součástky těsněným způsobem a vyčerpat vzduch, který má byt vypuzen, pómocí vhodného odsávače.

Tento způsob přivádění obzvláštního plynu, zejména ochranného plynu,, z vnějšku má za následek značnou spotřebu plynu. Nepoužije-li se kryt, plyn také víří vzduch do svařovacího bodu a toto musí být kompenzováno odpovídajícím

-2vysokým přívodem plynu. Použije-li se kryt, jeho vnitřek musí být nejprve propláchnut, aby byl prostý a to také odpovídájícím způsobem zvyšuje skutečnou, spotřebu plynu·, určenou pro svařovací bod. Dále vede tento proplachovací proces k odpovídajícímu zpoždění při iniciaci svařování, neboť je zapotřebí čekat, až v podstatě všechny zbytky vzduchu v krytu byly vypláchnuty.·

Vynález si klade za, úkol vytvořit způsob výše uvedeného druhu, při kterém by se zlepšil účinek přivádění obzvláštní tekutiny, například plynu do svařovacího bodu, s ohledem na čas a požadavky na tekutinu.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je způsob elektrického svařování dvou součástek ke svařování tokem elektrického proudu přes svařovací bod při použití tekutiny, například plynu, pro za.b.r.ánění,, nebo^ vyloučení. nebo potlačení oxidace ve svařovacím bodě,- přičemž podle vynálezu je tekutina je přiváděna souvislým průchodem v jedné součástce ke svařování, orientovaným směrem ke svařovacímu bodu, takže tekutina omývá svařovací bod radiálně směrem ven od průchodu.

Normálně je- tekutina, inertní nebo ochranný plyn, ale může být požadováno použít plyn, který eliminu-je existující oxidaci, a má proto redukční účinek. Za určitých okolností, může být přiváděna kapalina, která se převádí do plynného stavu, když proudí přes svařovací bod.

Vzhledem k přivádění tekutiny souvislým průchodem orientovaným směrem ke svařovacímu bodu ve formě'* vnitřního přívodu tekutiny je tekutina vedena cíleně a přímo přes svařovací bod, kde okamžitě přímo přemísťuje vzduch přítomný v úzké oblasti mezi dvěma součástkami ke svařování, takže množství tekutiny, které je požadováno, je pouze to, které je uzavřeno v normálně omezeném úzkém prostoru mezi svařovanými součástkami. Následný tok kapaliny v tomto úzkém, prostoru potom zabraňuje přístupu vzduchu z vnějšku ke svařovacímu bodu, protože tekutina proudí radiálně’ směrem ven

-3přes svařovací bod. Při tomto procesu je zde. zjevně malé 'riziko vniku vzduchu. Kromě toho dochází k účinku obalování svařovacího bodu současně s přívodem tekutiny, aniž^; by’ bylo zapotřebí čekat na odstranění vzduchu před plněhím a zakrytím.. '

Intenzifikace účinku tekutiny na svařovacím bodě může být zlepšena zejména, jestliže je tekutina vedena ke středu svařovacího bodu. To má za následek v podstatě radiálně symetrické. rozptylování proudu, tekutiny a proto odpovídající rovnoměrné omývání svařovacího bodu.

Použile-li se způsobu pro přivařování návarového trnu, může být tekutina vedena, středem návarového trnu do svařového bodu během hoření zapáleného odtaženého oblouku.

Jestliže způsob spočívá v použití odporového svařování,. může; být tekutina vedena tokovými. drážkami, v jedné svařované; součástce přes svařovací bod během toku proudu.

Jelikož, svařovací body .se během odporového; svařování . ..dotý-. kají jeden, druhého, zajišťují tokové drážky, že tekutina teče rovnoměrně okolo svařovacích bodů v bodech dotyku mezi dvěma svařovanými součástkami od vnitřku, jako ve výše uvedeném případě přivařování návarového trnu..

Může být použita tekutina jako je argon, dusík nebo helium, přičemž volba se určuje do jisté míry podle povahy svařovaných materiálů a podle zvolených svařovacích podmínek. Když se svařují hliníkové plechy, byly dosaženy dobré výsledky při použití směsi argonu a oxidu uhličitého. Pro určité případy použití může být tekutina vodná kapalina, přičemž voda se odpařuje v oblasti svařovacího bodu.

Návarový dřík, který je obzvláště vhodný pro použití způsobu, může být řešen tak, že jím sousose prochází i

průchod. Stačí relativně malý průměr průchodu, jako průměr o veliskosti maximálně do okolo 1,5 mm.

Způsob podle vynále.zu se hodí pro přivařování jak návarových trnů se zapalovací špičkou, tak i návarové trny s kuželovitou návarovou plochou. V prvním případě může průchod procházet zapalovací špičkou souose, takže se prstencovitá

-4zapalovači špička nechá stát. Ve druhém případě průchod obvykle konči ve vrcholu kuželové návarové plochy.

•Při použití odporového svařování je návarová·. plocha svařovací součástky s průchodem s výhodou opatřena tokovými drážkami pro vedení tekutiny přes svařovací bod. Pro vytvoření. tokových drážek může být návarová plocha opatřena několika výstupky, mezi nimiž tvoří mezilehlé prostory tokové drážky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na. připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l návarový trn pro přivařeni na desku, s kuželovou návarovou plochou, a souose přiváděným plynem, obr.2 řez návarovým drnem se zapalovací špičkou a souosým průchodem, obr.3 matici opatřenou výstupky a tvořící jednu svařovací.. součástku,, která ..má být .přivařena ,. k de_;sce odporovým svařováním a obr. 4 matici z obr.3 v pohledu směrem od návarové čelní strany.

Příklady provedeni vynálezu

Obr.l. znázorňuje návarový trn JL s jeho dříkem 2, návarovou přírubou 3 a kuželovitou návarovou plochou _4. Dřík 2^ je držen nátrubkem 5. neznázorněného svařovacího nástroje. Do nitra^ & nátrubku se vede ochranný nebo inertní plyn, jak je vyznačeno šipkou. Nátrubkem _5 se pohybuje známým způsobem spolu s návarovým trnem 1. směrem k desce 7. působící jako jedna součástka ke svařování za účelem zapálení oblouku, načež se nátrubek .5 odtáhne do polohy znázorněné na obr.l, přičemž oblouk je vyznačen vyzařovacími čarami jako hořící mezi kuželovitou, návarovou plochou _4 a deskou 7. Povrch desky 7 obrácený směrem k návarovému trnu ,1 a kuželovitá návarová plocha 4. se potom začnou normálním způosbem tavit, načež se nátrubek 5. znovu posune směrem k desce, čímž se návarový trn 1_ s jeho návarovou plochou 4 ponoří do taveniny na desce 7_ a vytvoří se tak svarový spoj .

-5Návarový trn 2 je opatřen souvislým průchodem j), který souose prochází návarovým trnem 1 a vystupuje na konci _9 kónické návaroVé'plochy 4.. Tím je vytvořen uzavřený kanál pro vedení ochranného plynu dodávaného do nitra 6 a vystupujícího na konci 9> kde se rozptyluje, radiálně od průchodu 2 po svarovém bodě na: desce 2' jak je vyznačeno šipkami, a omývá, tak desku.. Jelikož ochranný plyn dodávaný tímto způsobem má vyplnit, pouze; omezený prostor v oblasti mezi návarovou plochou 4. a deskou 7‘, rozptyluje se ochranný plyn v podstatě náhle přes svarový bod na desce 7 P° té, co byl přívod ochranného plynu do nitra 6 nátrubku zapojen, aniž by docházelo k významnějšímu časovému zpoždění- To znamená, že přívod ochranného plynu může být zapnut bezprostředně před zapálením oblouku, takže náhle posouvá vzduch z prostoru mezi návarovou plochou 4· a deskou Ί_ ^a zcela vyplňuje tento prostor (viz šipky).. Ochranný plyn tak vyplňuje svou roli _tzal3raňova£ oxidaci ve. svarovém bodě. V případě potřeby může být přívod plynu odpojen ihned před ponořením návarového trnu. 1 do taveniny.

Při použití způsobu podle vynálezu pro svařování hliníkových plechů, jak je popsáno v evropském patentové přihlášce č . 92306877“. 9 , získaly se úspěšné svary při použití argonu smíšeného s oxidem uhličitým.

Obr.2 ukazuje návarový trn, který je opatřen svarovou špičkou 10 a má souvislý průchod 2· Jelikož je průchod Q upraven souose s návarovým trnem 11, končí ve svarové špičce 10 , takže svarová špička je tvořena prstencem jimž prochází průchod .8. Návarový trn 11 může být vložen stejným způsobem, jako je znázorněna na obr.l, do nátrubku 2 ^s obzvláštním přívodem plynu.

Obr.3 ukazuje použití způosbu podle vynálezu ve spojení s odporovým svařovacím způsobem, ve kterém je elektrický proud veden přes svařovací bod a svařovací bod je odpovídajícím způsobem zahříván. Jedna součástka ke svařování sestává z matice 12, která je znázorněna v řezu, a která se má navařit na desku 22· Matice 12 je přitlačována

-6přítlačnou deskou 14 jinak neznázorněného svařovacího nástroje proti desce 13. Přítlačná deska 14 a deska 13 jsou připojeny ke'zdroji elektrického' proudu?‘ 3 ) -¹. · .....

Pro vytvoření dotykových bodů okolo matice 12- na desce 13 je matice 12 opatřena výstupky 15 znázorněnými na obr.4. Obr.4 znázorňuje matici 12 v pohledu· ze strany desky 13♦ Mezi výběžky 15 vybíhají radiálně směrem ven od průchodu 16 v matici 12. prostory 17. Když je do průchodu 16 veden ochranný plyn,, prochází prostory 17 působícími jako tokové drážky a proto omývá povrch desky 13, na který se má navařovat. Vzhledem k nevyhnutelným nepravidelnostem výstupků 15 a desky 13 jsou vytvořeny mezi dvěma svařovanými součástkami 12 a>. 13 kromě prostorů 17 úzké mezery, takže ochranný plyn zaváděný do průchodu 16 omývá prakticky celý povrch desky 13, jestliže se má na desku navařovat. Prudké vpuštění ochranného plynu do průchodu 16 vede v podstatě okamžitě k ^odpovídajícímu zaplavení příslušeného .povrchu .desky 13 . ochranným plynem. Vzhledem k dotyku mezi maticí 12 a deskou 13, který se omezuje na relativně malé plochy, se vytváří elektrický odpor mezi těmito svařovanými součástkami,' který se využívá pro odporové svařování mezi těmito svařovanými součástkami. Tento odpor vede k odpovídajícímu zahřívání dotykových bodů mezi maticí 12 a deskou 13 , takže dochází k tavení odpovídajícího materiálu, které má za následek svařování obou svařovaných součástek v dotykových bodech.

V provedení podle obr,3 je ochranný plyn veden středním průchodem 18 v přítlačné desce 14 k průchodu 16 matice 12. Tento způsob přívodu odpovídá v principu způsobu znázorněnému na obr.l.

4/J,:

Claims

‘ . 1Způsob elektrického svařování dvou součástek , „ - . (1_Z12 ; 7,13) ke; svařování tokem^- elektrického* proudu přes jj svařovací' bod? při použitítekutiny;' například- plynu, pro

- - zabránění nebo eliminaci nebo potlačení oxidace ve. svařovacím bodě, vyznačený tím, že tekutina je přiváděna souvislým průchodem (8,16) v jedné svařovací součástce (1, 12), orientovaným směrem ke svařovacímu bodu, takže tekutina omývá svařovací bod radiálně směrem ven od průchodu (8, 16).
2. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že tekutina je tak vedena ke středu svářovacího bodu/
3. Způsob podle nároku 1, nebo 2 pro přivařování návarového trnu (1) vyznačený tím, že tekutina je vedena středem návarového trnu (1) ke svařovacímu bodů během hoření odtaženého oblouku.

· -. ·· .....
4. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačený- tím, že tekutina* je vedena podél tokových drážek (17) vytvořených' v jedné součástce (12) ke svařování ke svařovacími! bodu během přívodu elektrického proudu pro odporový svařovací proces.
5 . Návarový trn pro použití způsobu podle*‘nároku. 3 vyznačený tím, že průchod (8) prochází souose návarovým' trnem (1) .
6. Návarový trn podle nároku 5 vyznačený’ tím, ’ 2e> průchod (8) má průměr maximálně až okolo 1,5 mm.
7. Návarový trn podle nároku 5 nebo 6 vyznačený tím,· že průchod (8) prochází souose zapalovací špičkou (10).
8. Návarový trn podle nároku 5 nebo 6 vyznačený tím,'¹že průchod (8) končí ve špičce kuželovité návarové plochy (4).
9. Součástka ke svařování s průchodem pro použití způsobu podle nároku 4 odporovým svařováním, vyznačená tím, . že návarová plocha součástky (12) ke svařování s průchodem je opatřena tokovými drážkami (17), vystupujícími z průchodu (16), pro vedení plynu přes svařovací bod.
10. Součástka ke svařování podle nároku 9 vyznačená ^E

-89; ' tírti, že- tokové drážky (17) jsou- tvořeny prostory mezi několika výstupky (15) vytvořenými na návarové ploše.
11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že kapalina je inertní nebo ochranný plyn.
12. Způsob podle ' nároku 11 vyznačený tím, že inertní, plyn obsahuje argon nebo dusík.
13. Způsob podle- nároku 12 vyznačený tím, že inertní plyn obsahuje argon smíchaný s oxidem uhličitým.
14. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že tekutina je plyn, který eliminuje existující oxidaci a má proto redukční účinek.
15.. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že tekutina se přivádí jako kapalina, která se- převádí do plynného stavu když proudí přes svařovací místo.