FI94731B - Hitsauspolttimen virtasuutin - Google Patents

Description

94731

Hitsauspolttimen virtasuutin Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen hitsauspolttimen virtasuutin, jonka läpi lisäaine-lanka syötetään hitsattavaan kohteeseen.

Tällaisia virtasuuttimia käytetään esim. MIG (inertti suo-jakaasuhitsaus), MAG (aktiivinen suojakaasuhitsaus) ja MOG (ydintäytelankahitsaus) hitsaukseen tarkoitetuissa hitsauspolttimissa. Näillä menetelmillä hitsaus tapahtuu lisäainelangan kärjen ja hitsattavan materiaalin välillä palavan valokaaren avulla saumaan puhallettavan inertin tai aktiivisen suojakaasun muodostamassa atmosfäärissä. Atmosfääri voi muodostua myös ydintäytelangan jauheesta tai sekä jauheesta ja kaasusta. Lisäainelanka ja suojakaasu syötetään saumaan syöttöletkun ja hitsauspolttimen kautta. Polttimen kärjessä on virtasuutin, jossa on langan läpimittaa suurempi reikä, virtasuuttimen tehtävänä on muodostaa sähköinen kontakti polttimen ja lisäainelangan välille sekä tukea syötettävää lankaa.

Tavallisesti virtasuutin on kiinnitetty erilliseen virtasuuttimen pitimeen, jossa on reiät suojakaasun johtamiseksi hitsauspolttimen kaasusuuttimen ja virtasuuttimen väliseen tilaan, virtasuuttimen pidin on kiinnitetty edelleen kaula-putkeen, jossa on keskeinen reikä, jonka kautta lisäainelanka ja suojakaasu syötetään virtasuuttimen pitimen ja virtasuuttimen kautta hitsauskohtaan. Nämä osat on yleensä kiinnitetty toisiinsa kierreliitoksilla. Virtasuuttimen on johdettava hyvin sähköä ja lämpöä, minkä vuoksi se on yleensä valmistettu puhtaasta tai hieman seostetusta kuparista, virtasuuttimen pidin on kuparia tai messinkiä.

virtasuutin kuumenee hitsattaessa valokaaren lämmön ja suut-timen läpi kulkevan sähkövirran vaikutuksesta. Tavallisesti virtasuutin on melko pitkä ja ohut ja se on kiinnitetty virtasuuttimen yhdyskappaleeseen lyhyellä kierreliitoksella.

94731 Tällöin virtasuuttimen ja pitimen yhteinen pinta-ala on pieni, ja hitsattaessa syntyvä lämpö ei pääse johtumaan tehokkaasti virtasuuttimesta suuttimen pitimeen ja edelleen kau-laputkeen. Suuttimen lämpötila nousee erityisesti sen kärjessä, ja lämpenemisestä aiheutuvat muodonmuutokset aiheuttavat helposti langansyöttöhäiriöitä. Koska suojakaasu puhalletaan virtasuuttimen pitimessä olevien kaulaputken ja virtasuuttimen keskiakseliin nähden poikittaisten reikien kautta polttimen kaasusuuttimen ja virtasuuttimen väliseen tilaan, suojakaasu ei pysty jäähdyttämään tehokkaasti virtasuuttimen kärkeä. Suurilla hitsausvirroilla toimivia poltti-mia jäähdytetäänkin eri tavoin järjestetyn vesikierron avulla liiallisen kuumenemisen välttämiseksi.

SE-kuulutusjulkaisussa 401 115 on esitetty suojakaasuhit-sauspoltin, jossa suojakaasuvirtaus on järjestetty siten, että se jäähdyttää poltinta. Siinä suojakaasu virtaa lisäai-nelangan syöttöputken ja sitä ympäröivän putken välissä, ja syöttöputken ulkopinta sekä ympäröivän putken sisäpinta on muotoiltu aaltomaiseksi, jolloin lämmönsiirtopinta suurenee ja putkien välissä virtaava suojakaasu jäähdyttää tehokkaammin langansyöttöputkea. Virtasuutin on tavanomainen, pitimen avulla syöttöputkeen kiinnitetty pitkä ja kapea kappale. Tämän ratkaisun avulla saadaan koko polttimen lämpenemistä vähennetyksi, mutta koska virtasuuttimen rakenne on samanlainen kuin muissakin tavanomaisessa polttimissa, virtasuuttimen lämpenemisongelmia ei voida ratkaista tässä julkaisussa esitetyn ratkaisun avulla.

Tämä keksinnön tarkoituksena on saada aikaan hitsauspoltti-men virtasuutin, joka kuumenee aikaisempia suuttimia vähemmän ja jonka avulla polttimen rakennetta voidaan yksiker-taistaa.

Keksintö perustuu siihen, että virtasuutin kiinnitetään suoraan kaulaputkeen siten, että sen ulkonema kiinnitys-osasta on pieni.

3 94731 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle virtasuutti-melle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön mukaisen rakenteen avulla voidaan virtasuuttimen lämpöä johtavaa pintaa kasvattaa huomattavasti suurentamatta hitsauspolttimen ulkomittoja. Tällöin suuttimeen kohdistuva lämpö siirtyy tehokkaammin pois suuttimesta, jolloin sen lämpömuodonmuutokset ovat pienempiä. Kun virtasuutin saadaan pysymään hitsattaessa alhaisessa lämpötilassa, langansyöt-töhäiriöt vähenevät huomattavasti. Hitsauspolttimen käyttö-häiriöitä voidaan vähentää jopa kymmenenteen osaan aikaisemmasta pelkästään virtasuuttimen jäähdytystä tehostamalla. Jäähdytystä voidaan edelleen tehostaa muodostamalla virta-suuttimeen sen pituusakselin suuntaiset reiät, joita pitkin suojakaasu syötetään hitsattavaan kohteeseen. Tällöin suut-timen läpi virtaava kaasu jäähdyttää kaulaputken lisäksi tehokkaasti myös virtasuutinta. Kun suojakaasu johdetaan vir-tasuuttimessa olevia kanavia pitkin suuttimen kärkeen, kaasu osuu paremmin valokaaren ympärille, jolloin suojavaikutus kaaren kohdalla on hyvä ja valokaaren ympärille sataman suojaamiseksi tarvittavan kaasupilven koko on pienempi. Suoja-kaasun tarkemman kohdistamisen ansiosta voidaan kaasun tila-vuusvirtaa pienentää suojausvaikutusta heikentämättä.

Seuraavassa kuvattavassa esimerkissä on esitetty MIG-hitsausmenetelmässä käytettävä poltin, mutta on selvää että tätä keksintöä voidaan soveltaa muidenkin hitsausmenetelmien yhteydessä käytettäviin ja rakenteeltaan erilaisiin polttimoin.

Keksintöä tarkestellaan seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten avulla.

Kuvio 1 esittää osittain halkileikattuna MIG-polttimen hit-sauspäätä, jossa on tämän keksinnön mukainen virtasuutin.

4 94731

Kuvio 2 esittää yhtä tämän keksinnön mukaista virtasuutinta halkileikattuna.

Kuvio 3 esittää toista tämän keksinnön mukaista virtasuutinta halkileikattuna.

MIG-polttimissa on yleensä muovinen runko 1, johon polttimen osat on sovitettu. Polttimen hitsauspää koostuu kaasusuut-timesta 3, kaulaputkesta 4 ja virtasuuttimesta 5. Kaasusuu-tin 3 on kiinnitetty runkoon 1 mutterilla 2 ja ympäröi kau-laputkea 4. Virtasuutin 5 on kiinnitetty kierreliitoksella 10 kaulaputken 4 päähän siten, että suutin 5 vastaa kaula-putkessa olevaan olakkeeseen 6. virtasuutin 5 ulkonee hieman kaulaputken 4 päästä ja ulottuu lähelle kaasusuuttimen 3 päätä. Kaulaputken 4 keskellä on reikä lisäainelangan ja suojakaasun johtamiseksi virtasuuttimeen 5. Virtasuuttimessa 5 on keskeinen reikä 7 lisäainelankaa varten sekä reiät 8 suojakaasun johtamiseksi hitsattavaan kohteeseen.

Kuviossa 2 on esitetty samanlainen virtasuutin 5 kuin kuviossa 1, mutta tässä suoritusmuodossa kaulaputkessa 4 ei ole rajoitinolaketta 6. Lisäainelangan reikä 7 on suuttimen keskellä, ja reiän halkaisija on lisäainelangan halkaisijaa hieman suurempi. Suojakaasureiät 8 on järjestetty langan reiän 7 ympärille ja niitä on edullisesti neljä. Tällöin suojakaasu saadaan virtaamaan tasaiseksi ja yhtenäiseksi vaipaksi lisäainelangan ja hitsattavan kohteen ympärillä palavan valokaaren ympärille. Virtasuuttimen 5 läpi virtaava suojakaasu jäähdyttää samalla tehokkaasti virtasuutinta 5.

Virtasuuttimen 5 pituus on L ja halkaisija D. Ulkonemaa kaulaputken 4 kärjestä on merkitty kirjaimella U. Riittävän hyvän lämmönsiirron takaamiseksi virtasuuttimen 5 ja kaula-putken 4 välisen lämmönsiirtopinnan on oltava riittävän suuri. Tällöin virtasuuttimen 5 ulkoneman U kaulaputken 4 päästä on oltava pienempi kuin virtasuuttimen 5 ulkonevan pään pienin halkaisija D. Toisaalta vähintään puolet virta-

II

5 94731 suuttimen 5 pituudesta on sijaittava kaulaputken 4 sisällä, ja virtasuuttimen 5 ulkokehän on kosketettava koko tällä matkalla kaulaputken 4 sisäpintaa.

Kuviossa 3 kuvatussa virtasuuttimessa 5 on olake 9, joka vastaa kaulaputken 4 päähän. Suuttimen 5 pää on tässä suoritusmuodossa katkaistu kartio, jonka suurimman halkaisijan määrää kaulaputken 4 ulkohalkaisija ja pienemmän kaulaputken 4 sisähalkaisija. Olakkeen 9 ansiosta virtasuuttimen 5 ja kaulaputken 4 välinen lämmönsiirtopinta on hieman suurempi kuin kuvion 2 suoritusmuodossa.

Edellä esitettyjen lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin suoritusmuotoja. Suojakaasu voidaan johtaa hitsattavaan kohteeseen virtasuuttimen 5 sijasta esimerkiksi kaulaputkeen 4 tehtyjen, sivulle suuntautuvien reikien kautta. Virtasuuttimessa 5 olevien kaasunsyöttöreikien 8 lukumäärä voi vaihdella, mutta on edullista, että ne sijaitsevat symmetrisesti langansyöttöreiän 7 ympärillä. Virtasuuttimen 5 ulkoneva pää voidaan halutulla tavalla muotoilla katkaistuksi kartioksi, pallomaiseksi pinnaksi tai joksikin muuksi muodoksi. Jos tästä pinnasta ei voida määrittää sen pienintä halkaisijaa, virtasuuttimen 5 suurin sallittu ulkonema kaulusputkesta 4 on tällöin kaulaputken 4 sisähalkaisijan suuruinen.

Claims (5)

1. 6 94731
2. 1. Hitsauspolttimen massiiviseen, pitkänomaiseen kaulaput-keen (4) irroitettavasti sovitettu, poikkileikkaukseltaan oleellisen ympyränmuotoinen virtasuutin (5), jonka kautta hitsausvirta on johdettavissa lisäainelankaan ja johon on muodostettu halkaisijaltaan likimain täytelangan suuruinen, kaulaputken (4) keskiakselin suuntainen reikä (7) lisäaine-langan syöttämiseksi hitsattavaan kohteeseen, tunnettu siitä, että - virtasuutin on sovitettu kaulaputkeen (4) suoraan, - virtasuuttimen {5) ulkonema (U) massiivisesta osasta (4) tämän pituussuunnassa on korkeintaan kaulaputken (4) sisähalkaisijan suuruinen, ja - vähintään puolet virtasuuttimen (5) massiivisen osan pituussuuntaisesta ulottuvuudesta (L) on massiivisen osan (4) sisällä ja myötäilee tämän massiivisen osan sisäpintaa riittävän lämmönsiir-tymisen varmistamiseksi. •
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtasuutin (5), tunnettu ainakin yhdestä virtasuuttimen (5) pituusakselin suuntaisesta reiästä (8), jonka kautta hitsattavaan kohteeseen voidaan johtaa suojakaasua.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtasuutin (5), tunnettu siitä, että suuttimen (5) kaulaputkesta (4) ulkoneva pää on lieriön muotoinen. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtasuutin (5), tunnettu siitä, että suuttimen (5) kaulaputkesta (4) ulkoneva pää on katkaistun kartion muotoinen. 7 94731
5. 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtasuutin (5), tunnettu siitä, että kaasunsyöttöreikiä (8) on ainakin kaksi ja ne on sovitettu symmetrisesti langansyöttöreiän (7) suhteen. 8 94731