Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.Y.1968 55087 KI. 21 h, 30/12 MKP II 05 b ft3Afc, S/te UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Edmund Matewski, inz. Ryszard Robert Kups Wlasciciel patentu: Zaklady Mechaniczne im. Gen. K. Swierczewskiego, Elblag (Polska) Palnik do spawania lukowego elektroda topliwa w oslonie gazów ochronnych i Przedmiotem wynalazku jest palnik do spawa¬ nia lukowego elektroda topliwa w oslonie gazów ochronnych, umozliwiajacy wykonywanie pola¬ czen czolowych na elementach o grubosci do 120 mm przyspawaniu jednostronnym i na ele¬ mentach o grubosci do 240 mm przy spawaniu dwustronnym z szerokoscia lica spoiny do 25 mm, oraz umozliwiajacy wykonywanie polaczen wa- skoszczelinowych o grubosci do 40 mm przy spa¬ waniu jednostronnym i o grubosci do 80 mm przy spawaniu dwustronnym, z zachowaniem równo¬ leglego rozstawu krawedzi elementów spawanych w odleglosci 7 mm, takze do spawania dowolnych polaczen pachwinowych. Spawanie mozna prze¬ prowadzac na przedmiotach posiadajacych tempe¬ rature normalna lub podgrzanych wstepnie do temperatur nie wyzszych niz 450°C. Palnik ma zastosowanie do spawania automatycznego i pól¬ automatycznego z samoczynnym podawaniem dru¬ tu elektrodowego.Dotychczas stosowane i znane palniki do spa¬ wania lukowego elektroda topliwa w oslonie gazu ochronnego z rurka pradowa umozliwiaja jedynie prace przerywana ze wzgledu na znaczne nagrze¬ wanie sie rurki i wytracanie jej styku z drutem elektrodowym, co powoduje czeste przyspawanie sie drutu do rurki i przerwanie jarzenia luku.Chlodzenie rurki pradowej za pomoca omywa¬ jacego ja gazu ochronnego, stosowane w wielu rozwiazaniach konstrukcyjnych nie jest dosta¬ lo 15 20 25 30 tecznie skuteczne juz przy stosowaniu pradu spa¬ wania do 350 A i oprócz znacznego nagrzania rurki, w palnikach tego typu wystepuje równiez nagrzewanie sie kabli doprowadzajacych prad spawania do palnika, cieplem przewodzonym przez rurke pradowa.Palniki z doprowadzeniem pradu spawania do drutu elektrodowego za pomoca szczek docisko¬ wych, zwlaszcza z chlodzeniem wodnym, umozli¬ wiaja spawanie duzymi natezeniami pradu, jed¬ nak ze wzgledu na stosunkowo duze wymiary nie mozna ich stosowac do ekonomicznego wykony¬ wania polaczen czolowych o grubosci wiekszej od 40 mm, a szczególnie dla krzywoliniowych zlacz spawanych. Zastosowanie palników ze szczekami dociskowymi do wykonywania grubosciennych po¬ laczen czolowych wymaga zwiekszenia szerokosci rowków celem utrzymania prawidlowej dlugosci wolnego wylotu drutu elektrodowego, co pociaga za soba wzrost zuzycia materialów spawalni¬ czych.Doprowadzenie gazu ochronnego we wszystkich znanych palnikach szczekowych wykonane jest w postaci rurek o niewielkiej srednicy, w zwiaz¬ ku z czym dla zapewnienia oslony ochronnej szybkosc wyplywu gazu musi byc stosunkowo du¬ za, co sprzyja powstawaniu zawirowan i zasysa¬ niu powietrza prowadzac w konsekwencji do two¬ rzenia sie porów w spoinie.Równiez ten sposó^ doprowadzenia gazu 55087J 3 ochronnego do strefy jarzenia sie luku nie wy¬ twarza wlasciwej oslony przy spawaniu z szyb¬ koscia powyzej 30 m/godz. Dysze o przekroju ko¬ lowym, z koncentrycznie umieszczona rurka pra¬ dowa zapewniaja laminarny wyplyw gazu ochron¬ nego stwarzajac prawidlowa oslone strefy jarze¬ nia sie luku, jednak wielkosc ich nie pozwala na wprowadzenie do glebokich rowków przy normal¬ nym ukosowaniu krawedzi.Palniki te stosowac mozna do polaczen czolo¬ wych o grubosci do 30 mm. Wykonanie dyszy o przekroju kolowym o odpowiednio malej sred¬ nicy wylotu pozwala na wprowadzenie jej w nor¬ malnie ukosowany rowek, jednak nie zabezpiecza nalezytej oslony ochronnej w strefie jarzenia sie luku przy stosowaniu drutów elektrodowych o srednicy powyzej 1,2 mm, pradu spawania po¬ wyzej 250 A i szybkosci spawania wiekszej od 12 m/godz., stad zastosowanie jej do spawania ele¬ mentów grubosciennych jest niewskazane ze wzgledów ekonomicznych. .Celem wynalazku jest opracowanie palnika do dlugotrwalego spawania lukowego elektroda topli- wa w oslonie gazu ochronnego umozliwiajacego spawanie podgrzanych wstepnie do temperatury 450°C grubosciennych elementów spoinami czolo¬ wymi z zachowaniem mniejszego przekroju po¬ przecznego spoiny niz przy spawaniu elektroda otulona przy zastosowaniu duzych pradów i szyb¬ kosci spawania. ¦"¦¦¦¦ Zgodnie z wytyczonym zadaniem zaprojektowa¬ no palnik, w którym dla unikniecia nadmiernego nagrzewania sie zastosowano chlodzenie wodne rurki pradowej z obiegiem wymuszonym o wy¬ datku 1,5 l/min. i chlodzenie wodne korpusu pal¬ nika o wydatku 2 l/min.Dla unikniecia porów w spoinach przy duzych szybkosciach spawania zastosowano dysze o ksztalcie wydluzonego owalu w przekroju po¬ przecznym czesci wylotowej, przy czym dysza jest rozbiezna w kierunku wylotu na przekroju wzdluznym przeprowadzonym przez najwieksza srednice owalu. Optymalny ksztalt dyszy wyklu¬ czajacy porowatosc spoin przy nieduzym zuzyciu gazu ochronnego uzyskano droga kolejnych przy^ blizen modelowych* Aby uniknac samoistnych przerw w spawaniu zastosowano dwustykowa rurke pradowa, przy czym przynajmniej jedna z powierzchni styko¬ wych jest powierzchnia cylindryczna. Przyjecie tego rozwiazania zwieksza pewnosc ruchowa pal¬ nika, gdyz w przypadku chwilowego wytracenia kontaktu na styku wylotowym, prad elektryczny doprowadzony jest do drutu elektrodowego przez styk wewnetrzny, umieszczony w niewielkiej od¬ leglosci od wylotu.Wylot rurki pradowej chroniony jest przed od¬ pryskami za pomoca zaroodpornej luski, z otwo¬ rem o srednicy do dwóch razy wiekszej od sred¬ nicy drutuj która jednoczesnie nie pozwala na wtopienie sie drutu elektrodowego w wylot kon¬ cówki rurki pradowej w przypadku zahamowania podawania drutu elektrodowego.W wyniku zastosowania wynalazku osiagnieto mozliwosc dlugotrwalegp spawania elementów grubosciennych z rowkami o mniejszej szerokosci 55037 4 niz normalnie pradami do 750 A, przy szyb¬ kosciach spawania do , 60 m/godz., zmniejszajac zuzycie materialów spawalniczych i energii elek¬ trycznej na jednostke dlugosci spoiny w stosunku 5 do uzyskiwanych dotychczas.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w "przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia osiowy przekrój wzdluzny pal¬ nika, przechodzacy przez najwieksza srednice cze- lo sci wylotowej dyszy, fijg. 2 — czesciowy, osiowy przekrój wzdluzny palnika przechodzacy przez najmniejsza' srednice czesci wylotowej dyszy, fig. 3 — przyklad ustawienia palnika przy wyko¬ nywaniu dwustronnego polaczenia czolowego, fig. 4 — przyklad ustawienia palnika przy wyko¬ nywaniu jednostronnego polaczenia czolowego, fig. 5. — przyklad przygotowania elementów la¬ czonych, dla dwustronnej spoiny waskószczelino- wej, fig. 6 — przyklad ustawienia palnika przy wykonywaniu jednostronnej spoiny waskoszczeli- 20 nowej, fig. 7 — przyklad ustawienia palnika przy spawaniu tarczy kierowniczej turbiny 120 MW, a fig. 8 — przyklad ustawienia palnika przy spa¬ waniu turbinowej tarczy kierowniczej spoina wa- skoszczelinowa. 25 W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 1 i 2 widoczne sa przekroje palnika sklada¬ jacego sie z korpusu 2 polaczonego z chlodnica 1, w której zamocowana jest dysza 4. Wewnatrz pal¬ nika znajduje sie biegnaca przez cala jego dlu- 30 gosc stykowa rurka pradowa skladajaca sie z rur¬ ki chlodzonej 6, tulejki gwintowanej 8, lacznika 7, koncówki 5 i luski ochronnej 10 z nalozonym pierscieniem izolacyjnym 20.Do konca rurki 6 przyspawany jest kolnierz 11, 35 który wraz z nakretka 14 sluzy do polaczenia pal¬ nika z przewodem elastycznym, którym podawany jest drut elektrodowy. Rurka 6 ponizej kolnierza 11 przechodzi przez pokrywe 3 i jest z nia- pola¬ czona na stale. Do pokrywy 3 doprowadzony jest 40 dodatni biegun zródla pradu spawania oraz wlot 15 i wylot 16 wody chlodzacej rurke pradowa.Chlodnica rurki pradowej utworzona jest z pla¬ szcza 9 zamknietego z jednego konca pokrywa 3 a z drugiego tulejka gwintowana 8. Plaszcz 9 po- 45 siada przy tulejce gwintowanej 8 przekrój kolowy zapewniajacy przeplyw wody chlodzacej dookola rurki 6, który w dalszej czesci, w kierunku po¬ krywy 3 przechodzi w przekrój eliptyczny, stycz¬ ny do rurki 6, z która plaszcz 9 jest polaczony 50 spoinami otworowymi, wymuszajac tym droge obiegu wody chlodzacej.Doplyw wody chlodzacej do chlodnicy 1 dopro¬ wadzony jest rurka 12, a odplyw nastepuje rurka 13. Rurka pradowa odizolowana jest od korpusu 2 55 tulejka 18 i od chlodnicy 1 pierscieniem dystan¬ sowym 19. Pierscien izolacyjny 20 wykonany z materialów ceramicznych zabezpiecza przed przypadkowym zwarciem wylotu rurki pradowej z dysza 4. 60 Gaz ochronny przeplywa przez rurke wlotowa 17, korpus 2, otwory w pierscieniu dystansowym 19 i dysze 4 do strefy jarzenia sie luku. Prad spawania doprowadzony jest do drutu elektrodo¬ wego przez dwustykowa rurke pradowa, której 65 jeden miedziany styk znajduje sie w laczniku 7,55087 a drugi styk z miedzi, stellitu lub innego stopu zaroodpornego znajduje sie na wylocie koncówki 5. Luska ochronna 10 np. stellitowa umieszczona na koncówce 5 chroni wylot kalibrowanej czesci koncówki przed odpryskami i bezposrednim dzia¬ laniem luku elektrycznego.W praktycznym zastosowaniu stwierdzono, ze palnik wedlug wynalazku szczególnie nadaje sie do spawania automatycznego tarcz kierowniczych i kadlubów turbin parowych, do spawania grubo- sciennych kotlów i zbiorników, korpusów pras i mlotów, duzych konstrukcji kól zebatych i kor¬ pusów przekladni oraz kadlubów statków. PL