RU1078756C - Устройство дл сварки в узкую разделку деталей больших толщин - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ В УЗКУЮ РАЗДЕЛКУ МЕТАЛЛОВ БОЛЬШИХ ТОЛЩИН в среде защитных газов, содержащее корпус, токоподвод щий мундштук, снабженный, полостью с otBepcTHflMM дл  подачи газа е дне ее и установленный в корпусе с возможностью продольного пере 4ещени , и сопло, отличающеес  тем, что, с цель(д повышени  качества сварки путем улучшени  газовой защиты, в боковых стенках мундштука на участке, равном высоте сопла, от рабочего торц  выполнены дополнительные щелевые отверсти  под углом 30-60С к оси горелки на рассто нии друг от друга по мере удалени  от торца, увеличивающемс  по закону арифметической прогрессии, причем площадь боковых отверстий выполнена уменьшающейс  по мере удалени  от рабочего торца также по закону арифметической прогрессии, их суммарна  площадь равна суммарной площади отверстий в дне мундштука, а обща  площадь всех отверстий равна площади выходного отверсти  сопла, при этом устройство снабжено дополнительным соплом, установленным внутри основного, закрепленным на корпусе концентрично мундштуку и S св занным с основным отверстием, выполненным в его верхней части.

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству, в частности к устройствам дл  сварки в защитных газах преимущественно плав щимс  электродом в узкую разделку металлов больших толщин, и может найти применение во всех отрасл х промышленности , где примен етс  автоматическа  сварка метал/юв больших толщи н. например в судостроении, энергомашиностроении , химической и нефт ной промышленности ,

. Известно устройство дл  сварки металлов больших толщин в защитных газах, содержащее корпус с соплом, который перемещаетс  относительно свариваемого

О

VJ

издели  от привода, и подвижный в осевом

00 направлении мундштук, который также кинематически св зан с приводом. Защитный газ поступает через успокоительную камеру в сопло и защищает свариваемый шов.

с

Основным недостатком данного устройства  вл етс  то, что при многопроходной сварке металлов больших толщин оно не обеспечивает защиты сварочной ванны, особенно при сварке корневых швов в глубокой узкой разделке, что, в свою очередь, приводит к дефектам.

Известно устройство дл  сварки в защитных газах, в котором сопло выполнено

мз колец, телескопически вход щих одно в другое.

Недостатком данного устройства нар ду с плохой защитой сварочной ванны корневых швов в глубокой разделке  вл етс  то, что длина сопла измен етс  по мере заполнени  разделки, что приводит к мерехо ду ламинарного потока защитного газа в турбулентный, ухудшающему защиту сварочной панны. Ухудшение защиты сварочной ВЗН1Ш приводит к недопустимым дефектам формировани  сварных швов, устранение которых требует значительных заT .iT йремг-Н.1, вследствие чего снижаетс  ;и1оизпод51тепьность труда при сварке.

-1эи1;о; ее близким к предлагаемому  вПЯС1ПЧ устройство дл  сварки в за1цитных газах, содержащее мундштук, телескопически устанойленный по скольз щей посадке в газовом сопле, который может перемещатьс  относительно сопла по мере заполнени  разделки.

Основным недостатком данного устройстза  вл етс  неудовлетворительна  защита свзрочной ванны в щелевой разделке, особенно при сварке корневых швов, что приводит к ухудшению качества св-зрив.аеМЕ Х швов. .

изобретени   вл етс  повышение качестгза свариваемых швов путем улучшени  газовой защиты, особенно при сварке корневых швов, за счет управлени  истечением газовой струи по глубине разделки .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  сварки в узкую разделку металлов больших толщин в среде защитных газов, содержаш.ем корпус, токоподвод щий мундштук, снабженный полостью с отверсти ми дл  подачи газа в дне ее и установленный в корпусе с возможностью продольного перемещени , и сопло, в бокоBbix стенках мундштука на участке, равном высоте сопла, от рабочего торца выполнены дополнительные ш,елевые отверсти  на рассто нии друг от друга по мере удалени  от торца, увеличивающемс  по закону арифметической прогрессии, причем площадь боковых отверстий выполнена уменьшающейс  по мере удалени  от рабочего торца также по закону арифметической прогрессии , их суммарна  площадь равна суммарной площади отверстий в дне мундштука, а обща  площадь всех отверстий равна площади выходного отверсти  сопла, при этом устройство снабжено дополнительным соплом , установленным внутри основного, закрепленным на корпусе концентрично мундштуку и св занным с основным отверсти ми , выполненным в его верхней части.

На фиг.1 изображено устройство дл  сварки металлов больших толщин в защитных газах, общий вид; на фиг.2 - расположение мундштука с боковыми отверсти ми в

разделке; на фиг.З - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 график перераспределени  истечени  защитного газа G при перемещени х мундштука по глубине щелевой разделки Н.

Горелка дл  сварки металлов больших толщин в защитных газах преимущественно в узкую разделку содержит корпус 1, приводной токоподвод щий мундштук 2. закрепленный в корпусе, 1 с возможностью

продольного перемещени  от привода 3. В токоподвод щем мундштуке 2 выполнена полость 4 с отверсти ми 5 в дне дл  подачи защитного газа через штуцер б и сопло 7. В боковых стенках токоподвод щего мундштука 2 со стороны рабочего торца 8на высоте , равной высоте сопла 7, выполнено несколько дополнительных отверстий 9, создающих при сварке корневых швов шлейфовую защиту. Дополнительные отверсти 

9 выполнены под углом о: 30-60° к оси горелки. Дл  управлени  истечением защитного газа и перераспределени  его истечени  через мундштук 2 и сопло 7 в зависимости от глубины разделки в полости

10 основного сопла 7 выполнено дополнительное српло 11, которое закреплено на корпусе 1 горелки концентрично токоподвод щему мундштуку 2 и сообщаетс  с основным соплом 7 через отверсти  12 в его

верхней части. В полости 4 токоподвод щего мундштука 2 установлен с возможностью поворота вокруг оси горелки направл ющий тракт 13 с токоподводом 14, предназначенный дл  направлени  электродной проволоки 15 в зону горени  дуги. Направл ющий тракт 13 кинематически св зан с эксцентриком 16 привода 17.

Рассто ние между дополнительными отверсти ми 9 по мере удалени  от рабочего

торца 8 мундштука 2 увеличиваетс  по закону арифметической прогрессии I И la 1з ...(, а площадь отверстий 9 уменьшаетс  по закону арифметической прогрессии S Si 82 Зз ...Sn по мере удалени  от

рабочего торца 8 мундштука 2,

Суммарна  площадь боковых отверстий 9 S +.Si + $2 + ...Sn равна суммарной площади отверстий 5 в дне мундштука 2 Sig-- - S2g+ + 5зд + ... + Sng, а обща  площадь этих отверстий равна площади выходного отверсти 

СОГЛа 7 (21Sn + SSng Sq).

Угол наклона дополнительных отверстий 9 выбран в пределах 30-60° дл  того, чтобы обеспечить качественную защиту зоны горени  дуги за счет образовани  шлейфа защитного газа, особенно при сварке корневых проходов, и улучшить формирование свариваемых швов. Если угол а наклона отверстий 9 меньше 30°, то сужаетс  зона обдува защитным газом, вытекающим из мундштука 2, до размеров сварочной ванны . Уменьшение зоны обдува защитным газом может привести к эжекции воздуха в зону горени  дуги и по влению дефектов в свариваемом шве. Увеличение угла а наклона дополнительных отверстий 9 мундштука 2 свыше 60° приводит к тому, что при сварке заполн ющих швов происходит сдувание защитного газа, поступающего через сопло в зону горени  дуги газом, поступающим через отверсти  9 мундштука 2. Ламинарное истечение обоих потоков защитного газа нарушаетс , возможна инжекци  воздуха в зону сварки, а следовательно, и по вление дефектов в свариваемом шве. Дополнительные отверсти  9 выполнены так, что рассто ние между ними по мере удалени  от рабочего торца 8 увеличиваетс  по закону арифметической прогрессии, а их площадь уменьшаетс , при этом суммарна  площадь дополнительных отверстий 9 равна суммарной площади отверстий 5 в мундштуке 2, а их обща  площадь равна площади выходного отверсти  сопла 7. Рассто ни  между боковыми oтвepqти ми 9 мундштука 2, их размеры, а также отношени  размеров площадей отверстий 5 и 9 токоподвод щего мундштука 2 к площади среза сопла 1 определ лись экспериментально.

При этом определено, что только увеличение по мере удалени  от торца 8 рассто ний между соседними боковыми отверсти ми 9 мундштука 2 и уменьшение площади отверстий 9 по закону арифметической прогрессии позвол ет обеспечить поступление наибольшего объема защитного газа, истекающего из мундштука 2, в зону горени  дуги при сварке корневых проходов .

Равенство отношений суммарных площадей боковых отверстий 9 и отверстий 5 выбрано из услови  исключени  возможности перераспределени  газа при истечении из этих отверстий. Равенство отношений суммарных площадей отверстий 5 и 9 к площади среза сопла 7 выбрано из услови 

обеспечени  посто нства скорости истечени  его из отверстий 5 при перераспределении части газа, выход щего из боковых отверстий 9 мундштука 2 в дополнительное

сопло 11 и далее через основное сопло 7 в зону горени  дуги.

Устройство работает следующим образом . Устанавливают сопло 7 на необходимом рассто нии относительно свариваемых

деталей, при помощи привода 3 выдвигают мундштук 2 в крайнее нижнее положение. Защитный газ при этом поступает через штуцер 6 в полость 4 мундштука 2 и далее через отверсти  5 и дополнительные отверсти  9 на боковых поверхност х мундштука 2 в зону горени  дуги, обеспечива  ее защиту от атмосферного воздуха. Дл  исключени  несплавлени  свариваемых кромок токоподвод 14, кинематически св занный

эксцентриком 16 привода 17, совершает крутильные колебани  и обеспечивает поперечные колебани  подаваемой через направл ющий тракт 13 в зону горени  дуги электродной проволоки 15. По мере заполнени  разделки мундштук 2 перемещаетс  приводом 3 внутрь сопла 7, при этом часть дополнительных отверстий 9 находитс  в полости дополнительного сопла 11, а часть защитного газа поступает из него через отверсти  12 в основное сопло 7, обеспечива  более качественную защиту зоны сварки. При сварке завершающих проходов мундштук 2 подн т в крайнее верхнее положение и все его боковые отверсти  9 наход тс  8

полости дополнительного сопла 11. В этом случае весь поток защитного газа поступает через основное сопло 7 и отверсти  5 в дне мундштука 2, обеспечива  качественную защиту по всей ширине завершающего шва.

Применение предлагаемого устройства дл  сварки металлов больших толщин в защитных газах преимущественно плав щимс  электродом в щелевую разделку по сравнению с базовым объектом - горелкой

ТС-57 дл электродуговой сварки алюминиевых сплавов плав щимс  электродом в защитных газах с эластичным соплом позволит повысить качество свариваемых швов, особенно при сварке корневых швов,

за счет управлени  истечением газовой струи и перераспределени  истечени  защитного газа через мундштук и сопло по мере заполнени  разделки.

6-6

Фиг. 4

б, 6 2