RU129862U1 - Устройство для сварки в среде защитных газов - Google Patents

Abstract

Настоящая полезная модель относится главным образом к сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов. Устройство 1 для автоматической аргонодуговой сварки с использованием присадочного материала, содержит рукоятку 2; электрод 3, механически соединенный с рукояткой 2 и средство 4 подачи присадочного материала в виде прутка или проволоки. В первом аспекте устройство отличается тем, что средство подачи присадочного материала выполнено так, что присадочный материал подается к сварочной ванне со стороны рукоятки устройства. В первом аспекте настоящей полезной модели достигаемый технический результат заключается в увеличении скорости сварки. Во втором аспекте устройство отличается тем, что содержит торцевое сопло, соединенное с системой подачи защитного газа, выполненное с возможностью направления потока инертного газа таким образом, чтобы поток инертного газа попадал на обратный валик корневого шва. Технический результат, достигаемый во втором аспекте настоящей полезной модели, заключается в уменьшении возможности химического взаимодействия разогретого металла с атмосферой. В третьем аспекте настоящей полезной модели способ сварки, отличающийся тем, что в рабочем состоянии при движении электрода вдоль сварного шва по направлению сварки присадочный материал подается к сварочной ванне позади электрода. Технический результат, достигаемый в третьем аспекте настоящей полезной модели, заключается в увеличении скорости сварки.

2 незав. п., 3 зав. п., 4 илл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится главным образом к сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов. Более конкретно настоящая полезная модель относится к устройствам для сварки стыковых соединений изделий из листового металла, преимущественно труб.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сварка в среде защитных газов применяется для выполнения сварных швов, к качеству которых предъявляются наиболее высокие требования. Так, сварка стыковых соединений трубопроводов может выполняться путем нанесения трех сварных швов. Нижний (корневой) шов несет на себе порядка 70% всей механической нагрузки, приходящейся на сварное соединение, поэтому его качество особенно важно. Его сварку выполняют в среде защитных газов. В качестве защитного газа используют инертный газ аргон. Аргон практически не вступает в химические взаимодействия с расплавленным металлом и другими газами в зоне горения дуги. Будучи на 38% тяжелее воздуха, аргон вытесняет его из зоны сварки и надежно изолирует сварочную ванну от контакта с атмосферой.

В процессе автоматической сварки необходимо выдержать расстояние, до сварочного электрода, на которое подается присадочный материал так, чтобы оно было достаточно мало, чтобы плавящийся присадочный материал подавался к сварочной ванне, и достаточно велико, чтобы частицы присадочного материала не наплавлялись на электрод, что в конечном итоге приводит к выходу электрода из строя.

Известно устройство для автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с присадочной проволокой (или прутком), конструкция которого опубликована в каталоге компании Abicor Binzel (http://binzel-abicor.com/uploads/Content/Germany/PDF-Files/PDF Files TIG/English/tig spare parts list 2 0 v1.pdf) v.2.0 от октября 2010 года (изображения на страницах 11.1 и 11.2).

Известное устройство содержит рукоятку; электрод, соединенный с рукояткой; средство подачи присадочного материала в виде прутка. Для формирования среды защитных газов вокруг места сваривания устройство содержит сопло, формирующее кольцевой канал для подачи защитного газа, расположенный непосредственно вокруг неплавящегося электрода. Кроме того, известное устройство содержит средство подачи присадочного материала, включающее в себя направляющий наконечник для присадочного материала в виде прутка (проволоки), выполненный с возможностью подачи присадочного материала со стороны, противоположной рукоятке относительно электрода, то есть в направлении, противоположном направлению, в котором преимущественно перемещается электрод относительно свариваемого изделия.

При сварке соединений, например стыков элементов трубопровода, сварка шва таким устройством обычно производится «вперед», то есть по направлению, противоположному рукоятке, относительно электрода. Сварочная ванна, то есть металл сварочного шва в жидком состоянии до застывания как свариваемого металла, образуется в месте образования дуги и на некотором расстоянии «за» ней, относительно электрода и направления сварки. Таким образом, при известной конструкции устройства присадочный материал подается относительно электрода со стороны, противоположной рукоятке, то есть подается к краю головного участка в непосредственной близости к краю сварочной ванны. Таким образом, конструкция известного устройства обуславливает следующие его недостатки. Во-первых, осложняется процесс сварки, в ходе которого требуется контролировать точность подачи присадочного материала. Это значительно ограничивает максимально возможную скорость сварки. Во-вторых, при такой конструкции необходимо подавать сварочный материал достаточно близко к электроду, чтобы подвести его к сварочной ванне, при этом велика вероятность наплавления частиц присадочного материала на электрод и выхода электрода из строя. В-третьих, направление присадочного материала к краю сварного шва приводит к потерям присадочного материала.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

В ходе разработки настоящей полезной модели перед разработчиками стояла задача, заключающаяся в создании устройства для аргоно-дуговой сварки, при использовании которого увеличилась бы возможная скорость сварки при достаточной точности подачи присадочного материала в сварочную ванну, снизилась бы вероятность наплавления присадочного материала на электрод, и уменьшились потери присадочного материала. Кроме того, перед разработчиками стояла задача повышения качества сварного шва.

Указанная задача была решена в настоящей полезной модели. Устройство для автоматической сварки с использованием присадочного материала, содержит электрод и средство подачи присадочного материала. Устройство отличается тем, что средство подачи присадочного выполнено с возможностью подачи присадочного материала таким образом, что если спроецировать векторы направления подачи присадочного материала и направления преимущественного движения электрода вдоль шва в процессе сварки на ось, параллельную касательной к сварному шву, проекции этих векторов будут сонаправлены по отношению друг к другу. В предпочтительном варианте осуществления это соответствует случаю, когда устройство содержит рукоятку, электрод механически соединен с рукояткой, а средство подачи присадочного материала выполнено так, что присадочный материал подается к сварочной ванне со стороны рукоятки устройства.

При использовании указанной конструкции, когда сварка ведется по направлению «вперед», то есть в направлении относительно электрода, противоположном рукоятке устройства, присадочный материал подается непосредственно к сварочной ванне, более конкретно к ее части, удаленной от края сварного шва, чем электрод. Таким образом, минимизируются потери присадочного материала, обусловленные близостью места подачи присадочного материала в виде прутка к краю сварного шва. Также снижается требование к точности подачи присадочного материала, так как в данном случае нет необходимости в подаче присадочного материала настолько близко, чтобы он имел возможность взаимодействовать с электродом (наплавиться на него) -достаточно обеспечить взаимодействие прутка присадочного материала со сварочной ванной. Благодаря этому в процессе сварки практически исключается необходимость контроля точности подачи присадочного материала сварщиком, что увеличивает скорость прохождения сварного шва.

Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в увеличении скорости сварки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематичный вид устройства для аргонодуговой сварки сбоку;

Фиг.2 - схематичный вид устройства для аргонодуговой сварки спереди;

Фиг.3 - изображение устройства для аргонодуговой сварки;

Фиг.4 - увеличенное изображение горелки устройства для аргонодуговой сварки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

В предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели устройство 1 для автоматической аргонодуговой сварки с использованием присадочного материала, содержит рукоятку 2; электрод 3, механически соединенный с рукояткой 2 и средство 4 подачи присадочного материала в виде прутка или проволоки. На фиг.1 рукоятка изображена не полностью.

Устройство 1, в предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели предназначено для сварки преимущественно в направлении 5, которое для целей настоящего описания условно назовем «вперед». То есть сварка производится вдоль стыкового соединения в направлении, относительно электрода 3 от рукоятки 2 устройства 1. Кроме того, когда в настоящем описании указываются направления и стороны (например, направления подачи присадочного материала, направление струи защитного газа, сторона рукоятки устройства), для простоты описания и понимания сущности настоящей полезной модели они указываются относительно стороны расположения рукоятки устройства. Под стороной расположения рукоятки 2 устройства 1 понимается часть пространства, отделенная плоскостью, проходящей через электрод 3, в которой находится рукоятка 2 устройства 1. В рабочем состоянии эта плоскость по существу совпадает с плоскостью, по существу перпендикулярной сварному шву и пересекающей его в месте нахождения сварочной ванны. Очевидно, что направление 5 в таком случае является направлением относительно электрода 3 от рукоятки 2 устройства 1. При этом под расположением или направлением со стороны рукоятки 2 устройства 1 следует понимать расположение или направление относительно этой плоскости со стороны, с которой относительно нее находится рукоятка устройства 1.

Средство 4 подачи присадочного материала выполнено так, что присадочный материал подается к сварочной ванне со стороны рукоятки 2 устройства 1. Таким образом, проекция вектора направления подачи присадочного материала и проекция вектора направления преимущественного движения электрода вдоль шва в процессе сварки на ось, параллельную касательной к сварному шву, сонаправлены по отношению друг к другу.

Средство 4 подачи присадочного материала в предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели может быть механически соединено с рукояткой 2 устройства 1; торцевое сопло 7 также может быть механически соединено с рукояткой 2 устройства 1. Электрод 3 также может выполняться механически соединенным с рукояткой 2. Кольцевое сопло 7 механически соединено с рукояткой и расположено так, чтобы формировать кольцевой поток защитного газа вокруг электрода 3. Таким образом, рукоятка 2, электрод 3, средство подачи присадочного материала 4, торцевое сопло 6, кольцевое сопло 7 могут формировать горелку устройства для аргонодуговой сварки.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели устройство 1 предназначено для автоматической сварки в среде защитных газов. Для специалиста в области техники очевидно, что использование определения «аргонодуговая» в названии и описании настоящей полезной модели не призвано ограничивать используемые вещества в ходе работы устройства, содержащего настоящую полезную модель.

Электрод 3 в рабочем состоянии может быть электрически соединен с источником сварочного тока (не показан).

Средство 4 присадочного материала выполнено с возможностью направления присадочного материала к сварочной ванне. Эта возможность может быть обеспечена наличием направляющего наконечника для прутка или проволоки. Средство 4 подачи присадочного материала может также содержать подающий механизм (не показан), выполненный с возможностью подачи прутка или проволоки с заданной скоростью.

Электрод 3 в предпочтительном варианте настоящей полезной модели выполнен в виде неплавящегося электрода.

Электрод 3, средство подачи присадочного материала 4, торцевое сопло 6 и кольцевое сопло 7 могут быть механически соединены с рукояткой устройства посредством резьбовых соединений и/или любых других известных средств, подходящих для этой цели.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Сварка шва в предпочтительном варианте осуществляется преимущественно в направлении 5. При этом сварочная ванна также перемещается в том же направлении, при этом разогретый жидкий металл во время сварки находится относительно направления 5 сварки позади электрода 3. Средство 4 подачи присадочного материала, находящееся относительно направления 5 позади электрода 3, направляет пруток или проволоку из присадочного материала к сварочной ванне со стороны, наиболее удаленной от ее края, тем самым уменьшается вероятность попадания присадочного материала мимо сварочной ванны. Вместе с тем увеличивается расстояние до сварочного электрода 3, на которое можно подавать присадочный материал, так как необходимым условием является его перенос в сварочную ванну. Благодаря этому снижается вероятность наплавления частиц присадочного материала на электрод 3. Это приводит с одной стороны к снижению потерь присадочного материала и вероятности выхода из строя электрода 3, с другой - упрощает для сварщика направление присадочного материала, что, как показали испытания устройства, согласно настоящей полезной модели, значительно увеличивает скорость сварки шва.

Настоящая полезная модель была подробно описана со ссылками на варианты ее осуществления, однако очевидно, что она может быть осуществлена в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.

Claims (3)

1. Устройство для автоматической сварки с использованием присадочного материала, содержащее электрод и средство подачи присадочного материала, отличающееся тем, что средство подачи присадочного материала выполнено с возможностью подачи присадочного материала таким образом, что проекции векторов направления подачи присадочного материала и направления преимущественного движения электрода вдоль шва в процессе сварки на ось, параллельную касательной к сварному шву, сонаправлены по отношению друг к другу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство подачи присадочного материала выполнено с возможностью подачи присадочного материала в виде прутка.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство подачи присадочного материала выполнено с возможностью подачи присадочного материала в виде проволоки.

Images