RU2123415C1

RU2123415C1 - Argon-arc torch

Info

Publication number: RU2123415C1
Application number: RU96123864A
Authority: RU
Inventors: И.П. Слободяник; Ю.Б. Суруханов
Original assignee: Слободяник Иван Петрович; Суруханов Юрий Борисович
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-12-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding facilities. SUBSTANCE: current supply tube is installed in housing. Nozzle has two circular channels, inner and outer ones, to deliver shielding gas to electrode and to welding pool. Inner circular shielding gas supply channel is located directly around electrode. Outer circular shielding gas supply channel is made in form of truncated cone with its smaller base pointed upwards. Upper part of outer circular channel is connected to swirling ring chamber. Chamber consists of upper inlet ring chamber and lower multiple-start screw channels made in form of outer square or trapezoidal thread on thick walled branch pipe with outer branch pipe tightly fitted-on from outside. provision of outer rotating ring conical flow of shielding inert gas with decreasing thickness of layer of circular flow from top to bottom makes it possible to increase stability of locate protection against disturbances of ambient medium. EFFECT: reduced consumption of gas. 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для сварки в среде защитных газов и может найти применение в различных отраслях машиностроения (авиационное, нефтехимическое, пищевое и др.) для соединения металлических материалов. The present invention relates to equipment for welding in a protective gas environment and may find application in various branches of mechanical engineering (aviation, petrochemical, food, etc.) for joining metallic materials.

Известна горелка для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, содержащая корпус, сопло, цангу для крепления электрода, систему подвода защитного газа (авт. св. СССР N 468725, кл. B 23 K 9/16, 1972). A known torch for argon-arc welding with non-consumable electrode, comprising a housing, a nozzle, a collet for attaching the electrode, a protective gas supply system (ed. St. USSR N 468725, class B 23 K 9/16, 1972).

Недостатком известной горелки является большой расход защитного инертного газа и недостаточно высокое качество сварки вследствие недостаточной местной защиты зоны сварки от внешних воздействий. A disadvantage of the known burner is the high consumption of protective inert gas and insufficiently high welding quality due to insufficient local protection of the welding zone from external influences.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом, содержащая корпус с установленной в нем токоведущей трубкой с электродом, сопло с двумя внутренним и наружным кольцевыми каналами для подачи защитного газа к электроду и к сварочной ванне, кольцевую камеру (SU 712216 A, B 23 K 9/16, 30.01.80). The closest to the claimed technical essence and the achieved effect is a torch for argon-arc welding with a consumable and non-consumable electrode, comprising a housing with a current-carrying tube with an electrode installed in it, a nozzle with two inner and outer annular channels for supplying protective gas to the electrode and to the weld pool, annular chamber (SU 712216 A, B 23 K 9/16, 01.30.80).

Недостатком известной горелки является недостаточная газодинамическая жесткость газовой завесы к воздействию возмущений внешней среды, снижающая качество сварки. A disadvantage of the known burner is the insufficient gas-dynamic rigidity of the gas curtain to the effects of environmental disturbances, which reduces the quality of welding.

Задача заявляемого изобретения - повышение качества сварки за счет повышения устойчивости местной защиты к воздействию возмущений внешней среды и значительное уменьшение расхода защитного инертного газа. The task of the invention is to improve the quality of welding by increasing the resistance of local protection to the effects of environmental disturbances and significantly reducing the consumption of protective inert gas.

Задача достигается тем, что в горелке для аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом, содержащей корпус с установленной в нем токоподводящей трубкой с электродом, сопло, два внутренних и наружных кольцевых канала для подачи защитного газа к электроду и к сварочной ванне, кольцевую камеру для защитного газа, внутренний кольцевой канал для подачи защитного газа расположен непосредственно вокруг электрода, а наружный кольцевой канал выполнен в виде усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием вверх, толщина наружного кольцевого канала уменьшается сверху вниз, верхняя часть наружного кольцевого канала подсоединена к кольцевой камере, выполненной с возможностью закручивания потока защитного газа, причем упомянутая камера состоит из наружного патрубка и плотно прилегающего к нему изнутри толстостенного патрубка с наружной прямоугольной или трапецеидальной резьбой, образующей многозаходные шнековые каналы. The objective is achieved in that in a torch for argon-arc welding with a consumable and non-consumable electrode, comprising a housing with a current-conducting tube with an electrode installed in it, a nozzle, two inner and outer annular channels for supplying protective gas to the electrode and to the weld pool, an annular chamber for protective gas , the inner annular channel for supplying a protective gas is located directly around the electrode, and the outer annular channel is made in the form of a truncated cone, oriented with a smaller base up, the thickness of the of the annular channel decreases from top to bottom, the upper part of the outer annular channel is connected to an annular chamber configured to swirl the protective gas flow, said chamber consisting of an outer nozzle and a thick-walled nozzle tightly attached to it from the inside with an external rectangular or trapezoidal thread forming multi-thread augers channels.

Предлагаемая горелка для аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение качества сварки за счет повышения газодинамической жесткости газовой завесы к воздействию возмущений внешней среды. The proposed torch for argon-arc welding with a consumable and non-consumable electrode due to its distinguishing features provides a solution to the technical problem - improving the quality of welding by increasing the gas-dynamic stiffness of the gas curtain to the effects of environmental disturbances.

На фиг. 1 представлена горелка для аргонодуговой сварки (продольный разрез); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В-В на фиг. 1. In FIG. 1 shows a torch for argon-arc welding (longitudinal section); in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - section BB in FIG. one; in FIG. 4 is a view BB of FIG. one.

Горелка для аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом содержит корпус 1 (фиг. 1-4) с установленной в нем токоподводящей трубкой 2, внутри которой расположен электрод 3, к токоподводящей трубке 2 примыкает внутренний кольцевой канал 4 для подачи защитного инертного газа, с патрубком 5 для подачи инертного газа, в корпусу 1 снаружи установлена внутренняя толстостенная труба 6 с выточенными в верхней части кольцевой камеры 7 и в нижней части винтовыми каналами с выступами 8 и впадинами 9 прямоугольного сечения, снаружи к кольцевой камере 7 и к выступам 8 плотно примыкает наружная труба 10, к верхней части которой подсоединен патрубок 11 для подачи инертного защитного газа, к нижней части трубы 6 подсоединен внутренний конический раструб 12, а к нижней части наружной трубы 10 подсоединен наружный конический раструб 13 так, что между раструбами 12 и 13 образуется конический кольцевой канал 14 с уменьшающейся сверху вниз толщиной, горелка устанавливается так, что нижние кромки раструбов 12 и 13 располагаются в непосредственной близости от свариваемых изделий 15. The torch for argon-arc welding with a consumable and non-consumable electrode contains a housing 1 (Fig. 1-4) with a current supply tube 2 installed inside it, inside of which an electrode 3 is located, an internal annular channel 4 for supplying a protective inert gas is adjacent to the current supply tube 2, with a nozzle 5 for supplying inert gas, an thick thick-walled pipe 6 is mounted outside the casing 1 with screw channels machined in the upper part of the annular chamber 7 and in the lower part with projections 8 and cavities 9 of rectangular cross section, from the outside to the annular to the chamber 7 and to the protrusions 8, the outer pipe 10 is tightly adjacent, to the upper part of which a pipe 11 for supplying an inert protective gas is connected, an inner conical bell 12 is connected to the lower part of the pipe 6, and an outer conical bell 13 is connected to the bottom of the outer pipe 10 so that between the sockets 12 and 13 a conical annular channel 14 is formed with a thickness decreasing from top to bottom, the burner is installed so that the lower edges of the sockets 12 and 13 are located in close proximity to the welded products 15.

Горелка работает следующим образом. The burner operates as follows.

Перед работой подают защитный газ (аргон) по внутреннему кольцевому каналу 4 через патрубок 5 для защиты электрода 3 и сварочной ванны, включают сварочный агрегат, регулируют силу тока сварки, после чего подают защитный газ (аргон) по патрубку 11 через кольцевую камеру 7 в закручивающую камеру с многозаходными винтовыми каналами в виде выступов 8 и впадин 9, где газ закручивается и поступает в наружный конический кольцевой канал 14 с уменьшающейся сверху вниз толщиной между коническими раструбами 12 и 13, причем с уменьшением толщины вращающегося слоя защитного газа его окружная скорость вращения увеличивается согласно уравнению сплошности и закона сохранения количества движения (импульса). Горелка устанавливается так, что нижние кромки раструбов 12 и 13 располагаются в непосредственной близости от поверхности свариваемых материалов 15. После регулирования подачи защитного газа через закручивающую камеру в наружный конический кольцевой канал 14 подачу защитного газа через патрубок 5 во внутренний кольцевой канал 4 уменьшают до минимума только для вытеснения воздуха из зоны электрода 3 и сварочной ванны. Коническая форма наружного канала 14 для прохождения закрученного потока защитного газа обеспечивает плавное безударное взаимодействие закрученного потока защитного газа в форме конуса под углом его образующих к поверхности свариваемого материала 15 с образованием симметричного расходящегося потока защитного газа в направлении от электрода 3 к периферии. Такой поток естественно обладает эжектирующим действием, в результате чего в центре у электрода 3 и сварочной ванны будет создаваться некоторое разрежение, куда будет поступать защитный инертный газ (аргон) из внутреннего кольцевого канала 4. Вращающийся поток защитного газа, выходящий из наружного конического кольцевого канала 14, обладает повышенной устойчивостью по отношению к воздействиям внешней среды, так как газодинамическая жесткость вращающейся газовой завесы увеличивается, что обеспечивает надежную работу горелки для аргонодуговой сварки на режимах с дугой большой мощности и позволяет снизить расход защитного газа и повысить качество сварки. Before work, protective gas (argon) is supplied through the inner annular channel 4 through the nozzle 5 to protect the electrode 3 and the weld pool, the welding unit is turned on, the welding current is regulated, and then the protective gas (argon) is supplied through the nozzle 11 through the annular chamber 7 into the screw a chamber with multi-helical screw channels in the form of protrusions 8 and depressions 9, where the gas is twisted and enters the outer conical annular channel 14 with a thickness decreasing from top to bottom between the conical bells 12 and 13, and with a decrease in the thickness of the rotating of a protective gas layer, its peripheral rotation speed increases according to the continuity equation and the law of conservation of momentum (momentum). The burner is installed so that the lower edges of the sockets 12 and 13 are located in close proximity to the surface of the materials being welded 15. After controlling the supply of protective gas through a twisting chamber to the outer conical annular channel 14, the supply of protective gas through the pipe 5 to the inner annular channel 4 is only minimized for displacing air from the zone of the electrode 3 and the weld pool. The conical shape of the outer channel 14 for the passage of the swirling flow of protective gas provides a smooth, shock-free interaction of the swirling flow of protective gas in the form of a cone at an angle of its generatrix to the surface of the welded material 15 with the formation of a symmetrical diverging flow of protective gas in the direction from the electrode 3 to the periphery. Such a flow naturally has an ejective effect, as a result of which a certain rarefaction will be created in the center of the electrode 3 and the weld pool, where protective inert gas (argon) will flow from the inner annular channel 4. A rotating protective gas stream exiting the outer conical annular channel 14 , has increased stability with respect to environmental influences, since the gas-dynamic stiffness of the rotating gas curtain increases, which ensures reliable operation of the argon burner arc welding in modes with an arc of high power and can reduce the consumption of shielding gas and improve the quality of welding.

Предлагаемая горелка для аргонодуговой сварки обеспечивает повышение качества сварки и уменьшение расхода защитного инертного газа (аргона) за счет повышения жесткости наружного вращающегося защитного газового потока. The proposed torch for argon arc welding improves the quality of welding and reduces the consumption of protective inert gas (argon) by increasing the rigidity of the outer rotating protective gas stream.

Claims

Torch for argon-arc welding with consumable and non-consumable electrodes, comprising a housing with a current-conducting tube with an electrode installed in it, a nozzle, two inner and outer annular channels for supplying protective gas to the electrode and the weld pool, and an annular chamber for protective gas, characterized in that the inner annular the shielding gas supply channel is located directly around the electrode, and the outer annular shielding gas supply channel is made in the form of a truncated cone oriented with a smaller base the top, the thickness of the outer annular channel decreases from top to bottom, the upper part of the outer annular channel is connected to an annular chamber configured to swirl the protective gas flow, said chamber consisting of an outer pipe and a thick-walled pipe with an external rectangular or trapezoidal thread that fits snugly against it from the inside, forming multi-auger screw channels.