RU2377105C2 - Burner for shielded arc welding - Google Patents
Burner for shielded arc welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377105C2 RU2377105C2 RU2007141987/02A RU2007141987A RU2377105C2 RU 2377105 C2 RU2377105 C2 RU 2377105C2 RU 2007141987/02 A RU2007141987/02 A RU 2007141987/02A RU 2007141987 A RU2007141987 A RU 2007141987A RU 2377105 C2 RU2377105 C2 RU 2377105C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- consumable electrode
- mouthpiece
- sleeve
- grids
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Горелка относится к средствам технологической оснастки, обеспечивающей дуговую сварку в защитных газах в узкой разделке с отношением глубины к ширине 20:1 и более, и может быть использована в отраслях промышленности, где производят изделия, содержащие толстолистовые сварные конструкции, - машиностроении тяжелом, среднем, транспортном, судостроении, военно-промышленном комплексе и др.The burner belongs to the means of technological equipment that provides arc welding in shielding gases in a narrow groove with a ratio of depth to width of 20: 1 or more, and can be used in industries where products containing plate-welded structures are manufactured - mechanical engineering, heavy, medium, transport, shipbuilding, military-industrial complex, etc.
В настоящий момент дуговая сварка в защитных газах по глубоким узким разделкам выполняется двумя способами. По первому способу в узкую разделку вводят неплавящийся вольфрамовый электрод или водоохлаждаемый мундштук, по которому к дуге подается проволока - плавящийся электрод. Над узкой разделкой располагается сопло горелки, из которого в разделку втекает струя защитного газа, обеспечивающего газовую защиту. Достоинством этого способа является надежность подобных горелок и большой ресурс времени их эксплуатации. Недостаток - глубина узкой разделки, при которой обеспечивается газовая защита, т.е возможна сварка, ограничена величиной 80-100 мм.At the moment, arc welding in shielding gases for deep narrow cuts is performed in two ways. According to the first method, a non-consumable tungsten electrode or a water-cooled mouthpiece is introduced into a narrow groove, through which a wire is melted to the arc. A burner nozzle is located above a narrow groove, from which a jet of protective gas flows into the groove, which provides gas protection. The advantage of this method is the reliability of such burners and a long resource of their operation time. The disadvantage is the depth of the narrow grooves at which gas protection is provided, i.e. welding is possible, is limited to 80-100 mm.
По второму способу водоохлаждаемый мундштук, вводящийся в разделку, оканчивается соплом, через которое подается защитный газ, обеспечивающий защиту зоны сварки. Достоинством данных горелок является неограниченная глубина разделки, при которой возможна сварка. Недостатком способа является ненадежность горелок в процессе эксплуатации и незначительный ресурс рабочего времени. На этот факт указывают почти все литературные источники. Именно это и ограничивает применение данного способа сварки.According to the second method, the water-cooled mouthpiece introduced into the groove terminates in a nozzle through which a protective gas is supplied to protect the welding zone. The advantage of these burners is the unlimited cutting depth at which welding is possible. The disadvantage of this method is the unreliability of the burners during operation and an insignificant resource of working time. Almost all literary sources point to this fact. This is what limits the application of this welding method.
Известна принятая во внимание горелка (авторское свидетельство СССР №614914, М. кл.2 В23К 9/16), которая в процессе дуговой сварки располагается над кромками глубокой узкой разделки, а защитная струя, вытекающая из нее, обеспечивает защиту сварочной ванны и остывающей части шва на дне разделки. Она содержит корпус с укрепленным на нем конфузорным соплом, укрепленный в корпусе неплавящийся электрод и установленный между корпусом и соплом пакет мелкоячеистых непрозрачных в свету сеток. Проход неплавящегося электрода из корпуса в сопло осуществляется через втулку, герметично укрепленную на сетках в центре пакета. Для вырождения турбулентности, образующейся на углу сочетания горизонтальных и вертикальных кромок разделки в сопле, укреплены две параллельные пластины, расположенные по разные стороны от оси горелки и выходящие за пределы нижнего среза сопла, при этом длина пластин больше диаметра сопла.A known torch is taken into account (USSR author's certificate No. 614914, M. class. 2 V23K 9/16), which is located above the edges of a narrow narrow groove during the arc welding process, and the protective jet flowing out of it ensures protection of the weld pool and the cooling part a seam at the bottom of cutting. It contains a casing with a confuser nozzle fixed on it, a non-consumable electrode fixed in the casing, and a packet of finely meshed opaque light grids installed between the casing and the nozzle. The passage of the non-consumable electrode from the housing to the nozzle is through a sleeve hermetically mounted on the grids in the center of the package. To degenerate the turbulence that forms at the angle of the combination of horizontal and vertical cutting edges in the nozzle, two parallel plates are mounted, located on opposite sides of the axis of the burner and extending beyond the lower cut of the nozzle, while the length of the plates is greater than the diameter of the nozzle.
Недостаток аналогов: ограниченная протяженность защитной струи в узких глубоких разделках, вследствие чего ограниченные возможности сварки разделок глубиной до 80-100 мм.The disadvantage of analogues: the limited length of the protective jet in narrow deep cuts, as a result of which the limited possibilities of welding cuts with a depth of up to 80-100 mm.
Известна горелка (SU 1669658 A1, B23K 9/16, 15.08.1991), принятая за прототип, включающая корпус горелки, сопло цилиндрическое или конфузорное, мундштук для подачи в дугу плавящегося электрода и расположенный между корпусом и соплом пакет сеток, состоящий из двух сеток. Этой горелке в сочетании со способом дуговой сварки по щелевому зазору (авторское свидетельство СССР №477798, М. кл. В23K 9/16) возможно выполнение сварки в среде защитных газов по глубоким узким разделкам на глубину до 100 мм, что подтверждается данными работы [1]. Недостаток прототипа: небольшая протяженность защитной струи в узкой глубокой разделке.Known burner (SU 1669658 A1, B23K 9/16, 08/15/1991), adopted as a prototype, including a burner body, a nozzle cylindrical or konfusornoe, a mouthpiece for supplying a melting electrode into the arc and located between the body and the nozzle packet of grids, consisting of two grids . This torch, in combination with the arc welding method using a crevice gap (USSR author's certificate No. 4777798, class C. B23K 9/16), it is possible to weld in protective gases by deep narrow grooves to a depth of 100 mm, which is confirmed by the data of [1 ]. The disadvantage of the prototype: a small length of the protective stream in a narrow deep cutting.
Техническим результатом является устранение указанного недостатка прототипа, т.е. увеличение протяженности защитных струй при сварке по глубоким узким разделкам при тех же габаритах самих горелок, располагающихся над кромками разделок. Технический результат достигается тем, что втулка, предназначенная для прохода через пакет сеток неплавящегося электрода или мундштука плавящегося электрода, выполнена со стороны корпуса в виде стакана, являющегося частью втулки, в который установлены чередующиеся между собой плоские кольца, имеющие в сечении форму прямоугольника, диаметры которых одинаковы снаружи и неодинаковы внутри. Подобные устройства называются лабиринтным уплотнением и широко применяются в турбиностроении для гашения скорости вытекания газа из корпуса турбин.The technical result is to eliminate the specified disadvantage of the prototype, i.e. an increase in the length of protective jets when welding along deep narrow grooves with the same dimensions of the torches themselves, located above the edges of the grooves. The technical result is achieved by the fact that the sleeve, designed to pass through a packet of grids of a non-consumable electrode or a mouthpiece of a consumable electrode, is made from the side of the housing in the form of a cup, which is part of the sleeve, into which alternating flat rings having a cross section in the shape of a rectangle, the diameters of which same on the outside and different on the inside. Such devices are called labyrinth seals and are widely used in turbine engineering to dampen the rate of gas leakage from the turbine housing.
Предлагаемая горелка, содержащая пакет сеток, устанавливаемых во входном сечении сопла с втулкой, выполненной в виде стакана, в который устанавливаются уплотнительные вещества, поясняется чертежами, где на фигуре 1 приводится продольный разрез общего вида горелки, на фигурах 2, 3, 4 приводятся разные виды уплотнения зазора между электродом или мундштуком и стаканом втулки.The proposed burner, containing a package of grids installed in the inlet section of the nozzle with a sleeve made in the form of a glass into which the sealing substances are installed, is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a General view of the burner, in figures 2, 3, 4 are different types sealing the gap between the electrode or the mouthpiece and the sleeve glass.
Заявленная горелка для дуговой сварки в среде защитных газов содержит: 1 - корпус; 2 - сопло; 3 - неплавящийся электрод; 4 - пакет сеток; 5 - втулку со стаканом 8 для прохождения через пакет сеток неплавящегося электрода или мундштука; 6 - зазор между втулкой и электродом; 7 - сетки; 8 - стакан к втулке 5; 9 - кольца разного внутреннего диаметра и толщины; 10 - мягкие полиамиды или полиимиды; 11 - дробь или стружку.The claimed torch for arc welding in a protective gas environment contains: 1 - housing; 2 - nozzle; 3 - non-consumable electrode; 4 - a packet of grids; 5 - a sleeve with a glass 8 for passing through a packet of grids of a non-consumable electrode or mouthpiece; 6 - the gap between the sleeve and the electrode; 7 - mesh; 8 - a glass to the sleeve 5; 9 - rings of different inner diameter and thickness; 10 - soft polyamides or polyimides; 11 - fraction or shavings.
Физическая сущность вопроса состоит в том, что диаметр отверстия втулки всегда выполняют на 0.2-0.4 мм больше, чем диаметр входящего в него неплавящегося электрода или мундштука плавящегося электрода. Этот зазор необходим как для вертикального перемещения неплавящегося электрода или мундштука плавящегося электрода в процессе заполнения разделки, так и для возможности теплового расширения электрода без прилипания к стенкам втулки или возможности удаления мундштука при его периодической зачистке или замене (см. фигура 1 узел А). Из-за разности аэродинамических сопротивлений скорость перемещения газа через зазор между втулкой и мундштуком значительно выше скорости перемещения газа через пакет сеток. Поэтому в окрестности электрода после втулки со стороны сопла образуется значительный перепад скоростей, приводящий к образованию области возмущений. Эта область, перемещаясь вниз по потоку вместе с ядром защитной струи, постепенно увеличивается в поперечных размерах и на расстоянии ≈1.5 Д (Д - диаметр среза выходного отверстия сопла) оси его среза происходит смешение этого возмущения с пограничным слоем края струи, из-за чего, начиная с этого расстояния, все ядро струи содержит воздух, находящийся в газе пограничного слоя края струи. Это приводит к нарушению газовой защиты. При разогреве неплавящегося электрода это явление перестает оказывать влияние на результат опыта, т.к. сопротивление в зазоре резко возрастет. Однако в изотермических условиях подобное явление отмечалось давно, и поэтому зазор между втулкой и электродом при исследовании газовой защиты в условиях повышенных вылетов электрода всегда герметизировался металлической фольгой (от конфет и сигарет).The physical nature of the issue is that the diameter of the bore of the sleeve is always 0.2-0.4 mm larger than the diameter of the non-consumable electrode or the mouthpiece of the consumable electrode included in it. This gap is necessary both for the vertical movement of the non-consumable electrode or the mouthpiece of the consumable electrode during filling of the groove, and for the possibility of thermal expansion of the electrode without sticking to the walls of the sleeve or the possibility of removing the mouthpiece during periodic cleaning or replacement (see figure 1 node A). Due to the difference in aerodynamic drags, the gas velocity through the gap between the sleeve and the mouthpiece is significantly higher than the gas velocity through the grid packet. Therefore, in the vicinity of the electrode after the sleeve, a significant velocity difference is formed on the nozzle side, leading to the formation of a disturbance region. This region, moving downstream along with the core of the protective jet, gradually increases in transverse dimensions and at a distance of ≈1.5 D (D is the nozzle exit diameter of the nozzle) of the axis of its exit, this disturbance is mixed with the boundary layer of the jet edge, due to which starting from this distance, the entire core of the jet contains air located in the gas of the boundary layer of the jet edge. This leads to a violation of gas protection. When a non-consumable electrode is heated, this phenomenon ceases to affect the result of the experiment, since the resistance in the gap will increase sharply. However, under isothermal conditions, a similar phenomenon was noted for a long time, and therefore, the gap between the sleeve and the electrode when studying gas protection in conditions of increased overhangs of the electrode was always sealed with metal foil (from sweets and cigarettes).
В начальной стадии исследований газовой защиты в глубоких узких разделках этого эффекта не учли, и поэтому в разработке [1] появились заниженные результаты.In the initial stage of gas protection studies in deep narrow cuts, this effect was not taken into account, and therefore underestimated results appeared in the development of [1].
При повторении этих опытов сейчас герметизировался зазор во втулке и результаты выросли в 2 раза и более.When repeating these experiments, the gap in the sleeve was now sealed and the results increased by 2 times or more.
В условиях промышленной эксплуатации горелок герметизация зазора между втулкой и неплавящимся электродом или мундштуком плавящегося электрода может выполняться следующими приемами:In the conditions of industrial operation of the burners, sealing the gap between the sleeve and the non-consumable electrode or the mouthpiece of the consumable electrode can be performed by the following methods:
1. При наличии разогревающихся до высоких температур электродов необходимо использовать лабиринтное уплотнение со следующими параметрами: минимальное количество канавок - 7; максимальное отношение ширины канавки к ее глубине соответствует 1:4; максимальный зазор между поверхностью внутреннего диаметра кольца или втулки и поверхностью электрода или мундштука составляет 0.15 мм (данные об исследованиях параметров лабиринтных уплотнений приведены в работе [2], см. фигуру 2).1. In the presence of electrodes warming up to high temperatures, it is necessary to use a labyrinth seal with the following parameters: the minimum number of grooves is 7; the maximum ratio of the width of the groove to its depth corresponds to 1: 4; the maximum gap between the surface of the inner diameter of the ring or the sleeve and the surface of the electrode or mouthpiece is 0.15 mm (data on studies of the parameters of labyrinth seals are given in [2], see figure 2).
2. При наличии водоохлаждаемого мундштука в стакан втулки упаковывается полиимид или полиамид в виде ваты, волокна, с температурой начала распада от 300°С и более (см. фигуру 3).2. In the presence of a water-cooled mouthpiece, a polyimide or polyamide in the form of cotton wool, fiber, with a temperature of the onset of decay from 300 ° C or more is packed in a glass of the sleeve (see figure 3).
3. При наличии неохлаждаемого мундштука стакан на втулке может быть заполнен нержавеющей дробью или стружкой, размеры гранул которых больше ширины зазора между стенками втулки и электродом или мундштуком (см. фигуру 4).3. If there is an uncooled mouthpiece, the glass on the sleeve can be filled with stainless shot or shavings whose granule sizes are larger than the gap between the walls of the sleeve and the electrode or mouthpiece (see figure 4).
Список используемых работList of used works
1. Федоренко Г.А., Бурашенко И.А., Ардентов В.В., Грищенко Л.В. О закономерностях газовой защиты без разделки кромок со щелевым зазором. «Сварочное производство», №5, ст.10-12, 1978 год.1. Fedorenko G.A., Burashenko I.A., Ardentov V.V., Grishchenko L.V. On the laws of gas protection without cutting edges with a gap gap. “Welding production”, No. 5, Articles 10-12, 1978.
2. Федоренко Г.А., Ардентов В.В., Кудояров Б.В. Особенности работ устройств, обеспечивающих местную газовую защиту при сварке. «Автоматическая сварка», №4, ст.64-67, 1980 год.2. Fedorenko G.A., Ardentov V.V., Kudoyarov B.V. Features of the work of devices providing local gas protection during welding. “Automatic welding”, No. 4, Art. 64-67, 1980.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141987/02A RU2377105C2 (en) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Burner for shielded arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141987/02A RU2377105C2 (en) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Burner for shielded arc welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141987A RU2007141987A (en) | 2009-05-20 |
RU2377105C2 true RU2377105C2 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41021404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141987/02A RU2377105C2 (en) | 2007-11-12 | 2007-11-12 | Burner for shielded arc welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2377105C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633197C1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-11 | Ирина Владимировна Иванова | Burner for arc welding in the environment of protective gases |
-
2007
- 2007-11-12 RU RU2007141987/02A patent/RU2377105C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФЕДОРЕНКО Г.А. и др. Особенности работы устройств, обеспечивающих местную газовую защиту при сварке. - Автоматическая сварка. 1980, №4, с.64-67. ФЕДОРЕНКО Г.А. и др. О закономерностях газовой защиты при сварке соединений без разделки кромок со щелевым зазором. Сварочное производство. 1978, №5, с.10-12. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633197C1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-11 | Ирина Владимировна Иванова | Burner for arc welding in the environment of protective gases |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141987A (en) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8829385B2 (en) | Plasma arc torch cutting component with optimized water cooling | |
EP2147583B1 (en) | Plasma arc torch cutting component with optimized water cooling | |
US10328513B2 (en) | Welding process, welding system, and welded article | |
EP2029309B1 (en) | Plasma arc torch cutting component with optimized water cooling | |
CN105983782B (en) | High-nitrogen austenitic stainless steel laser beam welding molten bath back protection device | |
EP0157131A2 (en) | High reliability double-chambered shielding system for welding | |
CN112108765B (en) | Titanium alloy narrow gap laser welding wire feeding and gas protection integrated mechanism | |
RU2377105C2 (en) | Burner for shielded arc welding | |
JP5864611B2 (en) | How to purge holes and remove debris from holes | |
JP2016168621A (en) | Shield nozzle and shield method | |
JP2014508032A5 (en) | ||
TW201532724A (en) | Apparatus and method for providing an inerting gas during soldering | |
US9095037B2 (en) | Nozzle for a liquid-cooled plasma cutting torch with grooves | |
CN106514069A (en) | Device inhibiting welding defects of small-diameter aluminum alloy guiding pipe | |
US20180043457A1 (en) | Device for providing a laminar flow of shielding gas in a welding device | |
JP2015066589A (en) | Welding device, weld method, and turbine blade | |
KR20180111902A (en) | Welding torch | |
JPS6247630B2 (en) | ||
Tsai et al. | Mechanisms of rapid cooling and their design considerations in underwater welding | |
RU2633197C1 (en) | Burner for arc welding in the environment of protective gases | |
JPS59153581A (en) | Gas shielded arc welding device | |
SU614914A1 (en) | Torch for gas-shielded arc welding | |
RU2635680C1 (en) | Method for welding butt joints | |
SU996134A1 (en) | Apparatus for gas-shield arc welding | |
KR101222427B1 (en) | Welding method having purging process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101113 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120720 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131113 |