RU2521948C1 - Flat nozzle of burner for argon-arc welding - Google Patents
Flat nozzle of burner for argon-arc welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521948C1 RU2521948C1 RU2013112817/02A RU2013112817A RU2521948C1 RU 2521948 C1 RU2521948 C1 RU 2521948C1 RU 2013112817/02 A RU2013112817/02 A RU 2013112817/02A RU 2013112817 A RU2013112817 A RU 2013112817A RU 2521948 C1 RU2521948 C1 RU 2521948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- nozzle tube
- argon
- water
- arc welding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к дуговой сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов различных металлов и сплавов повышенной толщины. Изобретение найдет широкое применение при выполнении качественных сварных соединений из α и псевдо α-титановых сплавов с использованием щелевых разделок глубиной до 200 мм с одной стороны.The invention relates to the field of welding production, in particular to arc welding by a non-consumable electrode in the environment of protective gases of various metals and alloys of increased thickness. The invention will find wide application in the performance of high-quality welded joints of α and pseudo α-titanium alloys using slotted grooves up to 200 mm deep on one side.
Известно устройство цилиндрического сопла горелки для сварки неплавящимся электродом, которое позволяет повысить эффективность сварочной технологии, увеличить стойкость вольфрамового электрода и повысить качество сварного соединения [1]. Горелка снабжена водоохлаждаемым соплом, размещенным в нижней части ее корпуса и отделенным от корпуса электроизоляционной втулкой. Цилиндрическое сопло исключает заполнение щелевой разделки при аргонодуговой сварке толстостенных деталей из титановых α и псевдо α-сплавов, так как диаметр сопла намного превышает ширину щелевой разделки [2].A device of a cylindrical nozzle of a torch for welding with a non-consumable electrode is known, which improves the efficiency of welding technology, increases the resistance of a tungsten electrode and improves the quality of the welded joint [1]. The burner is equipped with a water-cooled nozzle located in the lower part of its housing and separated from the housing by an electrical insulating sleeve. The cylindrical nozzle eliminates the filling of the slotted groove during argon-arc welding of thick-walled parts made of titanium α and pseudo α-alloys, since the diameter of the nozzle is much larger than the width of the slotted groove [2].
Известно устройство плоского сопла, например, для ручной аргонодуговой сварки, которое обеспечивает выполнение корневых проходов и заполнение щелевых зазоров при сварке больших толщин до 200 мм с одной стороны [3]. Сопло выполнено в форме цельнометаллической сопловой трубки с поперечным прямоугольным сечением. Поперечный размер боковой грани δ прямоугольной трубы много меньше поперечного размера фронтальной грани b, например, δ=0,322*b. Такие размеры сопла позволяют выполнить на его боковых гранях продольные каналы для циркуляции в них охлаждающей жидкости, например, с размерами (4×3) мм2. Во внутренней полости сопловой трубки расположен вольфрамовый электрод с достаточным зазором по всему периметру для подачи аргона, защищающего жидкий металл сварочной ванны от вредного воздействия атмосферы воздуха. На боковой грани сопловой трубки выполнены цилиндрические отверстия для подачи и отвода охлаждающей жидкости с применением продольных каналов. В цилиндрические отверстия адекватно им установлены подающий и отводящий патрубки. Наибольшее распространение получили цилиндрические патрубки диаметром d≥6 мм с внутренним диаметром d≥4 мм, так как применение меньших диаметров может существенно снизить допустимую тепловую нагрузку на сопло при аргонодуговой сварке [4]. Основной недостаток известного сопла заключается в том, что патрубки установлены в отверстия, расположенные на боковой узкой грани сопловой трубки толщиной b≤12 мм, так как максимальная ширина узкой разделки в корне шва не превышает 14 мм [2]. Такое плоское сопло исключает использование водоохлаждающих продольных каналов с большим поперечным сечением, что исключает интенсивное охлаждение плоского сопла, а следовательно, и применение форсированных режимов аргонодуговой сварки.A device for a flat nozzle is known, for example, for manual argon-arc welding, which provides root passages and filling gap gaps when welding large thicknesses up to 200 mm on one side [3]. The nozzle is made in the form of an all-metal nozzle tube with a transverse rectangular section. The transverse dimension of the side face δ of the rectangular pipe is much smaller than the transverse size of the front face b, for example, δ = 0.322 * b. Such nozzle dimensions allow longitudinal channels to be provided on its lateral faces for circulation of coolant in them, for example, with dimensions (4 × 3) mm 2 . A tungsten electrode is located in the inner cavity of the nozzle tube with a sufficient gap around the entire perimeter to supply argon, which protects the molten metal of the weld pool from the harmful effects of the air atmosphere. Cylindrical holes are made on the lateral face of the nozzle tube for supplying and discharging coolant using longitudinal channels. Into the cylindrical openings, the supply and outlet pipes are adequately installed for them. The most widespread are cylindrical nozzles with a diameter of d≥6 mm and an inner diameter of d≥4 mm, since the use of smaller diameters can significantly reduce the allowable heat load on the nozzle during argon-arc welding [4]. The main disadvantage of the known nozzle is that the nozzles are installed in holes located on the side narrow side of the nozzle tube with a thickness of b≤12 mm, since the maximum width of the narrow groove in the root of the seam does not exceed 14 mm [2]. Such a flat nozzle eliminates the use of water-cooling longitudinal channels with a large cross-section, which excludes intensive cooling of the flat nozzle, and, consequently, the use of forced argon-arc welding modes.
Известно устройство плоского сопла для автоматической аргонодуговой сварки без ограничения на размеры применяемых патрубков, в том числе и при d≥6 мм, которое выдерживает максимальную тепловую нагрузку и используется при форсированных режимах автоматической аргонодуговой сварки [Чертеж ОССП. 2901.000СБ Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники им. Н.А. Доллежаля (НИКИЭТа)] (Приложение 1). Такое сопло включает цельнометаллическую сопловую трубку с поперечным прямоугольным сечением, выполненную за одно целое с головкой 1; Г-образную боковую крышку 2, Т-образную боковую крышку 3, выходной патрубок 4 и входной 5 с рельефными головами 6. Поперечный размер боковой грани сопловой трубы равняется 11,6 мм, поперечный фронтальный 36 мм. Такие размеры сопловой трубки позволяют выполнить на ее боковых узких гранях продольные каналы для охлаждающей жидкости с поперечным сечением (4×3) мм2. Крышки 2 и 3 к продольным каналам охлаждающей жидкости герметично соединены с боковыми гранями сопловой трубой с применением пайки. Патрубки 4 и 5 размещены на уровне головки по плоскости, совпадающей с плоскостью боковой узкой грани сопла, где ширина этой грани увеличена до величины, позволяющей устанавливать патрубки диаметрами d≥6 мм. Выходной патрубок 4 размещен на головке 1, а входной патрубок 5 размещен на горизонтальной полке Г-образной крышки 2. Применение фигурных крышек 2 и 3 и расположение патрубков на разных деталях усложняет конструкцию сопла, технологию его изготовления и повышает расход дорогостоящего припоя, а заниженные размеры поперечного сечения продольных каналов повышают потери гидродинамического напора в его охлаждающей системе.A device for a flat nozzle for automatic argon-arc welding without limiting the size of the nozzles used, including at d≥6 mm, which withstands the maximum heat load and is used in forced modes of automatic argon-arc welding [Drawing OSSP. 2901.000СБ Scientific Research and Design Institute of Power Engineering named after ON. Dollezhal (NIKIET)] (Appendix 1). Such a nozzle includes an all-metal nozzle tube with a transverse rectangular section, made in one piece with the
По своей технической сущности и достигаемому результату плоское сопло для аргонодуговой сварки [3] и по чертежу ОССП 2901.000СБ (Приложение 1) является наиболее близким к предложению заявителя и поэтому выбирается за прототип.By its technical nature and the achieved result, a flat nozzle for argon-arc welding [3] and according to the drawing ОССП 2901.000СБ (Appendix 1) is the closest to the proposal of the applicant and therefore is selected for the prototype.
Задачей изобретения является создание плоского водоохлаждаемого сопла горелки для автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, предназначенным для широкого применения при выполнении качественных сварных соединений различных металлов и сплавов повышенной толщины, в том числе соединений из α и псевдо α-титановых сплавов с использованием щелевых разделок глубиной до 200 мм с одной стороны.The objective of the invention is the creation of a flat, water-cooled nozzle of a torch for automatic argon-arc welding with a non-consumable electrode, intended for widespread use in the performance of high-quality welded joints of various metals and alloys of increased thickness, including joints from α and pseudo α-titanium alloys using gap grooves up to 200 deep mm on one side.
Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи, заключается в повышении эффективности плоского сопла горелки путем снижения потерь гидродинамического напора его системы охлаждения, упрощения формы деталей сопла, технологии его изготовления и сборки, а также снижении протяженности швов, выполненных с применением пайки.The technical result that provides the solution of this problem is to increase the efficiency of the flat nozzle of the burner by reducing the loss of hydrodynamic pressure of its cooling system, simplifying the shape of the nozzle parts, the technology of its manufacture and assembly, as well as reducing the length of the joints made using soldering.
Указанный выше технический результат достигается следующим образом. В плоском сопле горелки для аргонодуговой сварки, содержащем прямоугольную цельнометаллическую сопловую трубку с широкой фронтальной гранью и с узкими боковыми, на которых расположены продольные водоохлаждающие каналы; подводящие и отводящие отверстия продольных каналов совместно с их подводящими и отводящими патрубками расположены на фронтальной широкой грани сопловой трубки, а боковые крышки выполнены в форме сплошных прямоугольных пластин.The above technical result is achieved as follows. In a flat nozzle of a torch for argon-arc welding, containing a rectangular all-metal nozzle tube with a wide front face and with narrow side ones, on which longitudinal water-cooling channels are located; the inlet and outlet holes of the longitudinal channels together with their inlet and outlet pipes are located on the frontal wide face of the nozzle tube, and the side covers are made in the form of solid rectangular plates.
Предлагаемое сопло аргонодуговой горелки имеет следующие преимущества. The proposed nozzle of an argon arc burner has the following advantages.
1. Размещение водоподводящих и отводящих отверстий со своими соответствующими подводящими и отводящими патрубками на фронтальной широкой плоскости сопловой трубки позволяет увеличить поперечное сечение водоохлаждающих каналов, например, до (4×4) мм2 и более без увеличения поперечного сечения сопловой трубки, что значительно уменьшает потери гидродинамического напора охлаждающей системы [5].1. The location of the water supply and outlet holes with their respective inlet and outlet pipes on the frontal wide plane of the nozzle tube allows you to increase the cross section of the water cooling channels, for example, up to (4 × 4) mm 2 or more without increasing the cross section of the nozzle tube, which significantly reduces losses hydrodynamic pressure of the cooling system [5].
2. Замена Г-образной боковой крышки с отверстием и цельной Т-образной [3], [Приложение 1] на пару цельных и простейших прямоугольных крышек упрощает конструкцию плоского сопла горелки и технологию его изготовления, а также уменьшает протяженность паяных швов.2. Replacing the L-shaped side cover with a hole and a solid T-shaped [3], [Appendix 1] with a pair of solid and simple rectangular caps simplifies the design of the flat nozzle of the burner and its manufacturing technology, and also reduces the length of the soldered joints.
Предлагаемое изобретение обеспечивает значительное повышение интенсивности охлаждения сопловой трубы аргонодуговой горелки при упрощении конструкции сопла, технологии его изготовления и сборки, что улучшает эффективность и качество выполнения сварных соединений из α и псевдо α-титановых сплавов с использованием щелевых разделок глубиной до 200 мм с одной стороны, а также и других высокопрочных металлов и сплавов.The present invention provides a significant increase in the cooling intensity of the nozzle pipe of an argon-arc burner while simplifying the design of the nozzle, the technology of its manufacture and assembly, which improves the efficiency and quality of welded joints from α and pseudo α-titanium alloys using slotted grooves up to 200 mm deep on one side, as well as other high-strength metals and alloys.
Признаки, указанные выше, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного выше результата, то есть являются существенными. Наличие отличительных признаков по отношению к выбранным прототипам свидетельствует о соответствии заявленного изобретения критерию "новизна" по действующему законодательству.The signs mentioned above are necessary and sufficient to achieve the above result, that is, they are significant. The presence of distinctive features in relation to the selected prototypes indicates the compliance of the claimed invention with the criterion of "novelty" under the current law.
Возможность осуществления предлагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата поясняют чертежи.The possibility of implementing the invention with obtaining the above technical result is illustrated by the drawings.
На Фиг.1 изображено заявляемое плоское водоохлаждаемое сопло горелки для аргонодуговой сварки; на Фиг.2 представлен вид сопла в разрезе А-А на Фиг.1; на Фиг.3 представлена изометрия плоского сопла.Figure 1 shows the inventive flat water-cooled nozzle of a torch for argon arc welding; figure 2 presents a view of the nozzle in section aa in figure 1; figure 3 presents an isometry of a flat nozzle.
Плоское водоохлаждаемое сопло горелки содержит головку 1, выполненную за одно целое с цельнометаллической прямоугольной сопловой трубкой 2; пару боковых крышек 3; передние патрубки 4 и 5, а также задний патрубок 6 (Фиг.1 и 2). На левой узкой боковой грани сопловой трубки 2 располагается передний продольный канал 7, например, подающий и задний 8 отводящий. На правой боковой грани трубки 2 располагается передний отводящий канал 9 и задний подающий канал 10. Каналы 7 и 8: 9 и 10 герметизируются соответствующими боковыми крышками 3, например, с применением пайки. На передней широкой фронтальной грани трубки 2 расположены цилиндрические отверстия; входящий 11 со своим входящим патрубком 4 и выходящий 12 со своим выходящим патрубком 5, а на задней грани расположены отверстия; выходящий 13 и входящий 14 с общим задним патрубком 6. Соединения патрубков 4, 5, 6 герметизируются со своими посадочными отверстиями, например, с применением пайки. Патрубки 4, 5, 6; боковые крышки 3; продольные каналы 7, 8, 9, 10; передние 11, 12 и задние 13, 14 отверстия образуют циркуляционную систему охлаждения плоского сопла.Flat water-cooled nozzle of the burner contains a
Охлаждение плоского сопла производится следующим образом (Фиг.2 и 3). Охлаждающая жидкость из подающего патрубка 4 по переднему левому отверстию 11 поступает в продольный передний канал 7, в нижней части которого жидкость перетекает в продольный задний канал 8, из которого она по заднему левому отверстию 13 поступает в дугообразный патрубок 6. Из патрубка 6 жидкость по правому отверстию 14 поступает в задний продольный канал 10, в нижней части которого она перетекает в продольный передний канал 9, из которого она по переднему правому отверстию 12 поступает в отводящий патрубок 5, из которого она выходит из водоохлаждающей системы.Cooling the flat nozzle is as follows (Fig.2 and 3). Coolant from the
Защита неплавящегося электрода 15 и жидкого металла сварочной ванны от вредного влияния атмосферы воздуха производится путем подачи защитного газа, например, аргона во внутреннюю полость 16 сопловой трубки 2. На Фиг.3 приводится изометрия сопла по изобретению с выделенными боковыми крышками 3. Видно, что боковые крышки 3 сопла по изобретению проще, как крышки с отверстием [3], так и фигурных крышек по Приложению 1, что упрощает конструкцию плоского сопла горелки и технологию его изготовления, а также уменьшает протяженность паяных швов.The
В таблице приводится сравнение параметров прототипов и сопла по изобретению.The table shows a comparison of the parameters of the prototypes and nozzles according to the invention.
В таблице приняты следующие обозначения:The following notation is accepted in the table:
b - ширина фронтальной грани сопловой трубки;b is the width of the front face of the nozzle tube;
δ - толщина боковой грани сопловой трубки;δ is the thickness of the side face of the nozzle tube;
hд - потери гидродинамического напора [5] в безразмерной форме.h d - loss of hydrodynamic pressure [5] in a dimensionless form.
Из таблицы видно, что сопло по изобретению превосходит прототипы по сравниваемым параметрам.The table shows that the nozzle according to the invention is superior to the prototypes in the compared parameters.
Таким образом, предложено плоское сопло горелки для аргонодуговой сварки с лучшей конструкцией и технологией изготовления и сборки, обеспечивающее выполнение качественных сварных соединений различных металлов и сплавов повышенной толщины, в том числе соединений из α и псевдо α - титановых сплавов с использованием щелевых разделок до 200 мм с одной стороны.Thus, a flat nozzle of a torch for argon-arc welding with the best design and manufacturing and assembly technology is proposed, which ensures high-quality welded joints of various metals and alloys of increased thickness, including joints from α and pseudo α-titanium alloys using gap cuts up to 200 mm one side.
Из изложенного следует, что заявленное сопло по изобретению направлено на решение поставленной задачи с достижением нового технического результата и соответствует требованиям патентоспособности по действующему законодательству.From the above it follows that the claimed nozzle according to the invention is aimed at solving the problem with the achievement of a new technical result and meets the requirements of patentability under current law.
Источники информацииInformation sources
1. Астафьев А.Г. Горелка для сварки неплавящимся погруженным электродом. Патент RU №2 316 695 С1, МПК F23D 14/40. Оп.: 10.02.2008. Бюл. №4.1. Astafiev A.G. Torch for welding with non-consumable immersed electrode. Patent RU No. 2 316 695 C1, IPC F23D 14/40. Op .: 10.02.2008. Bull.
2. Кузнецов С.В. и др. Сварка и исправление дефектов соединений титановых сплавов больших толщин электронным лучом // Титан. 2009. №4. С.41, рис.2.2. Kuznetsov S.V. et al. Welding and correction of defects in compounds of titanium alloys of large thicknesses by electron beam // Titan. 2009. No4. S.41, fig. 2.
3. Михайлов В.И., Сахаров И.Ю. Сварка конструкций из титановых сплавов больших толщин (проблемы технологии). // Титан.2006. №2, С.51. рис.2.3. Mikhailov V.I., Sakharov I.Yu. Welding of constructions from titanium alloys of large thicknesses (problems of technology). // Titan. 2006. No. 2, p. 51. fig. 2.
4. Атрощенко В.В., Бычков В.М., Медведев А.Ю. Определение допустимой тепловой нагрузки на систему охлаждения горелок для аргонодуговой сварки // Сварочное производство. 2002. №11. С.9 - 11.4. Atroshchenko V.V., Bychkov V.M., Medvedev A.Yu. Determination of permissible heat load on the cooling system of torches for argon-arc welding // Welding production. 2002. No. 11. S.9 - 11.
5. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник. Под общ. ред. В.А.Григорьевой и В.М.Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982. С.26. Формула 1.47.5. Heat and mass transfer. Thermal Engineering Experiment: Reference. Under the total. ed. V.A. Grigorieva and V. M. Zorin. - M .: Energoizdat, 1982. P.26. Formula 1.47.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112817/02A RU2521948C1 (en) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | Flat nozzle of burner for argon-arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112817/02A RU2521948C1 (en) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | Flat nozzle of burner for argon-arc welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2521948C1 true RU2521948C1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51217159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013112817/02A RU2521948C1 (en) | 2013-03-25 | 2013-03-25 | Flat nozzle of burner for argon-arc welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521948C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1011349A1 (en) * | 1980-08-08 | 1983-04-15 | Предприятие П/Я А-3700 | Arc welding burner |
US20070164001A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-19 | General Electric Company | Narrow groove gas shielding and related method |
-
2013
- 2013-03-25 RU RU2013112817/02A patent/RU2521948C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1011349A1 (en) * | 1980-08-08 | 1983-04-15 | Предприятие П/Я А-3700 | Arc welding burner |
US20070164001A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-19 | General Electric Company | Narrow groove gas shielding and related method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МИХАЙЛОВ В.И. И ДР."сварка конструкций из титановых сплавов больших толщин (проблемы технологии)", Титан, 2006, N2, с.51,рис.2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2147583B1 (en) | Plasma arc torch cutting component with optimized water cooling | |
EP2029309B1 (en) | Plasma arc torch cutting component with optimized water cooling | |
KR20120004653U (en) | Protective nozzle cap protective nozzle cap retainer and arc plasma torch having said protective nozzle cap and/or said protective nozzle cap retainer | |
CN102009258A (en) | Water-cooled welding gun | |
US5416296A (en) | Electrode for plasma arc torch | |
CN101733522A (en) | Small-bore TIG (tungsten inert gas) surfacing torch | |
EP2308630B1 (en) | Narrow groove gas metal arc welding torch | |
CN201881040U (en) | Water-cooled welding torch | |
RU2521948C1 (en) | Flat nozzle of burner for argon-arc welding | |
US9095037B2 (en) | Nozzle for a liquid-cooled plasma cutting torch with grooves | |
CN101085489A (en) | Cold air type argon-arc welding gun | |
CN112846458A (en) | Ultra-low heat input welding device and welding method for metal sheet | |
JP2005235709A (en) | Structure of plasma torch | |
ES2943141T3 (en) | Gas nozzle for discharging a stream of shielding gas and torch neck with gas nozzle | |
KR101360655B1 (en) | Jig of welding part | |
CN201195224Y (en) | Manual direct current argon tungsten-arc welding air cooling type welding gun | |
US5233625A (en) | Metallurgical vessel with metallic electrode having readily replaceable wear part | |
CN111761179A (en) | Multi-channel airflow compression TIG-MIG composite welding gun | |
CN101708567A (en) | Water cooled welding torch | |
CN210413244U (en) | Welding back protection tool clamp | |
RU2292256C2 (en) | Method of plasma-arc welding of aluminium alloys | |
CN214350187U (en) | Welding porcelain nozzle structure | |
RU88596U1 (en) | ARC WELDER | |
CN211072180U (en) | Large-fusion-depth lockhole argon arc welding integrated water-cooling welding gun | |
CN115106628B (en) | Argon tungsten-arc welding gun suitable for aluminum alloy welding |