SU1031671A2

SU1031671A2 - Burner for gas-shield arc welding

Info

Publication number: SU1031671A2
Application number: SU813296710A
Authority: SU
Inventors: Леонид Александрович Киселев; Иван Филиппович Коринец
Original assignee: Предприятие П/Я А-1264
Priority date: 1981-06-04
Filing date: 1981-06-04
Publication date: 1983-07-30

Abstract

ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ по авт. св. № 719828, отличающа с тем, что, с целью повышени качества сварных швов путем подогрева заш.итного газа и повышени срока службы плав щегос электрода путем повышени интенсивности его охлаждени , лента из которой навита спираль, согнута в виде желоба с ребром, обраш.енным к внутренней поверхности сопла, при этом в стенках желоба выполнены отверсти дл прохода защитного газа, стенки желоба расположены одна по отношению к другой под углом 120-160&deg;, а одна из стенок расположена под уголом 15-45&deg; по отношению к ох;и горелки. (Л со О5 ARMOR BURNER IN THE ENVIRONMENT OF PROTECTIVE GASES by author. St. No. 719828, characterized in that, in order to improve the quality of welds by heating the collar gas and increasing the service life of the melting electrode by increasing the intensity of its cooling, the ribbon of which is wound with a helix, is bent in the form of a groove with an edge To the inner surface of the nozzle, the holes for the passage of the protective gas are made in the walls of the chute, the walls of the chute are located one in relation to the other at an angle of 120-160 °, and one of the walls is located at an angle of 15-45 ° in relation to oh; and burner. (L with O5

Description

Изобретение относитс к оборудованию дл сварки неплав щимс электродом в среде защитных газов, в частности к горелкам дл дуговой сварки.The invention relates to equipment for welding with a non-consumable electrode in a shielding gas environment, in particular to arc welding torches.

По основному авт. св. № 719828 известна горелка дл дуговой сварки в среде защитных газов, содержаща сопло, установленное с возможностью поворота относительно оси горелки, с расположенным в нем вкладыщем дл создани ламинарного потока защитного газа, навитым на спирали из ленты, а спираль выполнена конической , при этом один конец спирали закреплен у входного отверсти , а другой - у выходного 1.According to the main author. St. 719828 a known torch for arc welding in a protective gas environment, comprising a nozzle mounted rotatably about the torch axis, with an insert arranged therein for creating a laminar flow of protective gas wound on a spiral of a tape, and the spiral is made conical, with one end spiral is fixed at the inlet, and the other - at the output 1.

Недостатком известной горелки вл етс то, что спираль вкладыща расположена конусной частью навстречу движущимс потокам защитного газа, вследствие этого больша часть защитного газа направл етс в сторону сопла и лищь незначительна часть его омывает неплав щийс электрод. В процессе продолжительной сварки электрод перенагреваетс вследствие чего снижаетс срок его службы. Кроме того, потоки защитного газа, каса сь более холодного сопла, охлаждаютс , повыщаетс турбулентность потока защитного газа, что сказываетс на качестве сварного щва, снижаетс плотность шва, а также глубина провара.A disadvantage of the known burner is that the coil of the insert is located by a cone-shaped part against the moving flows of protective gas, as a result of which most of the protective gas is directed towards the nozzle and only a small part is washed by the non-consumable electrode. During the long process of welding, the electrode overheats due to which its service life is reduced. In addition, the shielding gas flows around the colder nozzle are cooled, the turbulence of the shielding gas flow increases, which affects the quality of the weld, the weld density decreases, and the penetration depth decreases.

Цель изобретени - повышение качества сварного шва путем подогрева защитного газа и повыщение срока службы неплав щегос электрода путем повыщени интенсивности его охлаждени .The purpose of the invention is to improve the quality of the weld by heating the protective gas and increasing the service life of the non-melting electrode by increasing the intensity of its cooling.

Поставленна цель достигаетс тем, что в горелке дл дуговой сварки в среде защитных газов, лента, из которой навита спираль, согнута в виде желоба с ребром, обращенным к внутренней поверхности сопла , при этом в стенках желоба выполнены отверсти дл прохода защитного газа, стенки желоба расположены одна по отношению к другой под углом , а одна из стенок расположена под углом 15-45° по отношению к оси горелки.The goal is achieved by the fact that in a torch for arc welding in protective gas, the tape from which the spiral is wound is bent in the form of a groove with an edge facing the inner surface of the nozzle, while the walls of the groove have openings for the passage of protective gas, the wall of the groove are located one with respect to the other at an angle, and one of the walls is located at an angle of 15-45 ° with respect to the axis of the burner.

На фиг. 1 схематически изображена горелка дл дуговой сварки в среде защитных газов; на фиг. 2 - расположение элементов вкладыща по отношению к оси горелки.FIG. 1 schematically shows a torch for gas-shielded arc welding; in fig. 2 - the arrangement of the elements of the insert with respect to the axis of the burner.

Горелка содержит корпус 1 с закрепленным в нем неплав щимс электродом 2, основание 3 с каналами 4 дл прохождени защитного газа, кладыш 5 дл создани лиминарного потока защитного газа. Вкладыш 5 изготовлен из металлической ленты, котора навита в виде спирали. На основании 3 корпуса 1 с помощью резьбы закреплено сопло 6, которое в нижней части содержит кольцевой буртик, служащий упором дл нижнего конца вкладыща 5 и при необходимости дл закреплени сетки 7. Латунна спираль вкладыша 5 выполнена в виде желоба с ребром 8, которое обращено в сторону внутренней поверхности сопла 6. Стенки желоба расположены одна по отношению к другой под углом 120-160°, а одна из стенок, нижн , расположена под углом 15-45° по отношению к оси горелки, т. е. по отношению к неплав щемус электроду 2. В стенках желоба выполнены отверсти 9 дл прохода защитного газа. Верхн часть спирали опираетс через уплотнение 10 в конусную часть цанги 11.The burner includes a housing 1 with a non-consumable electrode 2 fixed in it, a base 3 with channels 4 for the passage of protective gas, a liner 5 for creating a linear flow of protective gas. The liner 5 is made of a metal tape that is wound in the form of a spiral. On the base 3 of the housing 1, a nozzle 6 is fixed by means of a thread, which in the lower part contains an annular collar that serves as a stop for the lower end of the insert 5 and, if necessary, for fixing the grid 7. The brass spiral of the insert 5 is made in the form of a groove with an edge 8 that faces side of the inner surface of the nozzle 6. The walls of the gutter are located one with respect to the other at an angle of 120-160 °, and one of the walls, lower, is located at an angle of 15-45 ° with respect to the axis of the burner, i.e. with respect to the non-melted electrode 2. In the gutter walls are made of Verstov 9 for the passage of shielding gas. The upper part of the helix is supported through the seal 10 into the tapered part of the collet 11.

Горелка работает следующим образом. Поток защитного газа, подводимый к корпусу горелки 1, проходит через каналы 4 основани 3 и поступает частично через отверсти 9 в стенках желоба и частично через кольцевой зазор между электродом 2 и спиралью вкладыша 5 через стенку 7 в зону дуги.The burner works as follows. The flow of protective gas supplied to the burner body 1 passes through the channels 4 of the base 3 and flows partially through the holes 9 in the walls of the groove and partially through the annular gap between the electrode 2 and the spiral of the insert 5 through the wall 7 to the arc zone.

При прохождении зашитного газа через спираль вкладыша 5 часть газа, направл ема стенками желоба на электрод 2, смывает его, при этом защитный газ подогреваетс , благодар этому повыщаетс ламинарность истечени защитного газа, качество сварного шва, повышаетс глубина провара и снижаетс пористость. Одновременно происходит охлаждение рабочего конуса неплав щегос электрода 2, в св зи с чем повышаетс стойкость электрода и его срок службы. Регулирование потока, поступающего на охлаждение неплав щегос электрода 2 (катода) и потока, поступающего в отверсти 9, измен ют высотой спирали, путем навинчивани или свинчивани сопла 6.When the protective gas passes through the coil of the liner 5, a part of the gas, directed by the walls of the channel, to the electrode 2, washes it off, while the protective gas is heated, thereby increasing the laminar flow of protective gas, the weld quality increases, and the penetration depth decreases and porosity decreases. At the same time, the working cone of the non-consumable electrode 2 is cooled, and therefore the resistance of the electrode and its service life increase. The control of the flow entering the cooling of the non-consumable electrode 2 (cathode) and the flow entering the holes 9 is changed by the height of the helix by screwing in or screwing the nozzle 6.

В предлагаемой горелке вкладыщ 5 изготовлен в виде спирали из тонкого листового металла, в конкретном случае из латунной фольги, толщиной 5 0,5 мм. Изготавливают спираль путем навивки на токарном станке с использованием ступенчатой оправки и обжимаемого желобовидного ролика.In the proposed burner, the liner 5 is made in the form of a spiral of thin sheet metal, in the particular case of brass foil, of a thickness of 5-0.5 mm. Make a spiral by winding on a lathe using a stepped mandrel and crimped trough-shaped roller.

Трудоемкость изготовлени спирали и прошивки отверстий на нижней стороне желоба с использованием спецштампа составл ет с учетом подготовительно-заключительного времени около 15 мин. Эксплуатационный срок спирали - не менее двух лет.The complexity of the manufacture of the spiral and the piercing of the holes on the underside of the gutter using a special shtamp is about 15 minutes, taking into account the preparatory and final time. The operational period of the helix is at least two years.

Значени углов Ли/ получены экспериментальным путем.The values of the angles Li / obtained experimentally.

При этом установлено, что качество сварных швов зависит от комплексного сочетани углов л и Д причем установлено также , что в большей степени вли ние как на качество шва, так и на стойкость вольфрамового электрода оказывает отклонение по углу Д При изменении значений одного угла при посто нной величине другого установлено, например, что при угле afc 140° с уменьшением угла уЗ до 15° увеличиваетс нагрев защитного газа, благопри тно вли ющего на качество шва, однако с уменьшением угла fi ниже 15° нарушаетс ламинарность газового потока, что приводит к снижению как качества шва, так и стойкости электрода. С увеличением угла JB более 45° основной газовый поток проходит через отверсти в стенках желоба , при этом нагрев газа снижаетс , а также снижаетс фокусирующий поток газа, поступающий на рабочий конец электрода. В св зи с этим снижаетс стойкость вольфрам-ового электрода; особенно это вление рко выражено при угле f более 45°. При посто нном значении угла Д равном, например , 30° с увеличением угла оС снижаетс интенсивность охлаждени электрода, а следовательно, и его стойкость. При уменьшении угла оС и особенно при значении его менее 90° ламинарность газового потока падает и качество сварных швов снижаетс , повышаетс пористость в швах.It was found that the quality of the welds depends on the complex combination of the angles L and D, and it was also established that the deviation in the angle D affects the quality of both the weld quality and the resistance of the tungsten electrode to a greater degree. the other is established, for example, that at afc 140 ° with heating angle decreasing to 15 °, the heating of the protective gas increases, which favorably affects the quality of the weld, but with decreasing angle fi below 15 ° the laminarity of the gas flow is disturbed, which leads to a decrease in the quality of the weld, and the resistance of the electrode. With an increase in the angle JB of more than 45 °, the main gas flow passes through the holes in the walls of the gutter, while the gas heating decreases and the focusing gas flow to the working end of the electrode also decreases. In this connection, the resistance of the tungsten electrode is reduced; This phenomenon is especially pronounced when f angle is more than 45 °. At a constant value of the angle D equal to, for example, 30 ° with increasing angle C °, the intensity of cooling of the electrode decreases, and consequently, its durability. When the C angle decreases, and especially when its value is less than 90 °, the laminarity of the gas flow decreases and the quality of welds decreases and the porosity in the welds increases.

Сварку горелкой предлагаемой конструкции производ т вольфрамовым электродом ф 4 мм. В качестве защитного газа используют аргон. Зазор между рабочим концом электрода и свариваемым изделием равн етс 1,5-2,0 мм. Диаметр сопла 0ви 24 мм. Расход защитного газа в горелку 12-16 л/мин. Сила сварочного тока 150- 250 А. Ток посто нный, пол рность пр ма .The welding torch of the proposed design is produced with a tungsten electrode of 4 mm. Argon is used as a protective gas. The gap between the working end of the electrode and the product to be welded is 1.5-2.0 mm. The diameter of the nozzle 0vi 24 mm. The flow of protective gas in the burner 12-16 l / min. The strength of the welding current is 150-250 A. The current is constant, the polarity is right.

Получены следующие оптимальные значени углов л и jS, дающих наибольший эффект в процессе эксплуатации горелки.The following optimal values of the angles l and jS, which give the greatest effect during the operation of the burner, were obtained.

15 12015 120

30 thirty

45 140 16045 140 160

Использование предлагаемой горелки по сравнению с базовым объектом позвол ет использовать в процессе сварки защитный газ низших сортов, при этом спираль с углами (Л и , соответствующими вышеуказанным значени м, позвол ет снизить трудоемкость работ по исправлению дефектов. Повыщение интенсивности охлаждени неплав щегос электрода повышает его стойкость на 10-15%. Охлаждение электрода позвол ет снизить температуру нагрева его на уровне выходного отверсти сопла на 200-300°, что уменьшает износ электрода и соответственно расход дорогосто щегоThe use of the proposed burner as compared with the base object allows the use of lower-grade shielding gas during the welding process, while a coil with corners (L and corresponding to the above values reduces the laboriousness of the work on the correction of defects. Increasing the cooling intensity of the nonconsumable electrode increases resistance by 10-15%. Cooling the electrode reduces its heating temperature at the level of the nozzle outlet by 200-300 °, which reduces the wear of the electrode and, consequently, the consumption of expensive Of

вольфрама; так, при сварке непрерывно гор щей дугой на посто нном токе ICB 150 А в течение 10 мин и расхода аргона 12 л/мин износ вольфрамового электрода снижаетс на 0,04 мг/мин, .что дает экономический эффект более 3,5 тыс. руб. на 1000 кг используемых электродов.tungsten; so, when welding with a continuous burning arc at a constant current of ICB 150 A for 10 minutes and a consumption of argon at 12 l / min, the wear of the tungsten electrode decreases by 0.04 mg / min, which gives an economic effect of more than 3.5 thousand rubles . per 1000 kg of used electrodes.

оСOS

Claims

BURNER FOR ARC WELDING IN THE ENVIRONMENT OF PROTECTIVE GASES by ed. St. No. 719828, characterized in that, in order to improve the quality of welds by heating the shielding gas and increase the life of the consumable electrode by increasing the intensity of its cooling, the tape from which the spiral is wound, is bent in the form of a groove with a rib facing the inner surface of the nozzle, In this case, openings for the passage of protective gas are made in the walls of the gutter, the walls of the gutter are located one relative to the other at an angle of 120–160 ^r , and one of the walls is located at an angle of 15–45 ° with respect to the axis of the burner.

Fig-1