SU1082578A1 - Токоподвод щий мундштук - Google Patents

Abstract

1. ТОКОПОДВОДЯЩИЙ МУНД- . ШТУК, содержащий трубчатый корпус с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода, токоподвод щие Iпластинча тые элементы, расположенные под углом 120 один относительно другого в плоскости, перпендикул рной оси мундштука, а также регулируемую рабочую пружину дл  поджати  токоподвод щих элементов к плав щемус  электроду, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности контакта между токоподвод щими элементами и плав щимс  электродом,, а также обеспечение возможности многодуговой сварки под флюсом на мапых вылетах электрода, мундштук снабжен установленной в корпусе с возможностью осевого перемещени  расi пределительной втулкой с направл ющими пазами дл  токоподвод щих элеел ментов и компенсирующей пружиной дл  поджати  распределительной втулки в направлении, противоположном направлению поджати  токоподвод щих элементов. 2. Мундштук по п. 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что компенсирующа  D X) пружина выполнена с жесткостью, в , -1,1-1,2 раза большей жесткости рабочей пружины. Ю :л -vj эо

Description

Изобретение относитс  к приспо соблени м дл  дуговой сварки, в частности к токоподвод щим мундшт кам дл  многодуговой сварки под флюсом с обеспечением малых вылет электродов и рассто ний между ним В р де случаев при многодугово сварке, в частности труб большого диаметра, используютс  флюсы с по вышенной в зкостью и электропрово ностью Ш-пака, что приводит к обго ранию концов сварочных мундштуков Известен токоподвод щий мундштук , содержащий корпус, в нижней части которого установлены контактные губки, которые  вл ютс  н правл ющими дл  электродной прово локи, губки обеспечивают подвод сварочного тока к ней ll . В таком мундштуке после незначительного износа контактных губок нарушаетс  устойчивость эле рического контакта между губками и электродной проволокой, и, как следствие, возникают дефекты форми ровани  шва, Дл  повышени  долговечности гу бок их выполн ют из износостойкого материала. Однако при сварке с малым выпетом электрода под флю сом, образующим шлак с повышенной в зкостью и электропроводностью в жидком состо нии, губки могут обгорать, что также ведет к по влению дефектов в швах. В данных услови х такой мундштук неприемлем Известен мундштук с защитным наконечником из неэлектропроводной , теплостойкой пластмассы. Наконечник имеет форму стакана с отверстием в донышке дл  прохождени  электродной проволоки и навинчиваетс  на мундштук. Материалом дл  таких наконечников может служить фторопласт, полиамиды, силиконы, полистирол, эпоксидный компаунд 2 Применение подобнь наконечников , однако. Не решает проблемы обеспечени  надежного контакта в п цессе износа токоподвод щих элементов . Известен мундштук, содержащий корпус с направл ющим каналом, один токрпровод щий элемент (ножевой контактный вкладыш) и пружину дл  его поджати  к электродной проволоке., Токоподвод щий элемент расположен в корпусе под углом к направл ющему каналу и выполнен в виде пластины, толщина которой равна диаметру электродной проволоки. В данном мундштуке указанна  пружина (рабоча  пружина) воздействует на ножевой контактный вкладыш посто нно дл  его прижати  к электродной проволоке, а указанный ножевой контактный вкладыш имеет форму пластины посто нной ширины sj . Известный мундштук имеет р д недостатков . Наличие канала в корпусе дл  направлени  электродной проволоки делает данный мундштук пригодным дл  сварки проволокой только одного диаметра. Может иметь место односторонний износ канала, так как на него проволока, прижимаема  подпружиненным ножевым контактным вкладышем воздействует только с одной стороны. Главными недостатками данного мундитука  в-) л етс  возможность заклинивани  электродной проволоки при увеличении шероховатости поверхности проволоки или ее деформации и непригодность мундштука дл  многодуговой сварки на малой погонной энергии из-за его обгорани . Известно устройство дл  подвода сварочного тока к плав щемус -электроду , содержащее корпус с каналом ;дл  направлени  плав щегос  элект;рода , токоподвод щие элементы, расположенные один относительно другого под углом 120 и элемент дл  поджати  токоподвод щих элементов к плав щемус  электроду, установленный соосно каналу дл  направлени  плав щегос  электрода и выполненный в виде втулки, имеющей буртик с отверсти ми дл  токоподвод щих элементов и установленной с возможностью перемещени  в направлении продольной оси устройства. Токоподвод щие элементы выполнены в виде прутков с фасками на рабочем конце (}4 . Недостатками известного устройства  вл етс  то, ч-то канал дл  направлени  плав щегос  электрода предназначен дл  направлени  проволоки только одного диаметра. При работе мундштука имеет место односторонний износ канала, кроме того возможно заклинивание плав щегос  электрода при повышенной шероховатости поверхности проволоки или ее деформации. Мундштук непригоден дл  многодуговой сварки на режимах с малой погонной энергией вследствие возможности его. обгорани . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому мундштуку  вл етс  токоподвод щий мундштук, содержащий трубчатый корпус с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода, токоподвод щие пластинчатые элементы , расположенные под углом 120° один относительно другого в плоскости , перпендикул рной оси мундштука, а также регулируемую рабочую пружину дл  поджати  токоподвсщ щих элементов к плав щемус  электроду, выполненную в виде гайки с коническим хвостовиком, расшир ющимс  в сторону рабочего торца устройства. Хвостовик выполнен с радиальными про-5 рез ми, которые и сообщают ему пружин щие свойства з .

Недостатками известного мундштука  вл ютс  недостаточно хорошее поддержание заданного усили  прижати  10 токоподвод щих элементов к электродной проволоке из-за необходимости частой регулировки этого усили  гайкой в процессе сварки; невозможность использовани  дл  сварки с понижен- 15 ным тепловложением на малых вылетах электрода при больших величинах сварочного тока из-за незащищенности метс-ллических деталей мундштука от излучени  дуги и недостаточно ста- oQ бильного контакта; невозможность использовани  при многодуговой сварке под флюсом с повышенной в зкостью и электропроводностью шлака из-за обгорани  близко расположен- 25 ных друг от друга металлических деталей соседних мундштуков.

Цель изобретени  - повышение стабильности контакта между токоподвод щими элементами и плав щимс  электродом, а также обеспечение возможности многодуговой сварки под флюсом на малых вылетах электрода .

Поставленна  цель достигаетс  тем,что токоподвод щий мундштук, содержащий трубчатый корпус с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода , токоподвод щие пластинчатые элементы, расположенные под углом l20 один относительно другого в 40 плоскости, перпендикул рной оси мундштука, а также регулируемую рабочую пружину дл  поджати  токоподвод щих элементов к плав щемус  электроду, снабже.н установленной в 45 корпусе с возможностью осевого перемещени  распределительной в улкой с направл ющими пазами дл  токоподвод щих элементов и компенсирующей пружиной дл  поджати  распре- cQ делительной втулки в направлении, противоположном направлению поджати  токоподвод щих элементов.

Компенсирующа  пружийа выполнена с жесткостью, в 1,1-1,2 раза ее большей жесткости рабочей пружины.

На фиг.1 показан мундштук, продольный разрез;на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг. 1..

Токоподвод щий мундштук имеет рубчатый корпус 1, в котором разещаютс  все элементы мундштука. ерхний конец корпуса 1 снабжаетс  ажимом 2 дл  присоединени  к прда- S

ющему механизму сварочной головки. В стенках средней части корпуса выполн ютс  сквозные прорези, которые располагаютс  одна напротив другой и служат в качестве окон ал  прохождени  опорных пластин 3, опирающихс  на регулировочную гайку 4 Гайка 4 имеет резьбу и может навинчиватьс  на корпус 1 д й придг.ни  опорным пластинам 3 необ одимого положени  относительно корпуса 1. Это требуетс  дл  регулировани  усили  прижати  рабочих поверхносТкей токоподвод щих элементов 5 к электродной проволоке (плав щемус  электроду), Опорные пластины 3 с диаметрально противоположных сторо креп тс  к верхней опорной шайбе 6 с помощью винтов 7. В верхней опор ,ной шайбе 6 имеетс  отверстие, соосное с осью мундштука и предназначенное дл  прохождени  плав щегос  электрода. Длина опорных пластин 3 выбираетс  такой, чтобы они опирались на торец регулировочной гайки 4 и ограничивали перемещение верхней опорный шайбы 6 вверх.

К нижнему концу корпуса 1 -с помощью накидной гайки 8 крепитс  наконечник 9 из теплостойкого неэлектропроводного материала, имеющий цилиндрическую и коническую части.Внутрь цилиндрической части наконечника 9 вставлен беззазора тонкостенный токопровод щий металлический стакан 10, наход щийс  в контакте с корпусом 1.

Внутренний диаметр цилиндрическ части наконечника 9 выбираетс  таким , чтобы внутри наконечника 9 меду цилиндрической и конической чат ми образовалс  выступ, на который опираетс  нижн   направл юща  шайба 11. В нижней части наконечника 9 выполн етс  внутренн   коничека  опорна  поверхность, на которую опираютс  соответствующие опорные поверхности пластинчатых токоподвод щих элементов 5.

Нижн   направл юща  шайба 11 (фиг.2) плотно прилегает к внутренней поверхности стакана 10 и располагаетс  соосно с ним. Нижн   направл юща  шайба 11 имеет по меншей мере три пр моугольных йаза дл установки и направлени  пластинчатых токоподвод щих элементов 5, а также три резьбовых отверсти  дл  креплени  шпилек 12. Пр моугольные пазы размещаютс  внутри шайбк 11 через равный угловой промежуток, например 120®, и пересекаютс  в

. 60 центре шайбы 11.В месте пересечени  Пр моугольных пазов образуетс  канал дл  прохождени  электродной проволоки. Резьбовые отверсти  размещаютс  в теле шайбы 11 между

соседними пр моугольными пазами. Шпильки 12 служат дл  направлени  и центрировани  подвижных деталей - упорного- кольца 13, распределительной втулки 14 и опорной втулки 15.

Указанные детали имеют одинаковый наружный диаметр, незначительно меньший внутреннего диаметра сткана 10, дл  обеспечени  соосного перемещени  по шпилькам 12 вдоль оси корпуса 1. Распределительна  втулка 14 размещаетс  между опорной втулкой 15 и упорным кольцом 1 Между опорной втулкой 15 и верхней опорной шайбой б размещаетс  рабоча  пружина 16. Усилие сжати  рабочей пружины 16 регулируетс  путем поворота гайки 4, Между нижней направл ющей шайбой 11 и упорным кольцом 13 располагаетс  компесирующа  пружина 17, нижний конец которой опираетс  на неподвижную шайбу 11, а верхний конец - на упорное кольцо 13. Сжатие рабочей пружины 16 вызьшает перемещение опорной втулки 15, распределительной втулки 14 и упорного кольца 13 вниз, обеспечива  тем самым сжатие компенсирующей пружины 17. Таким образом, путем поворота регулировочной гайки 4 обеспечиваетс  распределение усилий сжати  рабочей пружины 16 и компенсирующей пружины 17.

Распределительна  втулка 14 (фиг.З) имеет три сквозных пр моугольных паза, пересекающихс  в ее центре с образованием канала дл  направлени  плав щегос  электрода. Эти пазы соосны с пр моугольными пазами, выполненными в нижней направл ющей шайбе 11. Соосность обепечиваетс  центрирующими шпильками 12. Пр моугольные пазы, выполненные в шайбе 11 и втулке 14, служат качестве направл ющих дл  пластинчатых токоподвод щих элементов 5 (фиг.2 и 3). Токоподвод щие элементы 5 проход т через указанные пр моугольные пазы в шайбе 11 и втулке 14, при этом рабочие поверхности токоподвод щих элементов 5 параллельны оси мундштука и прижимаютс  к плав щемус  электроду.

Токоподвод щие элементы 5вы- / полн ютс  из износостойкого материла с низким удельным электрическим сопротивлением. Токоподвод щий элемент 5 имеет контактную поверхность , котора  соприкасаетс  с плав щимс  электродом и параллельна ее оси, причем площадь контактной поверхности выбираетс  в соответствии с плотностью тока, подводимого к плав щемус  электроду. Токоподвод щий элемент 5 имеет также опорную поверхность, котора  расположена с противоположной стороны от контактной поверхности и опираетс  на внутреннюю поверхност конической части наконечника 9. Перемещение токоподвод щего элемента 5 вниз вызывает соответствующее перемещение его контактной поверхности по направлению к оси мундштука . Угол наклона опорной поверхности токоподвод щего элемента 5 и внутренней конической поверхности наконечника 9 к оси мундштука выбираетс  в зависимости от требуемых пределов регулировки мундштука и находитс  в интервале от 12 до 15.. С целью уменьшени  склонности токоподвод щих элементов 5 к заклиниванию плав щегос  электрода этот угол предпочтительно выбираетс  равным 14°. ТокопоЛвод щий элемент 5 имеет хвостовик, который заканчиваетс  расширенной частью с выступом и торцом. Поверхности выступа и торца перпендикул рны оси мундштука. Токоподвод щий элемент 5 (фиг.1),установленны в рабочем положении, своей контактной поверхностью прижимаетс  к плав щемус  электроду, а его опорна  поверхность опираетс  на внутреннюю коническую поверхность наконечника 9. Выступ вкладыша опираетс  на верхнюю поверхность упорного кольца 13, при этом между торцом вкладыша и опорной втулкой 15 имеетс  зазор 0,5-1 мм дл  осуществлени  свободного поперечного перемещени  токоподвод щего элемента 5 по пазам распределительной втулки по мере износа контактных поверхностей токоподвод щих элементов 5, Таким образом, в рабочем положении продольное перемещение токоподвод щего элемента 5 ограничива тс  опорной втулкой 15 и упорны кольцом 13, а его поперечное перемщение - поверхностью плав щегос  электрода и внутренней конической поверхностью наконечника 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении гайка 4 отвинчена вверх до тех пор, пока стороны пластины 3 не будут опиратьс  на верхнюю торцовую поверхность прорези, при этом сжата  рабоча  пружина 16 разжимаетс , а верхн   опорна  шайба 6 принимает положение, показанное на фиг.1 штриховыми лини ми. Соответственно компенсирующа  пружина так же разжимаетс , побужда  упорное кольцо 13, распределительную втулку 14 и Токоподвод щие элементы 5 перемещатьс  вверх, при этом контактны поверхности токоподвод щих элементов 5 расход тс , освобожда  беспреп тственный проход дл  плав щегос  электрода. В таком положении в мундштук заправл етс  плав щийс  .электрод (не показан), диаметр которого может составл ть, например 3-5 мм. После того, как плав щийс  электрод заправлен в мундштук , вращением гайки 4 опускаютс  вниз опорные пластины 3, сжима  рабочую 16 и компенсирующую 17 пружины, при этом опорна  втулка 1 распределительна  втулка 14, упорное кольцо 13, и, следовательно, -токоподвод щие элементы 5 перемещаютс  вниз. Так как опорна  повер ность токоподвод щего элемента 5 опираетс  на сужающуюс  книзу внут реннюю коническую поверхность наконечника 9, перемещение токоподвод щих элементов 5 вниз вызывает их сближение, при этом они своими контактными поверхност ми прижимпютс  к поверхности плав щегос  электрода, а усилие прижати  определ етс  степенью сжати  рабочей пружины 16, котора  регулируетс  поворотом регулировочной гайки 4. После того, как отрегулировано усилие прижати  токоподвод щих элементов 5 плав щемус  электроду, мундштук готов к сварке. При сварке ток подводитс  к токоподвод щим элементам 5 через поверхности пазов нижней направл ющей шайбы 11 и распределительной втулки 14, которые наход тс  в кон такте с поверхностью токоподвод щего металлического стакана 10, со прикасающегос  с внутренней nosepiX стью стенки корпуса 1. Благодар  такому токоподводу можно значитель но увеличить площадь контакта, что в свою очередь уменьшает нагрен мундштука при прохождении сварочного тока. В процессе сварки контактные поверхности токоподвод щих элементов 5 при прохождении по ним плав  щегос  электрода изнашиваютс . Одн ко в результате воздействи  на тор цы токоподвод щих элементов 5 сжат рабочей пружины 16 токоподвод щие элементы 5 прижимаютс  к плав щему с  электроду посто нным усилием. ;При этом усилие, развиваемое рабочей пружиной 16, превышает усилие компенсирующей пружины .17. Когда усили  рабочей пружины 16 и компен сирующей пружины 17 уравновес т друг друга, производитс  повторна  регулировка гайкой 4 с целью прижати  контактных поверхностей токоподвод щих элементов к электро ной проволоке с необходимым усилие Электродна  проволока может име участки с окисленной и искривленно пов рхностью. Прохождение такого участка проволоки между контактными поверхност ми токоподвод щих элементов 5 затрудн етс , в результате возникает возможность заклинивани  плав щегос  электрода в мундштуке . Дл  предотвращени  этого нежелательного  влени  в предлагаемом мундштуке, как указывалось, имеетс  компенсируклца  пружина 17, котора  находитс  в сжатом состо нии и воздействует на упорное кольцо 13, которое в свою очередь опираетс  своим верхним торцом на нижнюю поверхность распределительной втулки 14 и на поверхность выступов ТОКОПС1ДВОДЯЩИХ элементов 5. При этом поверхность выступов токоподвод щих элементов 5 расположена в одной плоскости с поверхностью нижнего торца направл ющей втулки 14, Как только происходит заклинивание выступы смещаетс  вниз и стрем тс  опуститьс  ниже уровн  поверхности нижнего торца направл ющей втулки 14. В этот момент на выступы токоподвод щих элементов 5 воздействует компенсирующа  пружина 17, усилие сжати  которой превышает усилие захвата. За счет усили , развиваемого компенсирующей пружиной 17, токоподвод щие элементы 5 возвращсцотс  в первоначальное положение . Таким образом предотвращаетс  заклинивание плав щегос  электрода. Необходимо также отметить, что дл  увеличени  быстроты срабатывани  компенсирующей пружины 17 ее жесткость выбираетс  в 1,1-1,2 раза большей по сравнению с жесткостью рабочей пружины 16. Дл  исключени  обгорани  конца мундштука в предлагаемой конструкции имеетс  наконечник из теплостойкого неэЛектропроводного материала , применение которого в некоторых случа х может быть необ зательно . Число токоподвод щих элементов может быть и большим, чем три, при этом оси располагаютс  по окружности вокруг проволоки через равные угловые промежутки. Кроме того , толщина пластинчатых токоподвод щих элементов может измен тьс  в зависимости от их числа и диаметра примен емого плав щегос  электрода. После незначительной модернизации мундштук предлагаемой конструкции может успешно быть использован дл  сварки в защитных газах. Дл  этого конец мундштука может снабжатьс  соплом, внутренний диаметр которого превышает диаметр корпуса мундштука при наличии кольцевого зазора достаточной ширины дл  прохождени  защитного газа.

По сравнению с базовым объектом, каким  вл етс  прототип, изобретение позвол ет снизить отбраковку при изготовлении газопроводных труб по меньшей мере на 1%.

А-А

фиг 2

6-6

фиг. 5

Claims (2)

1. ТОКОПОДВОДЯЩИЙ МУНДШТУК, содержащий трубчатый корпус с каналом для направления плавящегося электрода, токоподводящие 'пластинчатые элементы, расположенные под углом 120’ один относительно другого в плоскости, перпендикулярной оси мундштука, а также регулируемую рабочую пружину для поджатия токоподводящих элементов к плавящемуся электроду, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности контакта между токоподводящими элементами и плавящимся электродом,, а также обеспечение возможности многодуговой сварки под флюсом на мапых вылетах электрода, мундштук снабжен установленной в корпусе с возможностью осевого.перемещения распределительной втулкой с направляющими пазами для токоподводящих элементов и компенсирующей пружиной для поджатия распределительной втулки в направлении, противоположном направлению поджатия токоподводящих элементов.

2. Мундштук по п.1, отличающийся тем, что компенсирующая пружина выполнена с жесткостью, в , -1,1-1,2 раза большей жесткости рабочей пружины.

а го