SU1719174A1

SU1719174A1 - Устройство дл защиты зоны контактной стыковой сварки

Info

Publication number: SU1719174A1
Application number: SU904835928A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Кучук-Яценко; Борис Иванович Казымов; Игорь Васильевич Зяхор; Игорь Николаевич Мосендз; Михаил Джеронович Топчий
Original assignee: Институт Элекстросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл защиты зоны сварки от окружающей среды преимущественно при контактной стыковой сварке оплавлением. Цель изобретени - повышение производительности за счет исключени операции по очистке корпуса от налипани брызг металла. Камера состоит из внутренней и наружной стенок, между которыми выполнена полость дл подачи охлаждающей жидкости. Толщину внутренней стенки устанавливают в определенных пределах. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к устройствам дл защиты зоны сварки от окружающей среды, преимущественно при контактной стыковой сварке оплавлением.

Цель изобретени - повышение производительности сварки за счет исключени операции очистки устройства дл защиты зоны сварки от налипших брызг металла.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл защиты зоны контактной стыковой сварки от окружающей среды, содержащем корпус, состо щий из внутренней и наружной стенок, образующих полость дл .охлаждени жидкости, толщину д внутренней стенки корпуса устанавливают в пределах

Ki -1/Е ,

где Е - модуль упругости Юнга материала внутренней стенки корпуса, Н/м2;

А- коэффициент теплопроводности материала внутренней стенки корпуса, Вт/м К:

Ki - коэффициент пропорциональности, Kt-3,5 10Гм/Н;

Кг - коэффициент пропорциональности, К/Вт.

При наличии интенсивного охлаждени стенки камеры, обращенной к зоне сварки, толщина которой установлена в пределах от 3,5 10 величины, обратной модулю упругости Юнга, до 5 коэффициента теплопроводности материала стенки, предотвращаетс налипание брызг расплавленного металла за счет практически мгновенного их охлаждени при попадании на поверхность этой стенки, и в то же врем обеспечиваетс ее достаточна жесткость Это позвол ет исключить операцию механи-. ческой очистки полости камеры от корки на- липших брызг и увеличить производительность сварки при одновременном обеспечении эксплуатационной надежности защитной камеры.

Одним из условий сцеплени между жидким и твердым, металлом вл етс взаимное смачивание, которое облегчаетс при повышении температуры. Поэтому налипание брызг расплавленного металла, образующихс в процессе оплавлени , тем меньше, чем ниже температура стенки камеры , обращенной к зоне сварки, т. е. чем выше интенсивность теплоотвода с поверхности этой стенки.

сл

с

XI

аД

о 5

Јь

Определение минимальной толщины 5min. при которой сохран етс жесткость стенки камеры под воздействием потока быстролет щих частиц расплавленного металла , образующихс при контактной сты- ковой сварке оплавлением, производилось экспериментально. Полученные данные показали , что эта величина обратно пропорци- ональна модулю .упругости Юнга Ё материала стенки

1/Е, где К2 - коэффициент пропорциональности.

Экспериментально путем изменени толщины водоохлаждаемых пластин из различных материалов, определено значение коэффициента Ki, которое равно 3,5 107м/Н.

Таким образом, минимальна толщина принудительно охлаждаемой стенки камеры , обращенной к зоне контактной стыковой сварки оплавлением, при которой обеспечиваетс жесткость стенки камеры под воздействием потока быстролет щих частиц расплавленного металла, составл ет 3,5 107 величины, обратной модулю упругости Юнга материала стенки.

При меньшей толщине жесткость стенки оказываетс недостаточной, что приводит к местной пластической деформации стенки и, в конечном итоге, к налипанию брызг на внутреннюю поверхность камеры.

Таким образом, толщину внутренней принудительно охлаждаемой стенки камеры следует выбирать в пределах от 3,5х хЮ7 величины, обратной модулю упругости Юнга материала стенки, до 5,0 10 коэф- фициента теплопроводности этого материала .

На фиг. 1 представлена принципиальна конструкци защитной камеры дл контактной стыковой сварки оплавлением; на фиг.-2а- графическа зависимость дл определени максимальной толщины внутренней стенки камеры, причем 5тах - максимальна толщина стенки; Я- коэффициент теп опроводности; на фиг. 26 - гра- фическа зависимость дл определени минимальной толщины внутренней стенки камеры, причем dmin-минимальна толщина стенки; Е - модуль упругости Юнга.

Защитна камера состоит из внутрен- ней 1 и наружной 2 стенок, между которыми, выполнена полость дл подачи охлаждающей жидкости через штуцера 3 и 4. С целью предотвращени шунтировани сварочного тока через стенки камера снабжена элект- роизол ционными вставками 5 и 6. Перед сваркой камера устанавливаетс между то- коподвод щими зажимами 7 и 8 сварочной машины на свариваемые детали 9 и 10.

В полость между внутренней 1 и наружной 2 стенками камеры подаетс охлаждающа жидкость через штуцера 3 и 4. На токоподвод щие зажимы 7 и 8 подаетс сварочное напр жение и начинаетс сварка. После окончани сварки сваренные детали извлекаютс из камеры, при этом закристаллизовавшиес брызги металла при раскрытии камеры высыпаютс наружу.

Примером конкретного применени предлагаемого изобретени может служить камера дл защиты сварки от кислорода воздуха, примен ема на сварочной машине К-584М при сварке труб 0219 мм.

Внутреннюю стенку 1 камеры выполн ют из катанной меди, модуль упругости Юнга которой 109 Н/м2 и коэффициент теплопроводности Я 389, 6 Вт/м К. Минимальна толщина стенки (,32 мм, максимальна толщина внутренней стенки

,95мм.

Было изготовлено 5 экспериментальных камер с толщиной внутренней стенки 0,32; 1,95; 1; 0,25 и 2,5 мм. Было проведено по 6-8 сварок в каждой камере. Визуальный осмотр камер после проведенных опытов показал, что на внутренней поверхности камер с толщиной стенки 0,32; 1,95 и 1 мм налипани брызг металла не происходит, при толщине стенки 2,5 мм брызги налипают , при толщине стенки 0,25 мм брызги налипали после 2-3 сварок вследствие образовани на поверхности многочисленных углублений от соударени с быстроле- т щими частицами металла.

Таким образом, при сварке в камерах с толщиной внутренней стенки в пределах 0,32 - 1,95мм брызги не налипали, при этом закристаллизовавшиес брызги металла, скапливающиес в нижней части камеры, удал ли при открытии камеры дл извлечени сваренных деталей. Благодар этому не требуетс механической очистки внутренней полости камеры от корки брызг, что позвол ет повысить производительность сварки.

При применении предлагаемого устройства производительность машины составл ет 10 стыков/ч, так как нет необходимости в очистке камеры от брызг после каждой сварки , т. в; предлагаемое техническое решение обеспечивает выпуск одинакового количества продукции с известной машиной, использу при этом одну установку вместо двух.

Claims

Формула изобретени Устройство дл защиты зоны контактной стыковой сварки от окружающей среды, содержащее корпус, состо щий из внутренней и наружной стенок, образующих полость дл охлаждающей жидкости, о т л и- ч а ю щ е е с тем, что, с целью повышени производительности за счет исключени операции по очистке корпуса от налипших брызг металла/толщину внутренней стенки корпуса д устанавливают в пределах

Ki -1/E .

где Е - модуль упругости Юнга материала внутренней стенки корпуса, Н/м2;

А- коэффициент теплопроводности материала внутренней стенки корпуса, Вт/м

хГ;

KI - коэффициент пропорциональности, .5 Ю7, м/Н;

К2 - коэффициент пропорциональности, 1(Г6. К/Вт.

7 9

Фиг /

iotfff

а

50 WO 200 300 т

0

50

100

2 Вт

-Tili.

150

2bO

м