SU1754375A1 - Способ определени качества защиты дуговой атмосферы и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: дл  изучени  технических характеристик сварочных горелок. Сущность изобретени ; в сопле сварс-шой горелки устанавливают фитиль и подают через сопло воздух, а перпендикул рно потоку воздуха подают ламинарный поток кислорода со скоростью, равной скорости движени  сварочной горелки в реальном процессе. Устройство дл  осуществлени  способа выполнено в виде плиты, с одной из сторон которой установлен штатив дл  установки горелки, а с другой - газораспределительна  камера дл  подачи кислорода. 2 с,п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству, а именно к способам и устройствам , предназначенным дл  определени  технических характеристик сварочных горелок, примен емых при дуговой сварке в защитном газе.

Известен способ контрол  потока защитного газа с применением известных преимущественно многоступенчатых мембранных редукторов, газовых счетчиков, дроссельных клапанов и сварочных устройств дл  стабилизации условий сварки и потерь газа. Дл  этого на первой ступени редуктором создаетс  давление газа, которое в своем абсолютном значении превышает максимально ожидаемое сопротивление потока последовательно включенных сварочных устройств. На второй ступени газ под посто нным давлением проходит через показывающий это же давление газовый счетчик. На третьей ступени газ направл етс  через последовательно подключенный дроссельный клапан, который в полностью открытом состо нии пропускает максимального сечени  поток, равный разности отношени  максимального расхода на квадрат давлени  и коэффициент, завис щий от рода газа, численные значени  которого определены дл  различных газов.

При этом способе контрол  отсутствует автоматическа  корректировка подачи защитного газа, а устройство имеет низкую надежность в работе, так как состоит из большого количества сложных механических узлов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  также способ и устройство дл  контрол  качества защиты сварочной ванны от кислорода и азота воздуха при дуговой сварке . Способ определени  качества дуговой атмосферы заключаетс  в фиксации сигнала , поступающего из зоны защиты, создаваемой потоком газа, пропускаемого через сопло сварочной горелки. В качестве сигнала используетс  измеренна  плотность спектральных линий азота излучени  дуги, По изменению плотности спектральных линий суд т о качестве защиты дуговой атмосСП

С

ел

Јь 00 V4 СЛ

феры. Устройство дл  реализации этого способа содержит плиту дл  размещени  изде- ли , горелку с соплом дл  подачи газа и приемник излучени  дуги, анализатор спектра , выдел ющий полосу спектра с длиной волны 4630,6 и 5679,6 А, измеритель плотности излучени  на этом участке спектра и устройство дл  подачи звукового сигнала, когда плотность излучени  превышает допустимый уровень присутстви  азота в дуге.

Так как при реализации известного способа регистрируетс  окись азота, необходимо использовать реальный сварочный процесс и использовать защитный газ, электроэнергию , образцы, т.е. возникают дополнительные энергетические и материальные непроизводственные расходы. Кроме того, процесс изучени  технических возможностей горелки длителен во времени (апробаци  на различных скорост х с изменением вылета электрода и т.д), поэтому известный способ при реализации требует значительных энергетических затрат.

Известный способ имеет низкий уро- аень объективности оценки качества защиты , так как пары металла и легирующих элементов в дуге могут вносить помехи в спектральный анализ, а световое излучение дуги вынуждает оператора работать в щитке , что осложн ет контроль за показани ми приборов. Кроме того, известный способ инерционен, так как проходит значительное количество времени с момента нарушени  защиты дуги до выработки соответствующего сигнала.

Недостатком устройства  вл етс  сложность его конструкции, обусловленна  наличием сложных узлов, их высокой стоимостью.

Цель изобретени  - снижение энергетических затрат, повышение объективности оценки качества защиты, снижение инерционности и упрощение конструкции устройства . -

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, при котором фиксируют сигнал, поступающий из зоны защиты, создаваемой потоком пропускаемого через сопло сварочной горелки газа, в последнем устанавливают тлеющий фитиль и подают через сопло воздух, а в зону фитил  перпендикул рно потоку воздуха подают ламинарный поток кислорода со скоростью, равной скоростисдвижени  сварочной горелки в реальном процессе. В качестве сигнала нарушени  качества защиты считают возгорание фитил . При нарушении защиты зоны сварки , имитируемой потоком воздуха, ЁЫХОДЯ- щего из сопл а, активный газ воздействует на тлеющий фитиль, воспламен   его, что

фиксируетс  наблюдателем, на основании чего производитс  регулирование потока воздуха, подающегос  вторелку,

Устройство определени  качества защиты дуговой атмосферы, содержащее плиту дл  размещени  издели  и горелку с соплом дл  подачи газа, дополнительно снабжено установленными на плите с двух противоположных сторон газораспределительной камерой с окном, в котором установлена газова  линза и штатив дл  креплени  горелки, а горелка снабжена фитилем и соединена с баллоном сжатого воздуха . Испытуема  горелка устанавливаетс 

на штатив и подключаетс  к сжатому воздуху , а в газораспределительную камеру подаетс  кислород (активный газ), имитирующий встречный поток атмосферного воздуха при сварке.

На чертеже показана схема предлагаемого способа определени  качества защиты зоны сварки и устройство (вид сбоку) дл  его реализации.

Устройство содержит плиту 1, под которой размещены плоские баллоны дл  активного газа 2 и сжатого воздуха 3. На плите 1 установлен штатив 4, в зажим которого устанавливаетс  испытуема  горелка 5. С помощью штатива 4 можно измен ть высоту

расположени  горелки 5 над плитой 1, котора  имитирует поверхность свариваемого издели  и угол наклона горелки 5 относительно плиты 1, На плите 1 со стороны, противоположной штативу 4, закреплена

газораспределительна  камера 6 (далее камера 6) с рассекателем потока 7 активного газа и с окном 8 дл  выхода активного газа в патрубок 9, который одним концом плотно примыкает к ,камере 6. Второй конец патрубка 9 направлен к горелке 5, закрепленной на штативе 4. В электрододержатель (не показан) горелки 5 установлен фитиль 10, который может быть выполнен из любого материала: войлока, плотного шнура, спрессованных опилок и т.п. К горелке 5 через манометр 11 и редуктор 12 по воздуховоду 13 подводитс  воздух от баллона 3. Аналогично через манометр 14 и редуктор 15 по воздуховоду 16 активный газ из баллона 2

подводитс  к камере 6. Устройство предельно компактно и размеры позвол ют размещать его на лабораторном столе,

Сущность способа определени  качества защиты атмосферы заключаетс  в следующем .

Перед использованием устройства манометры 11 и 14 тарируют в соответствии с расходом атмосферного воздуха, поступающего в горелку 5 (литры в минуту), и в соответствии со скоростью движени  активного

газа по патрубку 9. Далее горелку 5 закрепл ют на штативе 4 так, как бы она располагалась над свариваемым изделием в реальном процессе. Роль свариваемого издели  выполн ет плита 1. При этом штати- вом 4 фиксируетс  и высота расположени  горелки над плитой 1 и угол ее наклона по отношению к плите 1. Затем поджигают фитиль 10, который начинает тлеть. Открывают редуктор 12, благодар  чему в горелку 5 поступает воздух из баллона 3. Расход воздуха контролируют по манометру .11. Воздух  вл етс  имитатором защитного газа , так как в нем присутствует небольшое количество кислорода (в атмосферном воз- духе количество кислорода недостаточно дл  воспламенени  фитил  10). Открыва  редуктор 15, заполн ют камеру 6 активным газом, например, кислородом (далее - активный газ - кислород). Благодар  рассекателю 7 кислород равномерно распростран етс  по камере 6. Заполнивобъем камеры 6, кислород через окно 8, в котором установлена мелко чеиста  сетка дл  выравнивани  потока по сечению окна 8, по- ступает в патрубок 9 ламинарным потоком. Скорость истечени  кислорода по патрубку 9 контролируетс  по манометру 14 и имитирует скорость движени  встречного воздуха в сварке, т.е. равн етс  скорости движени  сварочной горелки в режимном процессе (скорость движени  кислорода) по патрубку 9 равна скорости сварки, поэтому манометр 14 показывает (протарирован) скорость сварки. Кислород по патрубку 9 поступает к горелке 5, где встречаетс  с потоком воздуха , выход щего из горелки 5. Если воздух выходит из горелки слабомощным потоком, то кислород достигает тлеющего фитил  10, воспламен ет его. При этом фитиль 10 воз- гораетс  белым  рким пламенем, что наблюдаетс  оператором визуально. Чтобы загасить горение фитил  10, достаточно отсечь кислород из зоны горелки, при этом увеличивает расход воздуха, поступа- ющего в горелку 5. Измен   расход кислорода , имитируют изменение скорости сварки, а измен   расход воздуха имитируют изменение расхода защитного газа. Варьиру  расходом воздуха в горелке 5 и расходом кислорода в патрубке 9, а также измен   пространственное положение горелки 5 штативом 4 относительно плиты 1, можно наиболее полно изучить защитные свойства горелки.

Способ предполагает воздействие активным газом на неподвижную горелку, в которую установлен тлеющий фитиль, который воспламен етс  при воздействии не него кислорода, что возможно только лишь

при нарушении зоны защиты, которое имеет место при недостаточном расходе воздуха Устройство дл  реализации способа предельно простое, наличие камеры и патрубка позвол ет имитировать скорость движени  горелки, плита - свариваемое изделие, штатив - крепление горелки к сварочному автомату . Ни один из известных способов не может обладать отмеченными свойствами, так как необходимо перемещать сварочную горелку и вынуждает учитывать путь движени  горелки,следовательно,увеличивать габариты устройства, либо неподвижна  горелка не обдуваетс  активным газом, что вообще не позвол ет получать информацию о вли нии скорости сварки на надежность защиты зоны сварки. Ни одно из известных устройств не позвол ет имитировать сварочный процесс (в частности, скорость движени  горелки, ее наклон и уровень над изделием) при абсолютно всех неподвижных ее узлах, так как регистрируют сигналы, поступающие от гор щей дуги, котора  должна перемещатьс  вместе в горелкой, следовательно , и устройство должно также перемещатьс .

Пример. Плита выполнена из обычной стали размером 500x200x5 мм. Баллоны изготовлены из стали, толщиной 10 мм, имеют размеры 500x200x100 мм (обье м 8000 см3) и закачиваютс  воздухом и кислородом до 100 атм. (кислородный баллон закачиваетс  до 150 атм.), Редукторы используютс  стандартные: мембраны газовые. Манометры тоже. Камера объемом 1 дм3 выполнена в виде цилиндра с толщиной стенок 1 мм из листовой стали, имеет размер окна 60x40 мм, которое закрыто латунной сеткой с размером  чеек 0,63 мм2. Патрубок выполнен из органического стекла толщиной 2 мм, имеет длину 200 мм, сечение (внутреннее) 40 х 40 мм. Штатив выполнен из прутьев диаметром 8 мм и снабжен винтовыми зажимами . В качестве фитил  используетс  стержень из древесной коры диаметром 3 мм или дерев нный стержень, покрытый пеплом табака, который в достаточной степени поддерживает тление. К техническим преимуществам предложенного решени , по сравнению с прототипом , можно отнести следующее: нагл дность способа за счет того, что нарушение качества защиты определ етс  по воспламенению фитил ; неподвижность всех узлов устройства за счет обдува фитил  активным газом; отсутствие инерционности , так как наблюдение ведетс  непосредственно за поведением фитил ; простота изготовлени  эксплуатации и ремонта устройства за счет того, что оно состоит из

простых деталей; простота реализации способа за счет отсутстви  редких узлов в устройстве , отсутстви  источника питани , образцов; сохранность испытуемого объекта (горелки), так как он не подвержен нагруз- кам и воздействию вредных факторов (перегрев от дуги, налипание брызг, замыкани ), имеющим место в реальном процессе; способ и устройство не требуют реализации и обслуживани  специалистов высокой ква- лификации благодар  простоте.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  по сравнению с прототипом получают за счет снижени  стоимости устройства (оно состоит из простых деталей, изготовленных из общедоступных материалов ), снижени  энергоемкости реализации способа (отсутствует расход электроэнергии дл  источника питани ), снижени  затрат на реализацию.способа (отсутствуют сварочные материалы, образцы), повышени  качества и сокращени  времени изучени  горелок (широкий диапазон варьировани  потоков газов, положени  горелки ) и за счет улучшени  условий работы оператора.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ определени  качества защиты дуговой атмосферы, при котором фиксируют сигнал, поступающий из зоны защиты, создаваемой потоком пропускаемого через сопло сварочной горелки газа, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергетических затрат, повышени  уровн  объективности оценки качества защиты, снижени  инерционности, в сопле сварочной горелки устанавливают тлеющий фитиль и подают через сопло воздух, в зону фитил  перпендикул рно к потоку воздуха подают ламинарный поток кислорода со скоростью, равной скорости движени  сварочной горелки в реальном процессе, а в качестве сигнала нарушени  качества защиты считают возгорание фитил .
2. 2. Устройство дл  определени  качества защиты дуговой атмосферы, содержащее плиту дл  размещени  издели  и горелку с соплом дл  подачи газа, отличающее- с   тем, что, с целью упрощени  конструкции , устройство снабжено установленными на плите с двух противоположных сторон газораспределительной камерой с окном, в котором установлена газова  линза, и штативом дл  креплени  горелки, при этом горелка снабжена фитилем и соединена с баллоном сжатого воздуха.