SU782970A1 - Горелка дл дуговой сварки неплав щимс электродом в среде защитных газов - Google Patents

Description

(54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ

1

Изобретение относитс  к электродуговой сварке с использованием защитных газов, в частности к горелкам дл  дуговой сварки неплав щимс  электродом.

Известны горелки, включающие корпус , неплав щийс  вольфрамовый электрод , цангу дл  его креплени , систему газоподвода и сопло 1Ш.

Простота конструкции, небольшие размеры и удовлетворительна  газова  защита зоны сварки обусловили широкое применение этих горелок дл  сварки в среде инертных газов алюмини  и его сплавов, титана, магни  и т.д.

Однако эти горелки имеют существенный недостаток: рабочий конец электрода выходит эа нижний срез сопла на 5-10 мм и более (так называеМЕлй открытый вылет электрода) , это необходимо дл  наблюдени  за зоной сварки и дл  предупреждени  перегрева горелки. В результате открыта  дуга . плохо стабилизирована в пространстве, наблюдаетс  ее блуждание при сварке на мёилых токах. Кроме того, открыта  дуга в среде инертных газов имеет конусную форму- (с большим основанием на свариваемом материале),

1€Ш&& т1Ш

что обуславливает низкую концентрацию энергиив п тне нагрева и,вследствие этого, малую глубину проплавлени .

Известна горелка дл  аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом, в которой открытый вылет электрода уменьшен, что позволило стабилизировать положение дуги скоростным по10 током аргона, протекающим через щелевой зазор между соплом и держателем электрода з.

Однако необходима  Дл  стабилизации дуги высока  скорость газового

15 потока обуславливает турбулентный характер его истечени , что приводит к ухудшению его защитных свойств. Кроме того, дл  этой горелки характерна мала  глубина проплавлени  из20 за низкой концентрации энергии в п тне нагрева.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к 1зобретению  вл етс  горелка дл  дуговой сварки в среде защитных газов, содержаща  корпус с установленным в нем цанговым узлом креплени  неплав щегос  электрода (электрододержателем ) , сопло, укрепленное на

30 через соосную электроду изол цион782У70 ную втулку, а также трубчатый экранирующий элемент, установленный соосно электроду и выполненный из ту РОплавкого материала, например, квар ца14. . Гор-елка снабжена асбестовой прокладкоП дл  герметизации трубчатого экранирующего элемента, а в полЬсти изол ционной втулки, выполненной с внутренней резьбой, установлена гай ка с наружной резьбой и прюточкой н ее торце -дл  асбестовой прокладки, при этом трубчатый экранирующий эле мент выполнен с воронкообразным кон цом, расположенным в полости изол циоЯной втулки под асбестовой прокладкой . Недостатком этой горелки также мала  глубина проплавлени  вследствие низкой концентрации энер гии в п тне нагрева, так как дуга практически не обжата газовым потоком , который проходит в полости, об разованной стенками сопла и трубчатого экранирующего элемента. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности прЬцёСса сварки путем увеличени  глубины про плавлени . Это достигаетс .тем, что в горел ке дл  дуговой сварки неплав щимс  электродом в среде защитных газов, содержащей корпус с расположенным в нём элёктрододержатёлём и закрепленным на нем соплом, в котором соосно электроду установлен цилиндри Чёскйй трубчатый элемент, В1ып6лненный из тугоплавкого материала, рабочий торец электрода расположен в полости трубчатого элемента на рассто нии , равном 0,5-5,0 диаметра электрода от среза трубчатого элемента , внутренний диаметр трубчатог элемента равен 1,1-4,0 диаметра эле трода, а толщина стенки трубчатого элемента равна 0,1-1,0 диаметра эле трода. Трубчатый элемент обеспечивает сжатие столба дуги, так как часть дугового разр да находитс  в полости трубчатого элемента. При этом по вышаётр  плотность энергии в столбе дуги, ее устойчивость, стабиль нрсть и положени  в пространстве. Это приводит к росту теплбвого воздействи  на свариваемый материал и в результате к увеличению глубины проплавлени . Наличие цилиндрического трубчатого элемента преп тству ет турбу изации потока защитного га за, удлин ет направленное истечение его и обеспечивает Лёи«1инарное истечение потока газа. В то же врем  этот элемент не ме шает наблюдению за зоной сварки, та как его внешний диаметр невелик. на фиг.1 изображена горелка, раз рез; на фиг.2 - разрез А-Л на фиг. Горелка включает Kopriyc 1, внутри оторого размещен э ектролодержатель, ыполненный в виде цанги, системы во ного охлаждени  и гаэоподвода (не оказаны), сопло 2, вольфрамовый лектрод 3 и трубчатый элемент 4.Чтоы элемент 4 мог выдержать бе- раславлени  интенсивный тепловой поок через его стенку (в результате излучени  и конвективной теплоотдачи столба дуги), он выполнен из воьфрама или дугового тугоплавкого атериала. Дл  получени  максимального эффекта сжати  столба дуги рабочий торец электрода 3 находитс  в полости трубчатого элемента 4 и отстоит от его среза на 0,5-5,0 диаметра электрода . При расположении торца электрода на рассто нии, меньшем 0,5 диаметра электрода, эффект сжати  уменьшаетСй , При рассто нии, большем 5,0 диаметра электрода оказываетс  чрезмерной длина дуги, что, во-первых, приводит; к большим потер м ее мощности излучением, во-вторых,вызывает необходимость в специальном источнике питани  с повышенным (в сравнении со стандар1тными) напр жением холостого хода. . Дл  центрировани  трубчатого элемента относительно сопла 2 и электрода 3 и фиксации его в нужном положении служат керамические или металлические 5. Чтобы исключить возбуждение дуги между свариваемым металлом и торцом трубчатого элемента 4, последний изолирован от токоведущих частей горелки. Дл  получени  необходимого эффекта сжати  дуги и ее стабилизации в ПЕКЭстранстве; внутренний диаметр трубчатого элемента 4 составл ет 1,1-4,0 диаметра электрода: при меньшем диаметре трубчатого элемента 4 ierp стенка начинает плавитьс  под действием тепла дуги, при большем уменьшаетс  эффект сжати  и затрудн етс  наблюдение за зоной сварки. Толщина стенки трубчатого элемента составл ет 0,,0 диаметра электрода: при меньшей толщине стенки трубчаггый элемент -4 быстро разрушаетс  при случайном закорачивании дуги на его стенку, при большей затрудн етс  теплоотвод от стенки и последн   начинает плавитьс . Величина , зазора между соплом   трубчатым элементом 4 выбираетс  из обычных соображений и определ етс  необходимой площадью зоны газовой згидиты свариваемого материала. Горелка работает следующим образом . При автоматической сварке.горелка устанавливаетс  вертикально,если сварка осуществл етс  без присадочного материала, или под углом 70-80

к оси шва, если необходима подача присадочного материала. При ручной .сварке этот угол может быть меньше 60-75. Дуговой разр д между электродом и свариваемым изделием возбуждаетс  с помощью осцилл тора. Стенка трубчатого элемента 4 оказывает, сжимающее действие на столб дуги, при этом повышаетс  концентраци  энергии в столбе дуги ив п тне нагрева . того, стенки элемента 4 преп тствуют блужданию дуги и в результате стабилизируетс  ее положение в пространстве (по этой причине отпадает необходимость в обычной конической заточке рабочего торца электрода 3 и иск.тючаетс  обусловленный такой заточкой непроизводительный расход вольфрама). Присадочный материал вводитс  в зону сварки со стороны, противоположной наклону горелки.С этой стороны максимально рассто ние между срезом трубчатого элемента и свариваемым изделием.Стабилизаци  положени  дуги и повышение плотности энергии в столбе дуги и активном п тне на изделии значительно повышает эффективность его нагрева, в результате чего увеличиваетс  глубина проплавлени .

Результаты испытаний горелки приведены в таблице.

Claims (4)

1. Результаты испытаний описываемой горелки говор т Ъ высокой эффективности ее внедрени  путем повышени  производительности сварки в 1,5-2 ра за, обусловленного большей глубиной проплавлени  свариваемого материала что дает возможность в р де случаев вести сварку без разделки кромок, в других - вести сварку на повышенных скорост х. Горелка дл  дуговой сварки непла в щймс  электродом может широко использоватьс  при сварке алюмини , магни , титана и его сплавов, а также других химически активных при наг реве металлов и сплавов. Формула изобретени  Горелка дл  дуговой сварки неплав щимс  электродом в среде защитных газов, содержаща  корпус с расположенным в нем электрододержателем и закрепленным на нем соплом, в котором соосно электроду установлен цилиндрический трубчатый элемент, выполненный из тугоплавкого материала, отличающа с   тем, что, с целью повышени  производительности процесса сварки путем увеличени  глубины проплавлени , рабочий торец электрода расположен в полости трубчатого элемента на рассто нии, равном 0,5-5,0 диаметра электрода от среза трубчатого элемента, внутренний диаметр трубчатого элемента равен 1,14 ,О диаметра электрода, а толщина стенки трубчатого элемента равна 0,1-1,0 диаметра электрода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Бродский А.Я. Аргоно-дугова  сварка вольфрамовым электродом. М., Машгиз, 1967, с. 135-146.
2. 2. Киселев С.Н. и др. Газоэлектрическа  сварка алюминиевых сплавов. М..Машиностроение,1972, с. 47-49.
3. 3.Вайнбойм Д.И., Ратманов Ж.В. Усовершенствование ручной аргоно-дуговой сварки алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом током обратнойпол рности . Сварочное производство , 1976, 12, с. 17-19.
4. 4.Авторское свидетельство СССР 592540, кл. В 23 К 9/16, 1975.

   Фttг.f

   Л-А

   иг,2