SU996134A1 - Устройство дл дуговой сварки в защитных газах - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к дуговой сварке металлов и сплавов плав щимс  электродом в защитной среде и может найти применение дл  автоматической и полуавтоматической сварки швов стыковых, нахлесточных, угловых и точечных соединений в машиностроении , в вагоностроении, в строительстве и в других отрасл х народного хоз йства.

Известна горелка дл  дуговой сварки электрозаклепками. Отличающа с  тем, что сопло выполнено из двух сообщающихс  концентрично расположенных цилиндров, между которыми циркулирует охлаждающа  жидкость, при этом цилиндрическое сопло имеет кольцевые уплотнени , которые-предотвращают вытекание жидкости как в зону сварки, так и за пределы внешнего цилиид ра сопла 1. ,

Недостатками этой горелки  вл ютс  ограниченна  область применени , только дл  сварки электрозаклепками, потребность, кроме системы питани  защитным газом, в дополнительной системе охлаждени  горелки жидкостью, например, в системе вод ного охлаждени  с магистралью канализации, возможность попадани  охлаждающей жидкости (воды) на поверхность свариваемых деталей и в зону сварки, охлаждающие свойства защитного газа в процессе его дросселировани  и газификации не используютс  дл  охлаждени  нагревающихс  частей горелки и забрызгивание ка пл ми металла 5 газоподвод щих каналов сопла, что ограничивает врем  непрерывной работы горелки. Известна горелка дл  сварки и наплавки в среде углекислого газа, содержаща  корпус с коллектором дл  подачи жидкой СОг в горелку, кольцевую камеру дл  подогрева и газофикации СОа, выполненную в корпусе трубкообразного сопла горелки и соединенную с коллектором через редуцирующее устройство, расположенное на входе в горелку жидкости СОд 2. 15

Недостатками этой горелки  вл ютс  сложность конструкции, нетехнологичность, неполное использование свойств .СОг дл  охлаждени  токоподвод щего мундщтука, перегрев замкнутой полости корпуса горелки и токоподвод щего мундщтука с йаконечником от излучени  дуги и забрызгивани  капл ми металла. Интенсивное забрызгивание капл ми металла газоподвод щих каналов и нарушение газовой защиты зоны сварки от воздуха ограничивают врем  непрерывной работы горелки.

Известна горелка дл  сварки в защитных газах изделий больших толщин в узкие глубокие разделки, в которой боковое сопло выполнено с О-образным сечением и двойными стенками, образующими полость, а система охлаждени  выполнена в виде соединенной с трубками дл  подвода жидкого углекислого газа камеры охлаждени  (камеры подогрева и газификации жидкой СОг) установленной на боковом торце сопла и сообщающейс  с полостью, при этом в верхней части наружной стенки сопла выполнены отверсти  дл  выхода углекислого газа, система охлаждени  может быть выполнена с двум  камерами охлаждени , установленными на боковых торцах сопла, при этом верхн   часть наружной стенки сопла может быть выполнена из металлической сетки или пористого материала 3.

Недостатками этой горелки  вл ютс  сложна  и нетехнологична  конструкци , имеюща  больщое количество па ных узлов, не обеспечение соплом надежной газовой защиты сварочной ванны при сварке стандартных сварных соединений (стыковых, угловых , тавровых и др.), так как щирина газоформирующего канала сопла ограничена шириной узкой разделки кромок, а углекислый газ после дросселировани , газификации и подогрева выходит из отверстий в верхней части наружной стенки сопла параллельно поверхности свариваемого издели  и не поступает в зону сварки, ухудшение газовой защиты сварочной ванны вследствие подсоса воздуха в боковой поток защитного газа в месте его контакта с поверхностью свариваемого издели . Кроме того, рабоча  полость сопла и газоподвод щие каналы подвержены забрызгиванию капл ми металла, что ограничивает врем  непрерывной работы горелки и уменьшает срок ее службы и наличие дополнительной сложной системы газопитани  сопла газовой смесью усложн ет эксплуатацию горелки. Кроме того , при сварке электрозаклепочных соединений не обеспечиваетс  интенсивное охлаждение металла в зоне термического вли ни  сварного соединени .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту  вл етс  пистолет дл  приварки шпилек в среде защитного газа, содержащий цангу с отверстием дл  шпильки (т.е. токоподвод щий элемент с каналом дл  направлени  электрода) и трубку дл  подачи защитного газа, на конце которой закреплено кольцевое сопло, полость которого соединена с трубкой, а внутренн   стенка сопла выполнена в виде усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону рабочего торца сопла 4.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в процессе сварки возможен

подсос воздуха через отверстие, образованное внутренней конической стенкой, кроме того, кольцевое сопло не позвол ет защитить сварочную ванну от воздействи  сквозн ков и ветров при сварке вне помещени , что приводит к снижению качества сварных щвов. Цель изобретени  - повышение качества сварных швов путем защиты зоны дуги от воздействи  ветров и сквозн ков и уменьщение подсоса воздуха через канал дл  направлени  электрода.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  дуговой сварки в защитных газах, содержащем токоподвод щий элемент с каналом дл  электрода и трубку дл  подачи защитного газа, на конце которой закреплено кольцевое сопло, полость которого соединена с трубкой, а внутренн   стенка сопла выполнена в виде усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону рабочего торца сопла, в полости сопла по его рабочему торцу установлен пористый вкладыш, а во внутренней стенке сопла выполнены отверсти  дл  выхода защитного газа.

На чертеже схематически представлена предлагаема  горелка, общий вид.

Горелка дл  дуговой сварки плав щимс  электродом в углекислом газе содержит токоподвод щий мундштук 1, по оси симметрии которого высверлен канал 2 дл  направлени  плав щегос  электрода, а на наружной цилиндрической поверхности .мундштука установлена коаксиально изолирующа  втулка 3, установленна  в кронштейне 4. Кронштейн 4 закреплен (приварен) на газоподвод щей трубке 5, параллельной токоподвод щему мундштуку 1. Внутри газоподвод щей трубки 5, предназначенной дл  подачи в горелку жидкой СО2, смонтирован дроссель 6 с калиброванным отверстием , диаметр которого находитс  в пределах 0,17-0,25мм при расходе COi, равном 900- 2000 л/ч. На нижнем конце трубки 5 укреплено сообщающеес  с ней кольцевое сопло 7. внутренн   стенка 8 которого выполнена в виде пористого полого усеченного конуса с верщиной, обращенной в сторону рабочего торца сопла, а наружна  стенка 9 сопла выполнена в виде цилиндра, при этом сопло 7 расположено концентрично каналу 2 дл  направлени  плав щегос  электрода и предназначено дл  создани  вокруг зоны сварки колоколообразной газовой завесы. Нолость 10 сопла 7 выполн ет роль камеры дл 

подогрева и газификации жидкой СОг и соединена с газоподвод щей трубкой 5 через дроссель 6. Со стороны рабочего торца полость 10 сопла 7 ограничена пористым вкладышем 11, закрепленным по торцу сопла 7.

Токоподвод щий мундштук 1 и сопло 7 из готовлены из меди или из сплавов на его основе, изолирующа  втулка 3 из фторопласта или углепласта, кронштейн 4 и газоподвод ща  трубка 5 выполнены из нержавеющей стали, дроссель 6 - из бронзы или латуни.

Кольцевое сопло 7 может иметь в радиально-осевом сечении форму треугольника , трапеции, полукруга или параллелограмма . Сопр гаемые стенки 8 и 9 кольцевого сопла 7 можно изготовить на токарном станке с последующим высверливанием отверстий в стенке 8.

Пористый вкладыш 11, имеющий, например , форму диска можно выполнить из медного листа методом штамповки с последую шим высверливанием отверстий или изготовить из пористой бронзы методом порошковой металлургии и закрепить на торце сопла стопорным кольцом (на чертеже не показано ) или пайкой твердым припоем.

При сварке прот женных швов стыковых, нахлесточных и угловых соединений рабочий торец сопла 7 горелки устанавливают относительно поверхности свариваемого издели  с зазором, превышающим высоту усилени  сварного шва в 1,5-2,0 раза, при сварке электрозаклепками торец сопла 7 с пористым вкладышем 11 плотно прижимают к поверхности свариваемых деталей, в последнем случае пористый вкладыш 11 может не примен тьс  в горелке.

Горелка работает следующим образом.

Жидка  СОг под высоким давлением (до 75 кгс/см) поступает в горелку через газоподвод щую трубку 5. Проход  через калиброван1 ое отверстие дроссел  6 жидка  СО2 редуцируетс  в полости 10 от высокого давлени  до атмосферного, что обуславливает понижение температуры, до и образование частиц сухого льда.

Одновременно вследствие теплового излучени  дуги кольцевое сопло 7 горелки нагреваетс , а частицы сухого льда и переохлажденного сжиженного газа, перемеща сь от дроссел , контактируют с порами внутренней стенки 8, со стенкой 9, с пористым вкладышем 11, интенсивно отбирают тепло, переход  в газообразное состо ние, и эффективно охлаждают кольцевое сопло 7.

Брызги расплавленного металла, проход  через поток углекислого газа, охлаждаютс , окисл ютс  и не прилипают к поверхности сопла 7. Жидка  СОг после редуцировани , газификации и подогрева в полости 10 выходит из кольцевого сопла 7, оттесн ет воздух и образует колоколообразную газовую завесу вокруг зоны сварки. Подачу жидкой СОз в горелку прекращают с помошью электромагнитного клапана высокого давлени , запорным вентилем, встроенными в магистраль питани , или путем перекрыти  калиброванного отверсти  дроссел  переохлажденным сухим льдом, накапливаемым в полости 10 после обрыва дуги.

Кольцовое сопло 7 позвол ет создать газовую завесу, показанную на чертеже стрелками , уменьшающую подсос воздуха из окружающей среды и через канал 2 дл  направлени  плав щегос  электрода и защищающую зону дуги при сварке вне помещени  от ветра и сквозн ков.

По сравнению с прототипом предлагаема  горелка обеспечивает возможность сварки как точечных соединений, так и сплошных швов большой прот женности, максимально использовать теплофизйческие свойства защитного газа, в частности, скрытой теплоты редуцировани , газификации и подогрева жидкой COz, дл  охлаждени  сопла горелки и вылетающих из сварочной ванны брызг металла, а также зоны термического вли ни  сварного соединени , более надежную защиту зоны сварки от воздействи  воздуха, уменьшение подсоса воздуха в зашитный газ и зону сварки.

Кроме того, величина предельно-допустимого тока может быть увеличена добООА, устран етс  перегрев металла сварного соединени  в зоне термического вли ни , удар5 на  в зкость металла шва в 1,2-1,5 раза выше за счет меньшего содержани  азота в жидкой СОг.

Claims (4)

1.За вка Японии № 54-74246, кл. 12 В 112.91. 14.06.79.

2.Авторское свидетельство СССР 0 № 625571, кл. В 23 К 9/16, 26.05.78.

3.Авторское свидетельство СССР № 566432, кл. В 23 К 9/16, 13.08.75.

4.Авторское cвидeтev ьcтвo СССР

№ 162901,. кл. В 23 К 9/20, 28.09.62 (прототип ).

С02(К)