Горелка для дуговой сварки

Горелка для дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащая головку, связанную с рукояткой посредством шарового, шарнира, шар которого выполнен с цилинд .рическим выступом, жестко связанным с головкой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения маневренности горелки и удобства в эксплуатации , шарнир выполнен с цапфой, а в рукоятке и цапфе выполнены пазы , параллельные оси рукоятки, при этом диаметр цилиндрического выступа равен 0,5-0,6 диаметра шара шарнира . . Л.. ЛГг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1ЕСПУБЛИН (19) (11) q(51) В 23 К 9/16, Ы

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (Zxy 2971143/25-27 (22) 08, 08. 80 (46) 15.04.83. Бюл. Р 14 (72) В.A. Зеленин, Н.С. Фатиев и Э.И.Явно (53). 621.791,75.034(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство АЗССР

Р 541611, кл. В 23 К 9/16,11..05.75.

2. Авторское свидетельство, СССР

9 564118, кл. В 23, К 9/16, 20.07.70..

3. Авторское свидетельство СССР

9 567567, кл. В 23 К 9/16, 23.07.70.

4. Патент США 9 3909585, кл. 219-3.30, 30.09.75.

5. Авторское свидетельство СССР

9 179859, кл. В 23 К 9/16, 31.03.65 (прототип). (54) (57) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИр содержащая головку, связанную с рукояткой посредством шарового шарнира,.шар которого выполнен с цилинд,рическим выступом, жестко связанным с головкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения маневренности горелки и удобства в эксплуатации, шарнир выполнен с цапфой, а в рукоятке и цапфе выполнены пазы, параллельные оси рукоятки, при . этом диаметр цилиндрического выступа равен 0,5-0,6 диаметра шара шарнира.

1011349

Изобретение относится к сварке, в частности к сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов, и может быть использовано в судостроительной, энергетической и других отраслях промышленности. 5

Известна горелка для дуговой сварки в защитных газах, имеющая корпус с укрепленной на нем защитной приставкой, на которой установлен вибратор. Горелка позволяет повысить ско- 10 рость сварки за счет снижения трения защитной приставки о поверхность свариваемого изделия и повышения качества сварки за счет сообщения металлу шва вибраций (1j. 15

Однако горелка громоздка по конструкции и в затесненных условиях ее использование затруднено.

Известна горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, имеющая рукоятку с корпусом, газоподводом, контактами цепи управления, переключателем взаимодействующим с газоподводом и контактами цепи. В рукоятке переключатель выполнен в виде цилиндрической втулки, установленной соосно газоподводу с возможностью осевого перемещения относительно корпуса рукоятки, и маховичка с расположенными внутри него замыкающими контактами, соосно ци-. ,.линдрической втулке, связанного с ней шпоночным соединением и установленного относительно нее с возможностью продольного перемещения. Маховичок подпружинен относительно корпуса рукоятки (2 ).

Однако горелка характеризуется недостаточной универсальностью, трудоемкостью выполнения сварных швов при разнообразии типов сварных сое- 40 динений.

Известна горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая цанговый держатель, в,котором установлен . 45 удлинитель, выполненный в виде прутка с быстроразъемным узлом крепления электрода 13 J.

Однако эта горелка также характеризуется недостаточной универсальностью, трудоемкостью выполнения сварных швов при разнообразии типов сварных соединений.

Известна, горелка, предназначенная для сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов, содержащая составной корпус, головку с держателем неплавящегося электрода и сферический шарнир, соединяющий их. В задний коНец корпуса ввернут фитинг, обеспечивающий подвод тока

60 через корпус и головку. Инертный газ подается по внутреннему каналу корпуса и шарниров в головку и сопло. Горелка имеет сдвоенный сферический шарнир, в,состав которого 65 входят две шаровые опоры, две муфты и стягивающий стержень, нагруженный цилиндрической пружиной сжатия, что позволяет изгибать и фиксировать горелку под различными углами (4 ).

Эта горелка имеет повышенную маневренность за счет шарнирного устройства, однако она не имеет сменных головок, сложна в изготовлении, так как снаб кена сдвоенным шарниром, в который ьходят две шаровые опоры, две муфты, пружина, каналы для подвода защитного газа, выполненные в рукоятке, в шарнирном устройстве и в корпусе головки. Такая конструкция требует большой точности при изготовлении сложных иэделий, что при массовом выпуске и эксплуатации вызывает значительные трудности и снижает надежность горелок в работе.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для дуговой сварки, содержащая головку, связанную с рукояткой посредством шарового шарнира, шар которого выполнен с цилиндрическим выступом, жестко связанным с головкой (5 ).

Известная горелка в основном может быть использована при сварке деталей небольших толщин (до 10 мм) или при многослойной сварке деталей большей толщины с Х и У-образной разделкой.

При выполнении соединений со щелевой разделкой (ширина разделки

4-10 мм) применяют только головки с плоскими соплами. Горелку с плоским соплом можно закрепить и в известной горелке, однако поворачивать ее в шарнире можно только в одной вертикальной плоскости. В этой плоскости угол поворота горелки менее . 90

b (практически 4 45О), поэтому ее можно испольэовать ограничено, например при сварке открытых соединений. Од- . нако в машиностроении и других отраслях промышленности довольно часто встречаются сварные конструкции с ребрами и другими деталями, установленными под различными углами. В . этом случае поворот головки на 45

О недостаточен.

В предлагаемой горелке угол поворота вокруг вертикальной оси равен + 90 . После поворота на 90 (после захода цилиндрического выступа в паз цапфы) головку можно вращать в вертикальной плоскости на любой угол (до 360О). При этом горелка будет постоянно находиться в одной плоскости — плоскости свариваемого стыка.

Целью изобретения является повышение маневренности горелки и удобства в эксплуатации.

1011349

Поставленная цель достигается тем, что в горелке для дуговой сварки, содержащей головку, связанную с рукояткой посредством шарового шарнира, шар которого выполнен с цилиндрическим выступом, жестко связанным с- головкой, шарнир выполнен с цапфой, а в рукоятке и цапфе выполнены пазы, параллельные оси рукоятки, при этом диаметр цилиндрического выступа ранен 0,5-0,6 диаметра шара шарнира. 10

На чертеже представлена горелка, общий вид.

Горелка содержит сменную головку

1, связанную с трубчатой рукояткой 2 посредством шаРового шарнира имею- )5 щего шар 3, выполненный с цилиндрическим выступом 4, жестко связанным с корпусом головки 1, и с цапфой, имеющей верхнюю часть Б и нижнюю часть 6, соединенными зажимным винтом 7. Цапфа 5-6 выполнена со сферическим отверстием, в котором установлен шар 3. В рукоятке 2 и цапфе 5-6 выполнены пазы 8, параллельные оси рукоятки 2. На корпусе головки 1 имеются штуцеры 9 для крепления гибких шлангов 10, предназначенных для подвода защитного газа (аргона) и воды. В рукоятке 2 выполнены прорези 11 для подвода гибких шлангов 10.

Позицией 12 обозначен шланг водяного охлаждения, расположенный в рукоятке 2, а позицией 13 — шланг, подродящий воду к штуцеру цапфы 5-6. фланг 12 сообщается с Г-образным каЭкспериментальные данные

Отношение диа- . метров цилиндрического выступа и шара шарнира

Сила сварочного тока, A

Количество коротких замыканий, шт °

Максимальная температура, ОС

127

0,2.550-600

0,4

108

0,45

600

82

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

570-600

0,8

565-600

80 Конструктивно-технологические данные

L налом 14. Внутри шланга 12 расположен токоподвод 15. В рукоятке 2 выполнена прорезь 16, в которой расположен микровыключатель 17.

Горелка имеет набор сменных водоохлаждаемых головок: с плоским соплом для сварки и щелевую разделку стыковых соединений; с плоским соплом для сварки в щелевую разделку угловых соединенийу с кругльм конфуэорнык соплой для сварки средних и больших толщин. Кроме того, в комплект горелки входит малая головка (без водяного охлаждения) для сварки малых толщин.

Для смены головок необходимо ослабить эажимной винт цапфы, вынуть головку из цапфы, заменить ее другой головкой и зажать винтом. Шланги нужно снять со штуцеров старой головки и надеть на новою, после чего горелка с новой головкой готова к сварке.

Соотношение диаметров цилиндрического выступа 4 и шара 3 определено экспериментально.

Испытания каждого шарнира проведены при непрерывной сварке в щелевую разделку на токе 600 А

30 мин.

В.процессе испытаний фиксировались короткие замыкания и значение максимальной температуры нагрева шарнира в зоне соединения.

Результаты наблюдений и замеров сведены в таблицу.

1011349 б

Таким образом при сварке горелкой с цилиндрическим выступом, диаметром равньм 0,5-0,6 диаметра шара, температура нагрева в зоне шарнира не превышает 82 С, сила сварочного тока постоянная и равна 600 А, коротких замыканий не наблюдается.

При диаметре цилиндрического выступа менее 0,5 или .более 0,6 диаметра шара наблюдается повышение температуры нагрева деталей и нестабильность процесса сварки: изменение силы тока и короткое замыкание.

В конкретном примере выполнения горелки основные детали имеют следующие размеры, мм: 15

Диаметр рукоятки

Диаметр цапфы

Диаметр шара шарнира 16

Диаметр цилиндрического выступа шарнира 8

Длина цилиндрического выступа шарнира

25

Ширина паза на рукоятке (под цилиндрический выступ) 8,5

Глубина паза на рукоятке (под цилиндрический выступ) 30

8.„5

Длина цилиндрического выступа 4

Ц должна быть не меньше разности радиусов корпуса рукоятки 2 и шара 3 шарнира. Если м меньше этой величины, то при повороте головки, укрепленной на выступе 4, она упирается в торцовую часть рукоятки 2 и цилиндрический выступ 4 не заходит в паэ 8. Этим самым значи- 40 тельно уменьшается угол поворота головки вокруг вертикальной оси шара шарнира. При Рм„ большей разности упомянутых радиусов цилиндрический выступ 4 входит в паз 8, что позволяет 45 увеличить угол поворота головки вокруг вертикальной оси до 180

Для поворота сварочной головки в горизонтальной плоскости на угол

+90 от среднего положения (полный угол поворота .180o) глубина выреза в цапфе должна равняться 0,5-0,6 диаметра шара.3 ° Универсальность горелки достигается за счет укомплектования ее головками для сварки с обычными разделками кромок, большой водоохлаждаемой и малой — без водяного охлаждения, а также головками для сварки с щелевой разделкой. 60

Конструкция шагового шарнира позволяет поворачивать головку 1 в горизонтальной плоскости на 90 в каждую сторону от нейтрального положения, при.этом цилиндрический вы- 65 ступ 4 входит в левый или правый паз 8 в рукоятке 1 и цапфе 5-6. Далее головка 1 в шарнире (3,5,6) может разворачиваться относительно оси шарнира х-х, и у-у на 360 и таким образом занимать любое пространственное положени» относительно рукоятки 2, что обеспечивает максимальную маневренность горелки при сварке в сложных эатесненных узлах сварных конструкций.

Возможн ть быстрой смены головок 1 или их поворота на углы больше 180 обуслбвлена конструктивно тем, что подвод защитного газа и воды, а также. отвод воды осуществлен посредством гибких шлангов, пропущенных через рукоятку 2 в отверстие 11 в верхней ее части, а не через шарнир.

С целью повышения гибкости подводов (коммуникаций) к горелке, облегчению горелки с шлангами и токоведущим кабелем токоподвод 15 (беэ изоляции и следовательно более легкий и гибкий) помещают в шланг 12, через который вода подводится к головке 1. В этом случае водяной шланг 12 одновременно служит изолятором токоподвода. 15. Подвод воды и тока осуществляется через нижнюю часть цапфы б, в которой выполнен

Г-образный канал 14, заканчивающийся с двух сторон штуцерамн. Разъемная цапфа 5-6 соединяется стяжным винтом 7 для фиксации положения головки 1 относительно рукоятки 2.

Такая конструкция горелки является наиболее простой, надежной и удобной в работе по сравнению с прототипом.

В связи с тем обстоятельством, что при повороте головки 1 в горизонтальной плоскости или наклоне ее отйосительно рукоятки 2, когда рабочий конец вольфрамового электрода, а следовательно и дуга при сварке, приближается к руке сварщика, в которой он держит горелку, увеличивается тепловое влияние на перчатку и руку и возникает необходимость перемещения .руки к хвостовой части рукоятки 2. При стационарном закреплении микровыключателя 17 сварочного тока это перемещение руки невозможно. Поэтому для удобства в работе микровыключатель 17 на рукоятке 2 закреплен подвижно и имеет возмож ность перемещения вдоль образующей рукоятки 2 по выполненной в ней прорези 16.

Горелка обеспечивает следующие преимущества по сравнению с существующими.

Наличие сменных головок обеспечивает широкую номенклатуру свариваемых изделий. Например, при

1011349

Составитель Г. Кварталонова

Редактор Л.Авраменко Техред Л. Пекарь Корректор Ю.Макаренко

Заказ 2638/15 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сварке крупных корпусных конструк-. ций на стапеле в одних и тех же узлах встречаются сварные,соединения разной толщины стыковые, угловые с Х, У, К.-образнычи разделками, щелевой разделкой, трубопроводы, свариваемые в монтажных условиях. При этом швы расположены во всех пространственных положениях.

При изготовлении таких конструкций применялись 3 или 4 сварочные го- !О релки, которые каждый раэ при переходе от одного типа сварного соединения к другому. приходится подключать, отключать и переносить вместе с длинными плетями шлангов дли- )5 ной 35 метров с одного места на другое. Это вызывает значительные непроизводительные затраты времени.

При использовании универсальной горелки замена головки осуществляется 1-2 мин, без переноски шлангов и пультов управления сварочных постов. В этом случае требуется меньшее количество горелок, шлангов, медных токоподводов, что уменьшает материальные затраты.

Предлагаемая горелка с головками, снабженными цилиндрическим выступом, прорезями в рукоятке и цапфе, а также штуцерами в верхней части головки, соединенными гибкими шлангами с рукояткой, позволяет придавать головке с электродом любое пространственное положение относительно ру- коятки и, следовательно, обеспечивает максимальную маневренность. Эта маневренность еще более повышается при замене большой водоохлаждаемой головки на малую, когда сварщик приближается в процессе работы к особо затесненньм местам.

Отделение системы охлаждения и подвода защитного газа конструктивно от шарнирной системы поворота головки резко упрощает конструкцию узла поворота и. горелки в целом.

Повышенная. маневренность горелки и наличие перемещающегося микровыключателя вдоль рукоятки улучшают и облегчают условия работы сварщиков.

Размещение кабеля для подвода сварочного тока в шланге с водяныа охлаждением обеспечивает его изоляцию, позволяет уменьшить сечение, что повышает гибкость коммуникаций подводимых к горелке от сварочного поста.