Горелка для магнитоуправляемой дуговой сварки

Горелка для магнитоуправляемой дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ГОРЕЛКА ДЛЯ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащая сопло, внутри которого соосно ему установлен неплавящийся электрод, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции горелки , уменьшения ее габаритов и повышения качества сварных швов путем повьш1ения эффективности воздействия магнитного поля на зону дуги, нерабочий конец неплавящегося электрода навит по спирали.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11):

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛА ИЗОВ1ЕТЕНИЙ И ОТИФ 1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

И ILB TOPCNOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3552956/25-27 (22) 16.02.83 (46) 30.05.84. Бюл.Я 20 (72) А.И. Гедрович, В.В. Август, В.В. Калюжный и О.И. Калюжная (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (53) 621.791.75.034(088.8) (56) 1. Гаген Ю.Г. и Таран В.Д.

Сварка магнитоуправляемой дуги. М., "Машиностроение", 1970, с. 160.

2. Авторское свидетельство СССР

СУ 541610, кл. В 23 К 9/08, 09. 10.74

3. Авторское свидетельство СССР

У 576177, кл. В 23 К 9/16, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 490593, кл. В 23 К 9/08,22.05.72 (прототип). (54) (57) 1. ГОРЕЛКА ДЛЯ МАГНИТОУПРАМЛНЕИОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащая сопло, внутри которого соосно ему установлен неплавящийся электрод, отличающаяся тем, что, I с целью упрощения конструкции горелки, уменьшения ее габаритов и повышения качества сварных швов путем повышения эффективности воздействия магнитного поля на зону дуги, нерабочий конец неплавящегося электрода навит по спирали.

1094688

2. Горелка по п,1, о т л и ч а ю- (3,5-4)d,а зазор между соплом и нерабощ а я с я тем,что наружный диаметр спн .чим концом электрода равен (0,1-0.5)d, рали нерабочего конца электрода равен где d — диаметр неплавящегося электрода.

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использова". но для дуговой сварки деталей в среде защитного газа неплавящимся электродом. 5

Известны способы сварки магнитоуправляемой дугой, при которых в качестве источника магнитного поля используются индукторы, соленоиды, магниты, расположенные вокруг электро 1О да j1), Известно устройство для магнитоуправляемой дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащее два неплавящихся электро» 15 да, установленных в сопле, на котором размещен соленоид, создающий управляющее магнитное поле (2j, Недостатком известного устройства является то, что магнитное поле соз- 20 дается соленоидом, расположенным на сопле горелки, который увеличивает ее габариты и утяжеляет ве.

Известна горелка, содержащая мундштук для подачи сварочной проволоки, сопло и устройство для магнитного .воздействия на,дугу. Длж обеспечения направленного переноса капель элект. родного металла и уменьшения его разбрызгивания, устройство для маг нитного воздействия на дугу выполне- но в виде высокочастотного индуктора, установленного с внутренней сторо" ны сопла, причем торец индуктора выступает за торец мундштука (3) .

Недостатками этой горелки являются громоздкость, сложность конструкции, обусловленная наличием индуктора в горелке и устройства. для его крепления, линии подвода к индуктору, 40 электрического тока. К тому же,размещение индуктора внутри горелки . приводит к увеличению ее габаритов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к 45 предлагаемой" является горелка для магнитоуправляемой дуговой сварки, содержащая сопло, внутри которого соосно ему установлен неплавящийся стержневой электрод. Горелка имеет магнитную систему управления с охватывающим электрод сменным ферромагнитным элементом, выполненным с разрезом, параллельным оси электрода.

Ферромагнитный элемент представляет собой полый цилиндр, установленный с возможностью перемещения в направлении оси электрода и поворота относительно этой оси f4), Недостатками указанной горелки являются сложность и громоздкость из-за наличия в ее конструкции ферромагнитного элемента и,кроме того, относительно невысокая плотность магнитного поля в зоне дуги, а следовательно, недостаточно эффективное воздействие на дугу магнитного поля.

Цель изобретения — упрощение конструкции горелки, уменьшение ее габаритов и повышение качества сварных швов путем повышения эффективности воздействия магнитного поля на зону дуги-.

Поставленная цель достигается тем, что в горелке для магнитоуправляемой дуговой сварки, содержащей сопло, внутри которого соосно ему установлен иеплавящийся электрод, нерабочий конец неплавящегося .электрода навит по спирали.

Наружный диаметр спирали нерабочего электрода равен (3,5-4)d, à зазор между соплом и нерабочим концом электрода равен (0,1-0,5)о, где Д диаметр неплавящегося электрода.

На чертеже показана горелка, разрез.

Горелка .содержит неплавящийся электрод 1, закрепленный в электрододержателе 2. Электрод 1 установлен соосно соплу 3. Нерабочая часть электрода 1 навита по спирали, наружный диаметр 3 которой равен (3,5-4)d неплавящегося электрода 1, а зазор

1094

40 з а между соплом 3 и нерабочим концом неплавящегося электрода 1 равен (0,1-0,5) J неплавящегося электрода 1.

Внутри сопла 3 установлена втулка

4 из неэлектропроводного материала.

При прохождении сварочного тока через спиральную часть электрода 1 в его спиральной части создается мощное продольное магнитное поле, причем плотность магнитного потока 1О этого поля велика, так как спиральная часть электрода 1 имеет сравнительно малый. диаметр (например, если диаметр проволоки, из которой изготовлен электрод 1, равен 2 мм, 15 то наружный диаметр в его спиральной части может равняться 7-8 мм). Такое магнитное поле, кроме стабилизации дуги, взаимодействует с металлом сварочной ванны, интенсивно переме- 20 шивая его в жидком состоянии, и в момент кристаллизации способствует уменьшению размеров кристаллов (зерен), что повышает технологические свойства сварного шва. 25

Такая (спиральная) конструкция электрода 1 позволяет максимально уменьшить габариты горелки для магнитоуправляемой дуговой сварки, так как размер спиральной части электРода щ является минимальным для данного диаметра проволоки из которой изготовлен электрод 1.

Для проволоки диаметром 2.мм

Я =2 мм) диаметр спиральной части электрода 1 составит D =(3,5-4)3=

=7-8 мм. Зазор между соплом 3 и спиральной частью электрода 1 для электрода из проволоки 2 мм с диаметром в спиральной части равным

7-8 мм составит о =(0,1"0,5) d =

=0,2-1 мм.

Общий диаметр горелки колеблет ся в пределах 10-11 мм, что позволяет расширить диапазон ее примене- 4S ния. Кроме того, малый размер зазора п вынуждает поток защитного газа проходить по виткам электрода 1, вращаться вокруг оси горелки в направлении навивки спирали электрода 1.

Вращающийся поток защитного газа при выходе из сопла 3 в зону сварки резко расширяется за счет центробежных сил, возникающих при вращении потока газа, что устраняет яв" ление подсоса воздуха в зону сварки, которое имеет место при малых

6.88 диаметрах сопел. Вращающийся поток защитного газа увеличивает размер зоны защиты. сварочной ванны. Кроме того, защитный газ, омывая витки электрода 1, охлаждает их, а сам при этом подогревается за счет тепла, выделяемого в электроде. Подогретый защитный газ, как известно, сказывает благоприятное воздействие на процесс сварки. И чем меньше будет зазор п6 тем, эффективнее будет закручиваться. поток защитного газа, а следовательно. будет повышаться качество защиты зоны сварки.

Экспериментально установлено, что если eL находится в пределах (О 1-0 5) скорость вращения столба газа изменяется незначительно. Если зазор

g>(0, 1-0,5)д,то вращение столба газа резко уменьшается, что приводит к нарушению ламинарности и появляется подсос воздуха. Зазор менее 0,1 Д технически трудно выдержать из-за неровностей витков спирали и перекоса спирали в целом. Поэтому соотношение К =(0,1-0,5)d является оптимальным.

Соотношение 2 =(3,5-4,0) Д является оптимальным с точки зрения минимальных габаритов горелки и технологии изготовления спиральной час" ти электрода.

Изоляционная втулка 4 предотвращает контакт токоведущего электрода

1 с соплом 3 при случайных механических ударах горелки. Это повьппает безопасность работы сварщика.

Втулка 4 может крепиться в сопле

3 различными способами. Применение втулки 4 необходимо, если сопло 3 изготовлено из электропроводного материала, например стали. Если сопло 3 изготовлено из неэлектропроводного материала, то втулка 4 утрачивает свои функции и в сопло 3 не устанавливается. Неэлектропроводным материалом, из которого можно изготовить сопло 3, является керамика, обладающая хорошими изоляционными и прочностными показателями.

По сравнению с прототипом предлагаемая горелка обладает простотой конструкции за счет того, что для создания магнитного поля не используют посторонние устройства, прос.тотой изготовления за счет уменьшения количества деталей, входящих в состав горелки,.причем эти детали весьма

1094б88

Составитель Г. Квартальнова

Редактор В. Петраш Техред Т.Маточка КоРР оР Н. Бобкова

Заказ 3490/6 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 простые, небольшими габаритами, что позволяет расширить диапазон использования горелки, При этом использование горелки позволяет повысить качество защиты зоны сварки за счет вращения газового потока в горелке вокруг ее центральной оси симметрии.

Кроме того, снижается стоимость . горелки, так как не используются дополнительные устройства для создания продольного магнитного поля, снижается трудоемкость изготовления горелки, повышается удобство ее обслуживания и ремонта за счет простоты конструкции, а также качество сварного соединения за счет взаимодействия продольного магнитного поля с высокой плотностью магнитного потока с металлом сварочной ван1О