Двухэлектродная горелка

Двухэлектродная горелка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретеиие относится к электродуговой сварке, в частности к горелкам для сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами. Цель изобретения - повышение качества и снижение стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45° к полке. Перед началом сварки горелка относительно таврового соединения располагается таким образом, чтобы электрод 9 находился между технологическим выступом и полкой, а электрод 10 был смещен по направлению к стенке соединения на угол 20-30°. В процессе сварки дуга от электрода 9 разрущает окисную пленку с поверхности полки и технологического выступа и расплавляет стенку. Жидкий металл технологического выступа под действием дуги электрода 10 принудительно стекает на полку с образованием галтели углового шва. 6 ил. (Л Ю со со ю оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.- 1g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3872022/25-27 (22) 03.01.85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) В. И. Столбов, А. В. Акимов и М. Ю. Солдаев (53) 621.791.754.034 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 603525, кл. В 23 К 9/16, 28.04.76. (54) ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к электродуговой сварке, в частности к горелкам для сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами. Цель изобретения — повышение качества и снижение стоимости сварÄÄSUÄÄ 1291323 A ных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45 к полке.

Перед началом сварки горелка относительно таврового соединения располагается таким образом, чтобы электрод 9 находился между технологическим выступом и полкой, а электрод 10 был смещен по направлению к стенке соединения на угол 20 — 30 . В процессе сварки дуга от электрода 9 разрушает окисную пленку с поверхности полки и технологического выступа и расплавляет стенку.

Жидкий металл технологического выступа под действием дуги электрода 10 принудительно стекает на полку с образованием галтели углового шва. 6 ил.

1291323

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано преимущественно для сварки трехфазной дугой неплавящимися электродами в защитных газах тавровых соединений из алюминиевых сплавов по технологическим выступам на стенке, наклоненным к поверхности полки под углом 45 .

Целью изобретения является повышение качества и снижение стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45 к полке.

На фиг.1 изображена двухэлектродная горелка для дуговой сварки неплавящимися электродами в защитных газах, фронтальная проекция, разрез; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.2; на фиг.4 — разрез  — В на фиг.2; на фиг.5 — схема процесса сварки тавровых соединений по технологическим выступам на стенке, наклоненным к полке под углом 45, на фиг.6 — схема действия сил на расплавленный металл технологического выступа под вторым электродом.

Двухэлектродная горелка состоит из корпуса 1 в сборе, в котором установлены камеры 2 охлаждения с цангодержателями 3 и 4. На цангодержателях 3 и 4 навинчены колпачки 5 и 6, предназначенные для перемещения цанг 7 и 8 с вольфрамовыми электродами 9 и 10. Газоподводящая трубка 11 проходит в корпусе между камерами охлаждения и соединена с каналами 12, служащими для поступления защитного газа в каналы 13 и 14 сопла 15, выполненного с полостью 16 охлаждения.

Сопло 15 через уплотняющую прокладку 17 с помощью центрирующих втулок 18 соединяется накидной гайкой 19 с корпусом 1.

Токоподводы 20 и 21 горелки соединены с камерами охлаждения, расположенными в корпусе, собранном с соплом через уплотняющую прокладку 17, в которой выполнены отверстия 22 для прохождения воды в полость охлаждения сопла. Сопло 15 имеет выходное отверстие в форме эллипса. Ось электрода 9 расположена в плоскости симметрии, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия сопла 15 под углом к оси симметрии сопла. Электрод 10 расположен под углом 20-30 к плоскости симметрии сопла 15, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия.

Горелка работает следующим образом.

Охлаждающая вода попадает в горелку через токоподвод 20, проходит камеру 2 охлаждения, отверстие 22 в уплотняющей прокладке 17, поступает в полость 16 охлаждения сопла 15 и,пройдя ее через отверстие 22 в прокладке 17, камеру 2 охлаждения и токоподвод 21, уходит на слив. Защитный газ через газоподводящую трубку 11, отверстия в корпусе 1 поступает в каналы 13 и 14 сопла 15 и защищает свариваемую деталь. где P. — вес расплавленного металла;

Р— сила поверхностного натяжения;

P. — гидростатическое давление жидкого металла;

Pi — сила давления дуги, направление которой совпадает с углом наклона от второго электрода к поверхности полки р.

При постоянных Pr, Р. и Р. поведение расплавленного металла определяется направлением действия Рд, которую можно разложить на две составляющие: горизонтальную P = Р сов 3,удерживающую расплав40 ленный металл технологического выступа на стенке и способствующую образованию наплывов, и вертикальную P = Р . з1пр, определяющую перемещение металла на полку и формирование галтели углового шва. в

Следовательно, для увеличения Р,. и одновременного снижения Р необходимо увеличить угол между вторым электродом и полкой. Так как первый по направлению сварки электрод с целью уменьшения непровара должен быть наклонен к поверхности

50 полки под углом 25 — 30, то с целью устранения наплывов второй электрод необходимо наклонить в сторону стенки на угол а, под которым электрод 10 располагается относительно плоскости симметрии сопла 15, проходящей через большую ось эллипса его

55 выходного отверстия.

Аналитическое решение уравнения равновесия (1) позволяет определить необходимый для качественного формирования угло5

Подвод тока осуществляется через токоподводы 20 и 21 камеры 2 охлаждения, цангодержатели 3 и 4, цанги 7 и 8 к неплавящимся электродам 9 и 10. Перед началом сварки горелка относительно таврового соединения располагается таким образом, чтобы первый по направлению движения электрод

9 находился между технологическим выступом и полкой, а второй электрод 10 был смещен по направлению к стенке соединения на угол 20 — 30 .

В процессе сварки плазменный поток дуги от первого электрода 9 (фиг.5) разрушает окисную пленку с поверхностей полки 23 и технологического выступа 24 и расплавляет их и стенку 25. При расплавлении жидкий металл технологического выступа каплями перемещается на стенку, где под воздействием плазменного потока дуги от второго электрода 10 принудительно стекает на полку с образованием галтели углового шва.

Рассмотрим положение расплавленного металла технологического выступа на стенке

25 под вторым электродом 10 (фиг.6), где происходит непосредственное формирование галтели углового шва. Поверхность металла, например, в точке A находится в равновесии согласно выражению

Р. + Рн + Р. + P = О, (1) 1291323 вых швов угол а, однако для этого должно быть известно распределение силового давления дуги от второго электрода цангой и цангодержателем на расплавленный металл технологического выступа, находящийся на стенке. Ввиду отсутствия таких данных и существующих принципиальных трудностей по их получению определение угла а производят экспериментально с помощью двухэлектродной горелки, позволяющей изменять его величину от 0 до 45 .

С этой целью сваривают тавровые соединения из сплава Амг 6 при значениях о, равных 0,20, 25, 30 и 45 .

Наклон первого по направлению перемещения электрода к полке во всех случаях равен 30, а режимы сварки должны быть постоянными. Угол а = 0 при сварке сопровождается образованием наплывов на стенке, так как Рд в этом случае незначительна. а г

Р достаточно велика и препятствует перемещению наплыва металла на полку и образо ванию галтели углового шва. Сварка с углом сс, равным 20,25 и 30, обеспечивает получение тавровых соединений с угловыми шваз ми, так как величина P. вызывает принудительное перемещение жидкого металла со стенки на полку с образованием галтели шва.

В случае, когда а = 45, плазменный поток дуги сориентирован преимущественно на полку, что увеличивает объем ее расплавления и остаточные деформации соединения.

Таким образом, установлено, что угол а, обеспечивающий качественное формирование, должен быть равен 20 — 30 .

Применение предлагаемои двухэлектродной горелки позволяет за счет разделения направления действия плазменных потоков дуг электродов исключить при сварке тавровых соединений из алюминиевых сплавов с по технологическим выступам, наклоненным под углом 45 к полке, образование таких дефектов как непровары в корне угловых швов, наплывы на стенке, что повышает качество сварных соединений. Исключение операций

10 по устранению этих дефектов приводит к снижению стоимости соединений.

Двухэлектродная горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая сопло, выполненное с полостью охлаждения, каналами для прохода защитного газа, соединенными с выходным каналом сопла, и выходным отверстием, выполненным в форме эллипса, корпус, расположенные в нем токоподводы, цангодержатели, цанги и неплавящиеся электроды, ось одного из которых расположена в плоскости симметрии сопла, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия сопла, и под углом к оси

25 симметрии сопла, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества и снижения стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом

45 к полке, ось второго электрода расположена под углом 20 — 30 к плоскости симметрии горелки.

1291323

Фиг.5

Фиг и

Составитель Г. Квартальнова

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 81/! 5 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4