Устройство для точечной сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Устройство для точечной сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 956193

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соввтсиик

Социвпистичесимк

Рес ублмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.10,80 (2!) 2988461/25"27 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

В 23 К 9/16

3Ъоударствкииый комитет

CQCP по делам изо4ретеиий и открытий

Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 09 . 09,82 (53) УДК 621 791. .754.034 (088,8) В.П. Лозовский, А.А. Казимиров, Ю.И. Сапрыкин, В.И. Тереценко, А.В. Дубровский, А.Н.. Тимошенко.. и В,Б. Самоцветов

Ордена Ленина и ордена Трудового Краси@го Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В ЗАЩИТНЫХ

ГАЗАХ

Изобретение относится к электродуговой сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов и может быть использовано для дуговой точечной или шовной сварки в защитных га5 зах неплавящимся электродом тонколистовых конструкций в различных отрас лях техники.

Конструкции пистолетов для дуговой точечной сварки в защитных газах в основном зависят от применяемого спо"соба возбуждения сварочной дуги. В случае применения бесконтактного clio» соба возбуждения дуги сварочные пистолеты имеют сравнительно малые габа" g риты, поскольку 9 них.отсутствуют по" движные элементы перемецения неплавя" щегося электрода и электрические или пневматические приводы. Однако при бесконтактном воэбундении сварочной 2о дуги источники питания должны содержать высоковольтные устройства, что усложняет аппаратуру и небезопасно при работе ручным пистолетом. В данном случае увеличиваются также радиопомехи до недопустимо высокого уров" ня. Сварочные пистолеты, использующие контактный способ возбуждения дуги, как правило, содержат подвижный элект рододержатель, исполнительный меха" низм перемещения электрода и гибкие элементы для подвода тока, защитного газа и охлаждающей воды (11.

Все элементы устройства, включая исполнительный механизм перемещения электрода, располагаются в корпусе сварочного пистолета, увеличивая его габариты и массу, что снижает эксплуатационные характеристики и производительность.

Известно устройство для дуговой точечной сварки неплавящимся электродом, в котором исполнительный механизм вынесен эа пределы корпуса сварочного пистолета (21.

Вынесение исполнительного механизма за пределы корпуса сварочного пистолета оказывается нерациональным, 956193 так как при этом снижается быстродействие, что вызывает приваривание электрода к изделию на стадии контактного возбуждения дуги, и, следовательно, ухудшает стабильность его 5 работы, а также сокращает длину кабеля, в котором располагается гибкая. тяга. Это, в свою очередь, снижает маневренность при работе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для точечной сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащее электромагнит для контактного возбуждения дуги с якорем, выполненным за одно целое с держателем неплавяще гося электрода $3) .

Такое. устройство имеет большие габариты и массу, снижающие производи- zp тельность и эксплуатационные характе" ристики устройства, в частности нацежность зажигания дуги, следствием

aего являются пропуски в сварных со.динениях (отсутствие сварных точек). 25

Целью изобретения является повышение производительности процесса .варки и качества сварных швов.

Это достигается тем, что в устройстве для точечной сварки неплавящимсязО электродом в зацитных газах, содержащем электромагнит для контактного:возбуждения дуги с якорем, выполненным за одно целое с держателем электрода, часть якоря от рабочего торца электрододержателя до уровня между торцами электромагнита на расстоянии, равном

1,5"2,5 длинам дугового промежутка, от ближнего к электрододержателю торца электромагнита выполнена иэ немаг- нитного материала, а остальная часть из магнитного материала.

Такое расположение границы разде" ла магнитного и немагнитного материалов сердечника обусловлено необходимостью создать запас хода электрододержателя.

Весь рабочий ход электрододержателя складывается из величины длины дуги при сварке (1-2 мм) и запаса

50 хода.

Запас хода должен гарантировать надежность зажигания дуги при неплотном прилегании опорного сопла к свариваемым деталям или при черезмерном

55 расходе (сгорании ) рабочего торца электрода в процессе сварки, Очевидно, что выбор положения границы раздела магнитного и немагнитно4

ro материалов, иэ которых изготовлен подвижный электрододержатель, обус" ловлен необходимостью получения максимальной силы электромагнитного притяжения на рабочем участке перемещения электрода.

Применение втяжного электромагнита без неподвижного сердечника с двумя проходными фланцами и замкнутой маг" нитной цепью обусловлено приемлемой для конструкции пистолета тяговой характеристикой F = f(x), где F - -электромагнитная сила и х - глубина по гружения сердечника в обмотку (ход якоря). Это один из. немногих типов электромагнитов, в которых электромагнитная сила остается постоянной на значительном участке рабочего хода якоря. Поэтому, управляя током, протекающим в обмотке электромагнита, представляется возможным осуцествить плавное опускание электрода на поверхность свариваемого изделия до его касания с изделием и быстрое его возвращение в исходное состояние при помощи пружины в момент возбуждения малоамперной дуги, исключив удары рабочей части электрода об иэделие, и не нарушая формы заточки электрода.

Минимальная масса электромагнита и сердечника (электрододержателя) может быть достигнута при расположении границы магнитной и немагнитной частей сердечника непосредственно на торце электромагнита, т.е. у торца, наиболее близкого к электрододержателю.

Это недостижимо, так как электрододержатель должен перемещаться на величину рабочего хода.

Минимальная величина рабочего хода на основании проведенных экспериментов составляет 1,5 длин дуги, т.е., запас хода равен D,5 длины дуги.

Уменьшение рабочего хода ниже

1,5 длин дуги недопустимо, так как приводит к пропускам в сварке (нет зажигания дуги) .

Следовательно, нижний предел расстояния границы магнитного и немагнит ного материалов - электрододержателя от торца электромагнита ближнего к электрододержателю составляет 1,5 длины дугового промежутка.

Увеличение рабочего хода выше 2,5 длин дуги удаляет ферромагнитную часть электрододержателя из зоны мак" симальной силы притяжения, что немедленно требует увеличения мощности (ампер- витков) электромагнита.При этом

956193 естественно, увеличивается длина гиб" ких шлангов и токоподводов. Все это вызывает увеличение габаритов и массы.

Итак, нижний предел 1,5 длин дуги ограничивается в главной степени надежностью сварки, а верхний предел

2,5 длины дуги массой и габаритами.

С другой стороны, снижение массы подвижных частей увеличивает быстро- 122 дейст вие зле кт рома гни тного механизма контактного возбуждения дуги. Это объясняется тем, что при минимальной массе подвижных частей ускоряется

"отдергивание" электрододержателя, т . е. электрода, пружиной от изделия сразу же после возникновения электрического контакта между электродом и изделием.

Быстродействие механизма возбужде- 20 ния дуги, сокращая время нахождения электрода в закороченном на изделие состоянии, предотвращает приварку электрода к изделию.

Устранение явлений приварки элект-2$ рода к изделию исключает перенос вольйрама в наплавленный металл, сводит до минимума потери времени на восстановление формы электрода и длины дуги, что приводит к повышению 30 качества сварки и ее производительности.

На фиг. 1 показан сварочный пистолет, общий вид; на фиг. 2 - электрододержатель. 3S

Сварочный пистолет содержит изолированный корпус 1, в котором расположен электромагнит 2, электрододержатель 3 с неплавящимся электродом 4, механический газовый клапан 5 с рычагом управления 6, микропереключатель 7 с рычагом управления 8,опорное сопло 9 с отверстием 10 для выхода отработанного газа в атмосферу. Подвод сварочного тока, защитного газа, а также подвод и слив охлаждающей водй осуществляются при помощи кабеля и. шлангов, расположенных в металлору" каве 11. В нем же размецены провода управления.

Меппаеящийся электрой 4 (см. фиг.2f установлен в цанговом зажиме 12, который поджат затяжной гайкой 13 с винтом 14 точной регулировки величины вылета электрода 4. Электрододержатель 3 снабжен кольцевой камерой 15 охлаждения, а также штуцером 16, каналом 17 для подвода охлаждающей воды к камере 15 и каналом 18, который заканчивается штуцером 19 для отвода воды.

На электрододержателе установлен также штуцер 20, для подвода защит" ного. газа к кольцевому каналу 21. В зажиме 12 выполнены каналы 22, расположенные по окружности для подачи защитного газа в зону сварки. Часть электрододержателя и цангового зажима (участок 1) выполнена из немагнитного, а другая часть (участок 2) - из магнитного материала. Граница раздела материалов расположена между торцами 23 и 24 электромагнита 2 на расстоянии, равном 1,5...2,5 длины дугового промежутка от наиболее близкого к электрододержателю 3 торца 23. Электрододержатель 3 установлен внутри корпуса электромагнита 2 с возможностью перемещения в направляющих втул-. ках 25 и поджат пружиной 26 в верхнее (см. фиг. 1) положение, На цанговом зажиме 12 имеется кольцевой выступ 27, удерживающий элект" рододержатель 3 в крайнем верхнем положении.

Сварочный пистолет работает сле" дующим образом.

При нажатии на рычаг управления 6 открывается газовый клапан, и в зону сварки начинает поступать защитный газ. При этом блокирующий выступ на рыча re у пра влени я 6 ос вобождает ры" чаг управления 8, при нажатии на который микровыключатель 7 включает сварочную цепь. Одновременно с этим в катушку электромагнита 2 подается ток.

Под воздействием магнитного поля на магнитную часть электрододержателя последний, преодолевая усилие пружины 26, перемещается в направляющих втулках 25 в сторону свариваемого изделия.

В момент короткого замыкания электрода с изделием катушка электромагнита обесточивается, и электрододержа" тель 3 с пружиной 26 возвращается в исходное положение. При этом возбуждается сварочная дуга.

Ограничение обратного хода электрододержателя 3 осуществляется кольцевым выступом 27, расположенным у торцовой поверхности зажима 12. Этот же выступ закрывает внутреннюю полость электромагнита 2 и скользящие поверхности направляющих втулок 25 от попадания отработанного зацитного газа и содержащихся в нем твердых частиц, которые удаляются в атмосферу

9561 через отверстия 10 сопла 9. В электромагните магнитопроводом являются торцы (проходные фланцы) 23 и 24, а также охватывающий катушку электромагнита цилиндр ?8.

По окончании цикла дуговой точечной сварки рычаги управления 6 и 8 отпускаются, и подача защитного газа прекращается. Длительность горения дуги определяется длительностью на- 10 жатия на рычаг управления 8 (при ручном управлении процессом сварки) или специальным регулятором цикла. сварки (при полуавтоматической сварке).

Катушка электромагнита может быть подключена параллельно сварочной це" пи.

Для питания сварочного пистолета может быть использован любой серийный источник постоянного тока с пада-20 ющей внешней характеристикой, предназначенный для дуговой сварки покрытыми электродами с напряжением холостого хода 60...70 В при наличии устройства для включения сварочной И цепи и ее отключения через заданный промежуток времени в. диапазоне выдержек от 0;5 до 5,0 с.

Уменьшение массы и габаритов подвижных частей пистолета позволяет ЭЕ повысить производительность и качество сварки за счет улучшения стабильности процесса возбуждения сварочной дуги методом касания электрода с изделием. 3$

Этот положительный эффект достигнут благодаря снижению инерционности и увеличению быстродействия механизма возбуждения дуги.

Опыты показали, что случаев приварки электрода к изделию на стадии контактного возбуждения дуги не наблюдалось, даже беэ предварительного возбуждения малоамперной дуги и при величине сварочного тока до 300 А.

Таким образом, предложенный писто.лет позволяет увеличить производитель" ность и улучшить качества сварки при высокой надежности его работы.

93 8

До настоящего времени серийный выпуск полуавтоматов для дуговой точечной сварки в защитных газах.в нашей стране не производился, Отдельные отрасли народного хозяйства выпускали небольшие партии таких полуавтоматов для собственных нужд. Это главным образом установки АДТС-5, АДТС-6, ППС-З, ППС-4.

Во всех установках использован бесконтактный способ возбуждения дуги.

Сварочный пистолет, в котором реализован контактный способ возбуждения дуги, позволяет значительно упростить оборудование, так как не требует высоковольтных или высокочастотных устройств для бесконтактного возбуждения дуги. При этом отпадает необходимость в применении специальной защиты источников питания, и обеспечива.ется безопасность при работе ручным инструментом.

f формула изобретения

Устройство для точечной сварки неплавяцимся электродом в защитных га- . зах, содержащее электромагнит для контактного возбуждения дуги с якорем, выполненным эа одно целое с держателем электрода, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с, целью повышения производительности процесса сварки и качества сварных швов, часть якоря от рабочего торца электрододержателя до уровня между торцами электромагнита на расстоянии, равном 1,5"2,5 длинам дугового промежутка, от ближнего к электрододержателю торца электромагнита выполнена из немагнитного материала, а остальная часть - иэ магнитного материала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции и 2247311, кл. В 23 К 11/00, 09.05.75. (2. Авторское свидетельство СССР 1 496127, кл. В 23 K 9/16, 21,06,74.

3. Авторское свидетельство СССР

N. 454975, кл. В 23 К 9/10, 02.01.73 (прототип).

956193

Газ

Soda

Во.да

1ь

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф

Составитель Г. Квартальнова

Редактор Л. Утехина Техред М.Тепер Корректор М немчик

Заказ 6901/1Г Тираж 1153 Подпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-3 Ра шская наб. д. 4/5