Устройство для сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннх

Сецналнстнческнх

Республик (и)1000204 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030481 (2! ) 3267029/25-27 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 280283 Бюллетень ¹8

Дата опубликования описания 2 0283 S< e.Кл.

В 23 К 37/Об

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 ° 791 ° .75.03(088.8) ) а\»

1 В Электросила им. С.М. Кирова аявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ

Изобретение относится к сварке, в частности к автоматической электродуговой сварке тонколистовых .сталей и сплавов с пониженной свариваемостью, требующих высоких скоростей охлаждения металла шва и околошовной зоны.

Для сварки тонколистовых сталей и сплавов с пониженной свариваемостью, требующих высоких скоростей охлаждения металла шва и околошовной зоны, применяются различные устройства и материалы, осуществляющие интенсивный теплоотвод g1).

Известно устройство для сварки, содержащее сварочную горелку с механизмом перемещения, подкладку с механизмом поджатия и кинематический механизм перемещения подкладки, связанный синхронно с механизмом перемещения горелки. Материал и форма подкладки, контактирующей со свариваемыми листами, выбираются в зависимости от марки свариваемых материалов, режима сварки и конфигурации свариваемой поверхности (2) .

Цель иэобрете)сия — улучшение качества сварного шва путем получения требуемой структуры при охлаждении

1 и снижение деформаций сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сварки, содержащем сварочную горелку и перемещаемую синхронно с ней относительно иэделия составную подкладку из элементов с различной теплопроводностью, элементы подкладки расположены последовательно один за другим вдоль стыка, причем первый элемент выполнен из материала с меньшей теплопроводностью, чем второй элемент, и расположен непосредственно под сварочной горелкой.

При этом с целью обеспечения возможности регулирования скорости охлаждения иэделия элемент с большей теплопроводностью выполнен в виде плоской тепловой трубы, На фиг.1 изображены сварнваемые листы,. сварочная ванна, закристаллизовавшийся шов (без сварочной горелки) и размещенная под ними подкладка, вид сверху; на фнг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг. 1 (показана часть составной подкладки с меньшей теплопроводностью)у на фиг .4 — разрез -В-В на

З0 фиг.1 (показана часть составной

1000204 подкладки с большей теплопроводкостью).

Устройство для сварки включает сварочную подкладку 1, установленную вдоль обратной стороны шва деталей

2, сварочную горелку 3 (фиг.3) с механизмом 4 перемещения, механизм

5 поджатия подкладки и кинематический механизм 6 перемещения, связанный синхронно с механизмом перемещения горелки. 10

Подкладка 1 выполнена составной иэ части 7 с меньшей теплопроводностью, например, из пористого кера, мического материала и части 8 с большей теплопроводностью, например (5 плоской тепловой трубы. С ставная часть 7 размещена под сварочной горелкой, сварочной ванной 9 и частью кромок. 10 перед ванной. Составная часть 8 подкладки размещена вдоль закристаллизовавшегося шва 11 и око лошовной зоны,12 за сварочной ванной и имеет вакуумированный металлический кожух 13 с рабочей жидкостью

14, сетчатый фитиль 15 и спеченный металлический фитиль 16. Составные части подкладки снабжены канавкой

17. Вся подкладка заключена в сталь.ной каркас 18.

Устройство работает следующим образом.

Перед сваркой детали 2, подлежащие сварке, например, из технического титана, чувствительного к перег реву, укладывают на сварочную под- 35 кладку 1, размещенную таким образом, что сварочная горелка 3 устанавливается над неметаллической частью 7 подкладки. Включают прижимной механизм 5, затем включают в работу го- 40 релку, с перемещением которой с помощью механизма 4 перемещается синхронно связанный механизм 6 перемещения сварочной подкладки.

Сварку титана толщиной 2 мм про- 45 изводят на режиме: I< — †1 — 200 А, 12 — 14 В Ч = 20 — 25 м/ч.

Через пористую керамическую подкладку подают защитный газ — аргон. В плоской тепловой трубе используют испарение жидкого натрия.

3а счет выделяемого при сварке тепла закристаллизовавшийся шов 11 контактирует с поверхностью вакуумированного металлического кожуха 13.

При этом рабочая жидкость (жидкий .натрий) .14, находящаяся в порах спеченного металлического фитиля 16, образует пар, который конденсируется и перемещается вниз. Конструкция спеченного металлического фитиля рас- 60 считана на обеспечение возврата рабочей жидкости под действием капиллярных сил. Таким образом, происходит циркуляция процессов конденсирования и испарения, которая приво- 65 дит к высокой эффективной теплопроводности плоской тепловой трубы.

Благодаря интенсивному теплоотводу от закристаллизовавшегося шва получена мелкозернистая структура шва и эоны термического влияния, уменьшена упругопластическая зона сварного соединения и сокращена критическая зона активного поглощения газов .

Использование в предлагаемом устройстве составной подкладки в отличие от медной скользящей обеспечи! вает высокую эффективную теплопроводность плоской тепловой трубы (в сотни раз большую, чем у меди), значительно повышающую эффективность охлаждения металла шв а и зоны термического влияния, причем соответствующим подбором параметров тепловой трубы можно управлять характером термического цикла и тем самым регулировать конечные свойства сварного соединения; воэможность изменять интенсивность теплоотвода для различных зон сварного шва, при этом непосредственно от сварочной ванны теплоотвод обеспечивается минимальный, а от закристаллизовавшегося шва †. максимальный, что в свою очередь дает возможность вести сварку на высоких скоростях, с меньшей погонной энергией. Кроме того, благодаря изотер- мической поверхности плоской тепловой трубы, обладающей свойством снижения градиентов температур между неодинаково нагретыми участками сварного соединения, -значительно уменьшаются остаточные деформации и напряжение.

Формула изобретения

Устройство для сварки, содержащее сварочную горелку и перемещаемую синхронно с ней относительно изделия составную подкладку из элементов с различной теплопроводностью, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварного шва и снижения деформаций при сварке, элементы подкладки расположены последовательно один за другим вдоль стыка, причем первый элемент выполнен из материала с меньшей теплопроводностью, чем второй элемент, и расположен непосредственно под сварочной горелкой.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования скорости охлаждения изделия,элемент с большей теплопроводностью выполнен в виде плоской тепловой трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 9841, кл ° 12 В 1123, опублик. 09.07.70.

2. Патент Японии 9 9859, кл. 12 В 1124, опублик. 09.04.70 (прототип)-..1000204

Составитель Е. Сомова

Редактор Л. Филь Текред A.Ач Корректор А. Дзятко

Заказ 1232/11 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП . Патент, г. Ужгсрод, ул. Проектная, 4