Устройство для сварки магнитоуправляемой дугой

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для сварки магнитоуправляемой дугой, и может быть использовано для электродуговой приварки анкерных стержней втавр к плоским элементам проката под слоем флюса при изготовлении закладных деталей железобетонных конструкций. Целью изобретения является повышение качества сварного шва при сварке стержней с плоским элементом путем интенсивного перемешивания металла сварочной ванны. Устройство снабжено стационарно установленной магнитной системой, выполненной в виде трех П-образных магнитопроводов 14 с катушками 16, размеш.енных под углом 60° друг к другу и закрепленных шарнирно на подпружиненной стойке 12. На концах магнитопроводов установлены полюсные наконечники 17. В верхней части основания стола расположена контактная опора в виде кольца с одним из токоподводов. В отверстии кольца находятся радиально размещенные полюсные наконечники . Магнитная система, включенная по заданной программе, позволяет получить врашаюш,ееся с частотой 4-8 Гц знакопеременное магнитное поле, воздействующее на сварочную дугу и расплавленный металл сварочной ванны. Устройство позволяет получить сварное соединение с мелкозернистой структурой и уменьшенной глубиной проплавления. 5 ил., 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4126919/25-27 (22) 30.06.86 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (72) Б. Н. Рыжков, С. А. Логошин и О. В. Поваров (53) 621.791.75.034 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1047633, кл. В 23 К 9/08, 1982.

Фарнасов Г. А. и др. Плазменная плавка. М.: Металлургия, 1968, с. 120 — 122. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОЙ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в. частности к устройствам для сварки магнитоуправляемой дугой, и может быть использовано для электродуговой приварки анкерных стержней втавр к плоским элементам проката под слоем флюса при изготовлении закладных деталей железобетонных конструкций. Целью изобретения является повышение качества сварного шва при сварке стержней с плоским элемен„„SU„„1409426 A 1 том путем интенсивного перемешивания металла сварочной ванны. Устройство снабжено стационарно установленной магнитной системой, выполненной в виде трех П-образных магнитопроводов 14 с катушками 16, размещенных под углом 60 друг к другу и закрепленных шарнирно на подпружиненной стойке 12. На концах магнитопроводов установлены полюсные наконечники 17. В верхней части основания стола расположена контактная опора в виде кольца с одним из токоподводов. В отверстии кольца находятся радиально размещенные полюсные наконечники. Магнитная система, включенная по заданной программе, позволяет получить вращающееся с частотой 4 — 8 Гц знакопеременное магнитное поле, воздействующее на сварочную дугу и расплавленный металл сварочной ванны. Устройство позволяет получить сварное соединение с мелкозернистой структурой и уменьшенной глубиной проплавления. 5 ил., 1 табл.

1409426!

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для сварки магнитоуправляемой дугой, и может быть использовано для электродуговой приварки анкерных стержней втавр к плоским элементам проката под слоем флюса при изготовлении закладных деталей железобетонных конструкций.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва при сварке стержней к плоским элементам путем интенсивного перемешивания металла сварочной ванны.

На фиг. 1 показана установка для приварки стержней к плоским элементам проката под слоем флюса, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — магнитная система устройства; на фиг. 4 — схема подключения катушек магнитной системы; на фиг. 5 — устройство для сварки.

Установка для приварки стержней втавр к плоским элементам 1 проката состоит из устройства для сварки магнитоуправляемой дугой (узел I) рычага 2 для прижатия элементов 1 к контактной опоре 3 кольцевого токоподвода магнитной системы, пневмоцилиндра 4, кинематически связанного с рычагом 2 стержнедержателя 5 с вторым пневмоцилиндром 6, флюсоаппарата i, содержащего бункер 8 механизма 9 отрыва и осадки (фиг. 1 и 2).

Основанием магнитной системы является опорный стакан- 10, смонтированный на раме 11 в нижней части бункера (фиг. 2 и 3).

Между опорным стаканом 10 и подвижным стаканом 12 установлена пружина 13.

В верхней части опорой стойки выполнены три сквозных паза, расположенных под углом 60 один к другому на различных уровнях по высоте, предназначенных для размещения магнитопроводов 14 (фиг. 3) магнитной системы, которые фиксируются в пазах при помощи стопорных винтов 15. Стопорные винты образуют шарнирное соединение 16 магнитопровода с опорной стойкой (фиг. 5). Каждый магнитопровод несет по две закрепленные катушки 17 и завершается регулируемыми по высоте полюсными наконечниками 18 (фиг. 3), которые расположены внутри токоподвода и выступают над ним на 5 мм.

Кольцевой токоподвод 3 размещен в решетке 19, перекрывающей бункер 8 удаления флюса. Решетка, в свою очередь, зафиксирована в квадратном пазу центральной части стола-основания 20 установки (фиг. 2) .

Кольцевой токоподвод, являясь контактной опорой, подсоединен к сварочному кабелю и крепится к решетке болтами, выступая над плоскостью стола на 4 — 6 мм.

Пружины,21, приваренные к кольцевому токоподводу под углом 60, служат для подключения сварочного трехжильного кабеля сечением 240 мм, что обеспечивает снижение сопротивления электрической цепи на участ5

1О !

55 ке сварочный кабель — токоподвод — плоский элемент проката.

П-образные магнитопроводы выполнены в виде отдельных съемных элементов. При контакте с плоским элементом проката они образуют три самостоятельных замкнутых магнитопровода, имеющий каждый по две катушки, которые работают и взаимодействуют как три самостоятельные системы. Это позволяет избежать шунтирования магнитного потока при включении соседних катушек.

При включении катушек 1, 11 и I II образуются три одинаковых магнитных потока (1 — 0 — IV, 11 — 0 — V, III — 0 — VI) (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом.

Плоский элемент закладной детали 1 помещают на контактную опору кольцевого токоподвода 3 и прижимают к ней с помощью рычага 2, приводимого в действие пневматическим цилиндром 4. Свариваемый стержень, закрепленный с помощью пневмоцилиндра 6 в стержнедержателе 5, контактирует с плоским элементом 1. К основанию стержня засыпается флюс из флюсоаппарата 7 и при помощи механизма 9 отрыва и осадки происходит отрыв стержня от поверхности плоского элемента 1 закладной детали с одновременным включением сварочного тока.

После укладки плоского элемента 1 для сварки на рабочий стол и поджатия его рычагом 2 (фиг. 1) к плоскости кольцевого токоподвода 3 (фиг. 5) он вследствие деформации (в плоскости сечения) образует с плоскостью кольцевого токоподвода угол р.

Магнитопровод !4 под давлением плоского элемента 1 сжимает пружину 13 опорной стойки, поворачивается на шарнире 16 на угол а и плотно поджимается обоими концентраторами к плоскому элементу, образуя надежный контакт, снижающий потери магнитного потока.

Расположение стационарно установленной магнитной системы в столе-основании с противоположной стороны закрепленного неподвижно привариваемого плоского элемента закладной детали позволяет защитить магнитную систему от теплового и светового воздействия дуги, избавиться от дополнительной защиты магнитной системы, повысить ее надежность и освободить рабочую зону станка от дополнительных узлов и элементов.

Изготовление магнитопроводов в виде съемных элементов упрощает процесс сборки, ремонта магнитной системы, а также регулировки полюсных наконечников по высоте.

Вращение и отклонение сварочной дуги под действием магнитной системы приводит к образованию широкой сварочной ванны, имеющей малую глубину проплавления, благодаря чему отпадает необходимость в наличии охлаждающего формирующего устройства вследствие значительного перепада температур, приводящего к трещинообразова1409426 нию, и ведет к уменьшению толщины плоского элемента свариваемой закладной детали без снижения прочностных характеристик сварного шва.

Отсутствие магнитного дутья под стаби- 5 лизирующим действием магнитной системы приводит к улучшению формирования сварного шва и сохранению его геометрических размеров.

Напряжение U на катушках магнитной системы, В

Диаметр d стержня, мм

Радиус R вращения дуги, мм

Сила сварочного тока I, А

10

960

1100

Формула изобретения

Устройство для сварки магнитоуправляемой дугой, содержащее электрод и установленную симметрично относительно оси электрода магнитную систему из трех пар кату45 шек, закрепленных на магнитопроводе с полюсными наконечниками, расположенными под углом 60 один к другому, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного шва при сварке стержней к плоским элементам путем интенсивного перемешивания металла сварочной ванны, устройство снабжено кольцевым токоподводом, магнитная система выполнена из трех отдельных съемных П-образных магнитопроводов, каждый из которых закреплен шар55 нирно на подпружиненной стойке, а полюсные наконечники расположены внутри токоподвода.

При проектировании магнитной системы исходили из условия, что

R (0,9d, где R — радиус вращения дуги, мм;

d — диаметр привариваемого стержня, мм; а также требований СН вЂ” 393 — 78:

Р = 20; где D — диаметр сварного шва; — диаметр привариваемого стержня.

Работа магнитной системы для интенсивного перемешивания металла и образования широкой сварочной ванны сводится к образованию знакопеременного поперечного поля (с частотой 25 — 50 Гц) и вращающегося переменного электромагнитного поля (частота 4 — 8 Гц), взаимодействие которых с магнитным полем сварочой дуги позволяет получить качественное сварное соединение.

Катушки (фиг. 4) магнитной системы размещены на отдельных магнитопроводах в следующем порядке: первый магнитопро.— вод — 1 и IV катушки, второй магнитопровод — 11 и V катушки, третий магнитопровод — I II — VI катушки. В первоначальный момент при одновременном включении катушек 1 — III создается магнитодинамическая результативная сила, отклоняющая сварочную дугу и перемеш ива ющая металл в направлении 0 — V. Затем включение катушек IV — VI (катушки 1 — I II отключены) вызывает реверсирование магнитного поля, отклонение дуги и перемешивание расплава в диаметрально-противоположном направлении 0 — II и т.д. Таким образом, создается знакопеременное поперечное поле с частотой 25 — 50 Гц. На следующем этапе включаются одновременно катушки 11, III и IV, что приводит к вращательному перемещению (с частотой 4 — 8 Гц) дуги по образующей Ч вЂ” VI на участок VI — 0 — III.

В результате проведенных опытно-экспериментальных работ установлено, что радиус R вращения дуги зависит от напряжения, подаваемого на катушки магнитной системы (U„), силы сварочного тока 1 ° и диаметра стержня d:

R = F (U» 1св d).

В таблице приведены режимы сварки.

Включение катушек V, VI и 1 (реверс) повторяет цикл образования знакопеременного поперечного магнитйого поля., Последующие комбинации одновременного включения катушек следующие: VI, 1, II — III, IV, V; I, 11, III — IV, V, VI.

По достижению заданной величины оплавления стержня происходит его осадка в ванну расплавленного металла на определенную глубину и фиксация стержня до окончания кристаллизации сварочной ванны.

После завершения технологического цикла система автоматически приводится в исходное положение.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет расширить технологические возможности установки для сварки арматурных стержней втавр за счет снижения влияния магнитного дутья, улучшения переноса расплавленного металла, перемешивания металла сварочной ванны, снижения трещинообразования.

l409426

1409426

Составитель В. Морочко

Редактор Э. Слиган Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3432/15 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. Проектная. 4