Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов

 

Изобретение относится к сварке, в частноаи к горелкам для дуговой автоматической и полуавтоматической сварки в феде защитных газов неллавящимся эпектродоч и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства. Цель изобретения - ловышение надежности в работе горелки путем повышения усилия зажима электрода в цанге в процессе ее нагрева, улучшение условий ее обслуживания путем исключения приварипания электрода к цанге и повышения ламинарности истечения защитного газа за счет его подогрева. Плоская спираль 8. навитая. вокруг лепестков 10 и 12 цанги, при нагреве в процессе работы элементов горелки удерживает электрод 5 от выпадания. Одновременно спираль 8 служит дпя предварительного подогрева и создания равномерного распределенного потока защитного газа, что способствует повышению качества сварки. Спираль 8 искп очает зазор между электродом 5 и цангой, а тем самым устраняет возможность приваривания электрода 5 к цанге. 3 ил

сОтОз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОсудАРстВеннОеттАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4216719/27 (22) 26.03.87 (46) 15.1 1.И Бюл йа 41-42 (72) Белоусов АН„Полосков С.И„. Кара-Ушанов

M.Ю. (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к горелкам для дуговой автоматической и полуавтоматической сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства. Цепь изобретения — повышение надежности в работе горелки путем повышения усилия зажима электрода в цанге (19) Я (11) 1441622 Л1 (51) 5 В Z3 в процессе ее нагрева, улучшение условий ее обслуживания путем исключения приваривания электрода к цанге и повышения ламинарности истечения защитного газа за счет его подогрева. Плос— кая спираль 8, навитая вокруг лепестков 10 и 12 цанги, при нагреве в процессе работы элементов горелки удерживает электрод 5 от выпадания. Одновременно спираль 8 служит для предварительного подогрева и создания равномерного распредепенного потока защитного газа, что способствует повышению качества сварки Спираль 8 искл-очает зазор между электродом 5 и цангой, а тем самым устраняет возможность приваривания электрода 5 к цанге. 3 ил. I44 1622

Изобретение относится к сварке, в частности к горелкам для дуговой автоматической и полуавтоматической сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение надежности в работе горелки путем повышения усилия зажима электрода в цанге в процессе ее нагрева, улучшения условий ее обслуживания путем исключения приваривания электрода к цанге и повышения ламинарности истечения защитного газа путем его подогрева.

На фиг, 1 показана горелка, разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг, 1, где показано размещение витков спирали вкладыша до ее нагрева; на фиг. 3 — то же, в увеличенном масштабе, где показано размещение витков спирали вкладыша после ее нагрева и заделка конца ее первого витка на лепестках зажимной цанги.

Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов содержит корпус 1 (см. фиг. 1), в котором с возможностью перемещения вдоль его оси размещен электрододержатель

2, а в боковом отверстии жестко заделан токогазог ровод 3, Рнутри злектрододер>кателя

2 установлен цанговый зажим 4 (цанга} с неплавящимся электродом 5. Снизу на корпус 1 по резьбе насажено сопло 6 для направления защитного "àçà — аргона (Аг) к месту сварки, а сверху по резьбе насажен винт 7, KGHTGKTHo связанный с элек1рододержателем 2, несущим цангу 4. В полости корпуса 1 контактно рабочему участку цанги

4 размещен вкладыш в виде спирали 8 из упругой ленты, витки которой прилегают один к другому, а конец последнего из н:;x жестко заделан в корпусе 1 горелки с образованием зазора 9 между витками и корпусом 1 горелки (см. фиг. 2). Свободный конец первого витка сг;ирали 8 жестко заделан на одном из лепьстков 10 (фиг, 2, 3) цанги 4 в прорези 11 между этим и следующим лепестком 12 и пропущен с поочередным огибанием внешних и внутренних поверхностей всех лепестков цанги 4, Нижняя часть корпуса 1 горелки имеет форму конуса, в котором выполнены отверстия 13 для подачи защитного rasa в сопло б, Цанга 4 выполнена из бронзы, а спираль — из бериллиевой бронзы. Бр. Б2 ГОСТ 1789-70.

Плоская спираль 8 навита вокруг лепестков цанги 4 таким образом, чтобы при нагреве в процессе сварки элементов горелки удержать электрод от выпадания и чтобы исключить возникновение зазора между электродом и внутренней поверхностью цанги 4, что влечет за собой приваривание электрода к ней, Одновременно спираль 8 служит для предварительного подогрева и создания равномерно распределенного потока защитного газа, что способствует улучшению качества защиты сварочной ванны и уменьшению расхода газа.

Перед началом сварки устанавливают

"0 неплавящийся электрод 5 в цанге 4 и вращением винта 7 обеспечивают зажатие неплавящегося электрода 5 с необходимым вылетом за срез сопла 6 в электрододержателе 2 (фиг. 1). Затем обеспечивают через

"5 токогазопровод 3 подачу защитного rasa Ar (аргона) к,месту сварки и подвод тока 1сь от источника сварочного тока. . В процессе работы происходит нагрев всех элементов горелки от тепла Джоуля

20 при прохождении сварочного тока и лучистой энергии дуги, приводящей к возникно.вению деформаций этих элементов.

Лепестки 10, 12 (фиг, 3) цанги 4 также испы- тывают термодеформацию, что приводит к ослаблению зажима электрода 5 и нарушению токового контакта, то есть Lo — средняя величина диаметра конуса рабочей части цангового зажима — изменяется на L (фиг.

1), Lo=20,0ìM, L = La(1+ а. (11-to)), -где и — коэффициент линейного расширения . бронзы, из которой выполнена цанга, а= 17,5 10 1/град;

t> — температура в зоне сварки, град, 35 11 =- 4200 C; го — температура окружающей среды, то есть перед сваркой, градово = 20 С;

1 =-20,0 (1+ 17,5 10 (420 — 20))

=-20,0 (1+ 0,007)-20,2 мм.

40 При сварке средняя величина диаметра

Lo конуса цанги 4 на участке 11 изменилась на Л1:

Л" = 1 — Lo=20.2 — 20,0= 0.2 мм.

То есть образовался зазор, равный 0,2 мм, 45 достаточный для выпадания электрода 5.

Но электрод 5 не выпадает из цанги 4 благодаря наличию спирали 8 на участке lz (фиг. 1),Материал спирали 8 — бериллиевая бронза, С ираль 8 также подвержена термодеформациям, при этом витки спирали 8, раскручиваясь, равномерно распределяются по всему зазору 9, показанному на фиг. 2, образуя почти концентрические окружности (см. фиг. 3). Лежцу витками спирали 8 про55 ходит защитный газ Ar, который нагревается от витков спирали 8, равномерно распределяется на участке 4. образуя на выходе из отверстий 13 ламинэрный поток подогретого газа.

1441622

N PT/2 f, 30

ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В

СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ, содержащая корпус, внутри которого размещен держа- 35 тель с цангой для неплавящегося электрода, вкладыш в виде спирали из ленты, слои которой расположены параллельно оси горелки, и сопло для направления потока защитного газа к сварочной ванне, 40 отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе горелки путем

Лепестки 10, 12, цанги 4 (фиг. 3) при сварке отходят от электрода 5. Однако первый виток спирали 8, плотно охватывающий противоположные лепестки 10, испытывает действие сил: PT — силы натяжения и N— нормальной силы, действующей со стороны спирали 8 на электрод 5, которой достаточно для удерживания электрода 5 от выпадания из цангового зажима 4. PT — сила натяжения, возникающая в результате действия температур, является равнодействующей сил Рт/2, которые действуют с обеих сторон каждого лепестка 10 цанги 4 и с обеих сторон электрода 5. где f — коэффициент трения для бериллиевой бронзы, равный 0,1.

Р=а (tt — to) Е F, где а — коэффициент линейного расширения материала спирали 8, то есть бериллиевой бронзы (Бр. Б2). равный 16.6 106

1/град.

tt — tp - 420 — 20 - 400 — изменение температуры. .Š— модуль упругости материала бронзы, равный

11,3 10 Н/м 1.15 10 кг/см;

Формула изобретения

F — площадь сечения ленты, равняя произведению высоты (lz = 20 мм, см, фиг. 1), на толщину (0,2 мм);

F = 20х0,2 = 40 мм = 0,04 GM:

5 Рт=а (t) — tp) . Е F=.16,6 10 400х х1,15 10 . 0,04 = 305 кГ;

Рт/2 = 150 кГ;

N=Рт/2 f=150 0,1-15кГ.

С силой и = 15 кГ лента спирали 8 удер10 живает электрод 5 от выпадания, чем и достигается увеличение усилия зажима электрода 5, Предложенная горелка по сравнению с прототипом обеспечивает высокую надеж15 ность в работе, увеличивается срок службы горелки в 1,5 — 2 раза, улучшаются условия ее эксплуатации за счет постоянного токового контакта между электродом и цангой, исключается приваривание их и выход из строя;

20 подогретый и равномерно распределенный поток защитного газа способствует улучшению качества защиты зоны сварки и поддержанию определенной температуры дуги, что является необходимым условием

25 стабильности процесса сварки и улучшения качества сварного соединения, (56) Авторское свидетельство СССР

N. 565791, кл. В 23 К 9/16, 1976, увеличения усилия зажима электрода в цанге в процессе ее нагрева, улучшения условий ее обслуживания путем исключения приваривания электрода к цанге и повышения ламинарности истечения защитного газа путем его подогрева, конец наружного витка ленточной спирали закреплен в корггусе горелки, а конец первого внутреннего витка спирали обвит вокруг лепестков цанги и закреплен в одном из них, 1441622

Ае2 Л

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3245

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Г. Квартальнова

Редактор Т, Пилипенко Техред M.Mo leíòàë Корректор П. Гереши.,