Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

Изобретение относится к горелке для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Горелка содержит корпус, в осевом продольном отверстии которого установлен направляющий токоподводящий тракт для плавящегося электрода в виде проволоки, сопло, камеру для охлаждения корпуса, камеру для защитного газа с каналами для его истечения в сопло и токоподводящий наконечник. Направляющий токоподводящий тракт состоит из сопряженных друг с другом трубки из нержавеющей стали, цанги из латуни с конусным основанием, в котором выполнена продольная прорезь, контактной вставки из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 и сапожка из кадмиевой меди, соосно ввернутого в токоподводящий наконечник, выполненный из меди. Контактная вставка выполнена с осевым отверстием переменного сечения. Корпус горелки содержит корончатую гайку с отверстиями по окружности, выполненную в виде камеры для детурбулизации защитного газа. В процессе скольжения проволоки относительно элементов направляющего токоподводящего тракта создаются разные коэффициенты трения скольжения с положительным потенциалом удельного сопротивления, уменьшающие пружинение проволоки с теплосодержанием без упрочнения, создавая надежный токоподвод, а также прямолинейность свободного вылета конца проволоки без смещения относительно оси шва. 4 ил.

 

Изобретение относится к технике для дуговой сварки кольцевых швов с узкой разделкой, а именно к горелкам для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов с повышенной скоростью сварки.

Известна горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах, содержащая корпус с установленным в нем мундштуком с токоподводящим наконечником и с укрепленным в нем соплом со сменной втулкой (А.с. SU №564120 А1. Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах». - МПК: В23К 9/16).

Недостатком данной горелки для дуговой сварки является то, что установленная на сопле обойма с внутренними продольными пазами, в которых установлены постоянные магниты, создает сложность конструкции, увеличивает массу корпуса с соплом горелки, а в процессе эксплуатации создает неудобства в обслуживании. При сварке деталей разных диаметров плавящимся электродом, имеющим диаметр 1,2 мм, создается магнитное воздействие, вследствие чего отклоняется сварочная дуга от оси шва.

Известен контактный наконечник к горелкам для электродуговой сварки, состоящий из корпуса мундштука, в котором размещен токоподводящий элемент с зазором, где по его оси выполнен канал для подачи защитного газа с формой, соответствующей двум соосным усеченным конусам с совмещенными меньшими основаниями и направленными в противоположные стороны большими основаниями (А.с. SU №967720 А2. «Контактный наконечник к горелкам для электродуговой сварки» - МПК: В23К 9/16, В23К 9/12).

Недостатком токоподводящего наконечника, изготовленного из меди, стороны которого, соприкасающиеся с мундштуком и соплом, покрытые защитными слоями малоуглеродистой стали с эмалью, является канал для подачи защитного газа, состоящий из двух усеченных конусов, расположенный в центре наконечника, а подача проволоки обеспечивается через синусоидальные каналы, что является сложностью конструкции в изготовлении.

Также известна горелка для дуговой сварки в двух концентричных спиральных потоках защитного газа, содержащая сопло и расположенный внутри него токоподводящий наконечник с закрепленной на нем насадкой, а также каналы для подачи защитного газа, которые выполнены в виде расположенных на поверхности токоподводящего мундштука и на поверхности насадки винтовых канавок с одинаковым направлением (А.с. SU №816717 А1. Горелка для дуговой сварки. - МПК: В23К 9/16).

Недостатком горелки для дуговой сварки является то, что для создания устойчивости защитного колокола в зоне сварки конструкция токоподводящего наконечника, расположенного в сопле, имеет сложную конфигурацию, которая трудоемка в изготовлении. Скорость поступления газа и его объем, в основном потоке между свечой и соплом, из коллектора регулируется с помощью винта, снабженного коническим дросселирующим хвостиком, что создает дополнительную трудоемкость в эксплуатации при сварке деталей в кольцевую разделку.

Известна горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус, в осевом продольном отверстии которого установлен направляющий токоподводящий тракт для плавящегося электрода в виде проволоки, сопло, камеру для охлаждения корпуса, камеру для защитного газа с каналами для его истечения в сопло и токоподводящий наконечник (Сварка в машиностроении. Справочник под редакцией Ю.Н. Зорина. М., Машиностроение, 1979, т. 4, с. 102-103, рис. 13). Данная горелка принята за прототип.

Недостатком прототипа является то, что горелка обеспечивает сварку плавящимся электродом с использованием проволок диаметром 1,6-3 мм на токах до 315 А с применением сменных наконечников. При сварке кольцевых швов с фигурной разделкой кольцевого шва с токоподводящим наконечником для проволоки диаметром 1,2 мм с подпружиненными свойствами при скольжении в направляющий токоподводящий тракт корпуса горелки для автоматической сварки в среде защитных газов плавящимся электродом с водяным охлаждением (ГПА-315), не обеспечивается соосность вылета конца плавящегося электрода и создается отклонение от оси сварного шва при наплавке, что ухудшает устойчивость горения дуги с увеличением разбрызгивания капель плавящегося электрода.

Цель изобретения - повышение качества сварных швов при сварке плавящимся электродом путем обеспечения надежности электрического контакта между токоподводящими элементами, обеспечения прямолинейности свободного вылета электрода в разделку стыка без смещения в зоне эффективного ламинарного потока защитного газа.

Поставленная цель достигается тем, что в горелке для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащей корпус, в осевом продольном отверстии которого установлен направляющий токоподводящий тракт для плавящегося электрода в виде проволоки, сопло, камеру для охлаждения корпуса, камеру для защитного газа с каналами для его истечения в сопло и токоподводящий наконечник, направляющий токоподводящий тракт состоит из сопряженных друг с другом трубки из нержавеющей стали, цанги из латуни с конусным основанием, в котором выполнена продольная прорезь, контактной вставки из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 и сапожка из кадмиевой меди, соосно ввернутого в токоподводящий наконечник, выполненный из меди, при этом контактная вставка выполнена с осевым отверстием переменного сечения, а корпус горелки снабжен корончатой гайкой с отверстиями по окружности, выполненной в виде камеры для детурбулизации защитного газа.

Заявляемое изобретение поясняется:

фиг. 1 - схема продольного разреза устройства;

фиг. 2 - корончатая гайка из меди, разрез А-А на фиг. 1;

фиг. 3 - контактная вставка из стали 45 с твердостью HRC 40÷49;

фиг. 4 - направляющий токоподводящий тракт, разрез Б-Б на фиг. 4.

На схеме продольного разреза устройства показано:

1. корпус горелки из меди с осевым продольным отверстием;

2. камера для охлаждения корпуса горелки;

3. камера для защитного газа с каналами;

4. контактная вставка из стали 45 с твердостью HRC 40÷49;

5. цанга из латуни с конусным основанием;

6. трубка из нержавеющей стали;

7. приемная гайка из меди с отверстием;

8. накидная гайка из стали;

9. изолирующая втулка;

10. кольцо из латуни;

11. корончатая гайка из меди с отверстиями;

12. токоподводящий наконечник из меди;

13. сапожок из кадмиевой меди;

14. сопло из меди;

15. токоподвод из медной пластины;

16. ролики механизма редуктора сварочной установки.

Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов содержит корпус 1 из меди, в осевом продольном отверстии которого установлен направляющий токоподводящий тракт для плавящегося электрода в виде проволоки, камеру 2 для охлаждения корпуса от нагрева при термоциклировании сварки, камеру 3 для защитного газа с каналами для его истечения в сопло 14. Направляющий токоподводящий тракт состоит из сопряженных друг с другом трубки 6 из нержавеющей стали, цанги 5 из латуни с конусным основанием, контактной вставки 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 и сапожка 13 из кадмиевой меди. Контактная вставка 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49, запрессованная в продольное отверстие корпуса 1 горелки, содержит осевое отверстие переменного сечения с углами фасок α для скольжения плавящегося электрода в виде проволоки и α1 на торце для сопряжения с цангой 5 из латуни с конусным основанием. Относительно отверстия цанги 5 из латуни по длине конуса с углом β выполнена продольная прорезь, в верхней части цанги 5 имеется фаска углом α2 с выходом на внутреннее отверстие трубки 6 из нержавеющей стали, трубка 6 навернута на резьбу цанги 5 из латуни и соосно установлена относительно контактной вставки 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 с помощью приемной гайки 7 из меди с отверстием. Накидная гайка 8 из стали, установленная на изолирующую втулку 9, запрессована в нижней части корпуса 1 горелки, причем в изолирующую втулку 9 запрессовано кольцо 10 из латуни. На резьбу нижней части корпуса 1 навернута корончатая гайка 11 из меди с отверстиями по окружности, выполненной в виде камеры для детурбулизации защитного газа. Корончатая гайка 11 зафиксирована токоподводящим наконечником 12 из меди, в который ввернут сапожок 13 из кадмиевой меди. Сопло 14 из меди зафиксировано на корпусе 1 горелки накидной гайкой 8 из стали, кромка в основании сопла по внутреннему диаметру выполнена с закруглением. Токоподвод 15 из медной пластины на корпусе 1 горелки обеспечивает подвод сварочного тока. Ролики 16 механизма редуктора сварочной установки предназначены для подачи проволоки в отверстие приемной гайки 7 из меди.

Устройство работает следующим образом.

При включении установки ролики 16 механизма редуктора сварочной установки обеспечивают подачу плавящего электрода в виде проволоки с заданной скоростью в горелку. Проволока проходит через отверстие приемной гайки 7 из меди со скольжением и проталкивается в направляющий токоподводящий тракт. Направляющий токоподводящий тракт, установленный в осевом продольном отверстии корпуса 1 горелки, обеспечивает направление проволоки в зону сварки и состоит из сопряженных друг с другом трубки 6 из нержавеющей стали, цанги 5 из латуни с конусным основанием, в котором выполнена продольная прорезь, контактной вставки 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 и сапожка 13 из кадмиевой меди.

Для обеспечения охлаждения корпуса 1 горелки выполнены камера 2 и сопло 14 из меди, причем сопло 14 зафиксировано на корпусе 1 горелки накидной гайкой 8 из стали, установленная на изолирующей втулке 9, в которую запрессовано кольцо 10 из латуни. В камеру 3 с каналами поступает защитный газ, который через отверстие корпуса 1 горелки попадает в полость, ограниченную корончатой гайкой 11 из меди. Корончатая гайка 11 выполнена с отверстиями по окружности, которые необходимы для выхода защитного газа в зону сварки и создания оптимальных условий для ламинарного истечения его потока, устойчивости колокола в объеме сопла 14 при обтекании поверхности сапожка 13 из кадмиевой меди, соосно ввернутого в токоподводящий наконечник 12 из меди. При включении механизма вращения сварного узла, со скоростью сварки, образуется сварочный ток, который подается через токоподвод 15 из медной пластины на корпусе 1 горелки, проходит через направляющий токоподводящий тракт к сапожку 13 из кадмиевой меди с установленной в отверстии проволокой в зону сварки. Контактная вставка 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49, запрессованная в продольное отверстие корпуса 1 горелки, имеет осевое отверстие переменного сечения с углами фасок α для скольжения проволоки и α1 на торце для сопряжения с цангой 5 из латуни с конусным основанием, в котором выполнена продольная прорезь, а в верхней части цанги 5 имеется фаска с углом α2, с выходом на внутреннее отверстие трубки 6 из нержавеющей стали.

Применение контактной вставки 4 из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 позволяет уменьшить абразивную разбивку отверстия сапожка 13 из кадмиевой меди, увеличивая тем самым срок его службы при эксплуатации, а также обеспечивает постоянный токоподвод к свободному вылету проволоки, ее прямолинейность и струйное расплавление плавящегося электрода в условиях постоянной скорости сварки при «пинч-эффекте».

Внутренние фаски направляющего токоподводящего тракта позволяют направлять и центрировать проволоку относительно оси горелки. При скольжении проволоки обеспечивается температурный коэффициент трения скольжения относительно его элементов, увеличивая удельное электрическое сопротивление, которое уменьшает пружинение и упрочнение проволоки, повышая надежность электрического контакта, а также стабильность токоподвода на свободном вылете проволоки.

При обеспечении ламинарного потока защитного газа в зоне сварки, на прямолинейном вылете проволоки через сапожок 13 из кадмиевой меди в процессе разрушения перемычки с помощью «пинч-эффекта», возникают короткая сварочная дуга диаметром «проволока-капля» и сварочная ванна малого объема сварного шва, обеспечивая мелкокапельное струйное расплавление плавящегося электрода, уменьшая разбрызгивание и создавая постоянную площадь наплавления металла с постоянным коэффициентом усиления сварного шва.

Предложенная горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов позволяет произвести автоматическую сварку как кольцевых швов разных диаметров труб с разделкой кромок под сварку сечением 5 мм, так и продольных швов тонколистовых материалов из конструкционных сталей и алюминиевых сплавов.

Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус, в осевом продольном отверстии которого установлен направляющий токоподводящий тракт для плавящегося электрода в виде проволоки, сопло, камеру для охлаждения корпуса, камеру для защитного газа с каналами для его истечения в сопло и токоподводящий наконечник, отличающаяся тем, что направляющий токоподводящий тракт состоит из сопряженных друг с другом трубки из нержавеющей стали, цанги из латуни с конусным основанием, в котором выполнена продольная прорезь, контактной вставки из стали 45 с твердостью HRC 40÷49 и сапожка из кадмиевой меди, соосно ввернутого в токоподводящий наконечник, выполненный из меди, при этом контактная вставка выполнена с осевым отверстием переменного сечения, а корпус горелки снабжен корончатой гайкой с отверстиями по окружности, выполненной в виде камеры для детурбулизации защитного газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматической сварке и наплавке неповоротных кольцевых стыков труб. Модуль содержит направляющий пояс, подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль направляющего пояса.

Изобретение относится к сварочному аппарату и способу дуговой сварки расходуемыми проволоками. Аппарат содержит первый трубчатый токоподвод (2) для направления первого расходуемого электрода (4) к сварочной ванне (6) и передачи сварочного тока к первому расходуемому электроду (4) и второй трубчатый токоподвод (10) для направления второго расходуемого электрода (12) к упомянутой сварочной ванне (6) и передачи сварочного тока ко второму расходуемому электроду (12).

Изобретение относится к механизированной дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов. Защитный газ вводят через ниппель и осевой канал инжектора в смесительную камеру.

Изобретение относится к сварочной проволоке из нержавеющей стали с флюсовым сердечником для сварки стального оцинкованного листа. .

Изобретение относится к механизированной дуговой сварке металлов плавящимся электродом в среде защитных газов и под слоем флюса с постоянной подачей сварочной проволоки.

Изобретение относится к способам сборки под сварку изделий коробчатой формы на специализированных устройствах. .

Изобретение относится к устройству для электродуговой сварки плавящимся электродом сплошного сечения, порошковыми проволоками и самозащитными проволоками в среде активных и инертных газов и их смесях на обратной и прямой полярности в различных пространственных положениях.
Изобретение относится к способу автоматической электродуговой сварки рельсов. .

Изобретение относится к аппарату автоматической сварки типа MIG/MAG и может найти применение при прокладке трубопроводов для транспортировки газа, нефти или воды. .

Изобретение может быть использовано при изготовлении тонкостенных осесимметричных сварных оболочек с утолщенными кромками и приваренными к ним кольцами, работающих под высоким давлением. Проводят калибровку, рекристаллизационный отжиг и предварительную механическую обработку мерных заготовок обечайки и колец. Первое деформационное упрочнение заготовки обечайки проводят посредством ротационной вытяжки за несколько переходов с промежуточным рекристаллизационным отжигом, второе - путем закалки и отпуска, ротационной вытяжки и отжига, уменьшающего напряжения. Выполняют ротационную вытяжку до получения утолщенных кромок обечайки. Заготовки колец подвергают закалке, отпуску и окончательной механической обработке с получением кромок под сварку колец соответствующей толщины и длины. После сварки швы подвергают низкотемпературному отпуску токами высокой частоты. Способ позволяет обеспечить высокие механические свойства сварных оболочек при низком уровне остаточных внутренних напряжений, высокую точность геометрических размеров и прочность сварных соединений. 4 ил., 1 пр.
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к сварке конструкций из легированных сталей и цветных металлов. Способ включает подачу в зону сварки защитного газа в виде монооксида углерода, подачу электродной проволоки, возбуждение дуги и сварку. При этом монооксид углерода предварительно нагревают до температуры 400-800°C. Использование изобретения позволяет получить более качественный, плотный шов со стабильной глубиной провара и предотвращает выгорание легирующих металлов.

Изобретение относится к способу многопроходной автоматической аргонодуговой сварки изделий из низколегированной стали перлитного класса толщиной более 30 мм и может быть использовано в энергетическом машиностроении, при изготовлении, монтаже и ремонте ответственных металлических конструкций и трубопроводов. По мере послойного заполнения разделки кромок свариваемого изделия выполняют сварку «блокирующих» проходов с применением сварочных материалов с повышенным содержанием раскисляющих легирующих элементов, таких как Si, Mn, Al и т.д. Это позволяет повысить качество сварного соединения, улучшить пластические и прочностные свойства металла сварного шва за счет предотвращения порообразования вплоть до развития реакции «кипения» металла сварочной ванны, исключения газовых включений и формирования равномерной мелкозернистой структуры сварного соединения, используя при этом традиционное сварочное оборудование и стандартные сварочные материалы. 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к сварным соединениям металлических элементов с угловым швом и способам их образования. Образуют по меньшей мере один наплавленный валик (32), обеспечивающий жесткость соединения, дуговой сваркой на поверхности по меньшей мере одного из металлических элементов в дополнение к угловому шву (3). Валик (32), обеспечивающий жесткость соединения, расположен под углом 45°-135° в отношении к угловому шву (3) с возможностью перекрытия углового шва (3) и удовлетворяет условию: общая сумма l длин наплавленных валиков (32) не менее половины длины L углового шва (3). 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил., 10 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу дуговой сварки таврового соединения. Полку тавра располагают в горизонтальной плоскости, а стенку перпендикулярно полке. Плавящиеся электроды размещают с двух сторон таврового соединения деталей. При этом электроды смещают относительно друг друга в направлении движения сварочных дуг. Диаметр переднего плавящегося электрода выбирают больше, чем заднего. Зажигают сварочные дуги и перемещают электроды вдоль стыка в одном направлении с одинаковой скоростью. При этом мощность сварочных дуг на каждом из электродов регулируют раздельно для получения одинаковых катетов швов. Смещение между электродами выбирают из условия обеспечения равного провара угловых швов. Технический результат изобретения - выравнивание провара основного металла угловых швов при одновременной двухсторонней сварке таврового соединения при продольном смещении сварочных дуг, и, как следствие, снижение сварочных напряжений и деформаций. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области сварочных систем. Система включает в себя сварочный источник питания и по меньшей мере один сварочный компонент, которые оснащены схемами цифровой связи для синхронизации и согласования заданий, связанных со сварочной операцией. Задания могут инициироваться и завершаться независимым образом или с согласованием на основании синхронизации. Некоторые из заданий могут выполняться компонентами сварочной системы в виде незамкнутого цикла или в виде замкнутого цикла на основании обратной связи параметров сварки. Кроме того, некоторые задания могут быть независимыми друг от друга или взаимозависимыми и при этом параллельно выполняться разными компонентами системы. Использование изобретения позволяет повысить гибкость в управлении сварочными операциями и уменьшить задержки при их осуществлении, что приводит к повышению качества сварочных работ. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сварочной техники, а именно к способу дуговой сварки на металлические изделия сплавов с особыми свойствами, и может использоваться для получения соединений с разделкой кромок. Для сварки полюса одного источника постоянного тока подключают к электродам. Отрицательный полюс второго источника питания постоянного тока подключают к изделию, а положительный - к одному из электродов. Скорости подачи электродов выбирают соответствующими скорости их расплавления. Скорость подачи отрицательного электрода выбирают равной скорости его расплавления в дуге прямой полярности. Скорость подачи положительного электрода выбирают равной скорости его расплавления в дуге обратной полярности. Способ позволяет повысить производительность расплавления электродного металла и в широких пределах варьировать долю участия основного металла в металле шва и его химический состав. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и стабильности горения дуг, в возможности независимого регулирования проплавления основного и электродного металлов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 пр.

Изобретение относится к способу и устройству сварки плавлением деталей и может быть использовано во всех отраслях промышленности при сварке плавлением по щелевой разделке деталей большой толщины. Осуществляют вертикальную сварку плавлением по щелевой разделке. Разделку выполняют одинаковой по ширине на всей длине свариваемого стыка независимо от толщины свариваемых деталей с использованием гребенок, выводного кармана и выводной планки, которые предварительно приваривают к свариваемым деталям. Устройство содержит вертикальные направляющие для перемещения ходовой тележки, механизм возвратно-поступательного перемещения сварочной горелки. Водоохлаждаемая формирующая подкладка устанавливается с помощью клиньев под гребенки стыкового соединения. Сварочная головка содержит газозащитную приставку с формирующим водоохлаждаемым ползуном и механизмом его поджима. В результате обеспечивается возможность осуществлять вертикальную сварку без предварительной механической обработки кромок свариваемых деталей и без предварительной ручной сварки корня сварного шва с получением высокого качества сварных швов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу автоматической сварки толстостенных крупногабаритных деталей из сплава на основе Ni-Cr и может быть использовано в производстве ЖРД. Способ включает V-образную разделку кромок свариваемых деталей, установку свариваемых деталей на подкладку, многослойную сварку с использованием присадочной проволоки из сплава на основе Ni-Cr диаметром 2-2,5 мм. Затем осуществляют закалку сварного соединения при температуре 1050±10°С. Далее деталь охлаждают со скоростью 30-40°С/мин, а по достижении при охлаждении температуры 700-780°С проводят выдержку в течение 60±10 мин и затем дальнейшее охлаждение. Изобретение позволяет предотвратить появление трещин в зоне термического влияния свариваемых деталей. 3 ил., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для оптимизации режимов сварки плавящимся электродом. Электрод располагают неподвижно в двух токоподводах, измеряют его длину между токоподводами, пропускают по электроду ток, измеряют изменение значений тока и падения напряжения во времени и получают экспериментальную зависимость сопротивления единицы длины неподвижного электрода от времени протекания тока. Задают скорость расплавления электрода в реальных условиях сварки и получают на основании экспериментальной зависимости распределение сопротивления единицы длины электрода в сечении с координатой х в момент времени t =x/VЭ, где x - координата сечения вылета электрода, см, VЭ - скорость расплавления электрода, см/с. Проводят интегрирование полученного распределения единичного сопротивления электрода в каждом сечении его вылета. Координату х при механизированной сварке электродной проволокой отсчитывают от сечения подведения тока, а при ручной дуговой сварке принимают равной длине расплавленного участка покрытого электрода. Способ позволяет, выполнив один эксперимент с неподвижной сварочной проволокой данного диаметра или с покрытым электродом, получить все необходимые данные по электродной проволоке, пригодные для различных скоростей плавления электрода и длин вылетов. 5 ил., 2 пр., 2 табл.
Наверх