Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом

 

Оfl-ÈСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„I996133

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2!.О! .81 (2! ) 32825?9/25-27 (51) М. Кл з с присоединением заявки №вЂ”

В 23 К 9/16 (23) Приоритет—

Гваудлрственнмй кемнтет

СССР де делам нзебретеннй н еткрмтий

l (53) УДК 621.791.. .753.9 (088.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.83

П. А. Антонов, В. А. Белик, В. Л. Береславски

О. N. Игнатьев и М. П. Малол (72) Авторы изобретения, В.ОВ. ДСЕСО7дв=те .ц.

1 (71) Заявитель (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ!

Изобретение относится к дуговой сварке в защитных газах.

Известны горелки для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащие корпус, сопло, цанговый зажим для крепления неплавящегося электрода (1).

Недостатком известных горелок является то, что эти горелки не обеспечивают воздействия упругих волн, возникающих при

- искровом разряде, на металл сварочной ван-ны для повышения качества сварного шва.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для дуговой сварки. неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, установленных в полости керамического- сопла. Один из дополнительных электродов заземлен, а на второй подаются периодические импульсы напряжения. Использование дополнительных электродов для возбуждения искрового разряда позволяет улучшить качество сварного шва за счет воздействия на металл

2 сварочной ванны упругих волн генерируемых при искровом разряде. Упругие волны создают в сварочной ванне импульсы избыточного давления, что в соответствии с уравнением Клапейрона-Клаузиуса.

5 дт туг -ч где ЬР— величина избыточного давления;

Ю-изменение температуры фазового перехода жидкость-кристалл при наложении избыточного давления d P;

L -удельная теплота кристаллизации;

V xV,— удельйые объемы жидкой и твердой фаз соответственно, что приводит к дополнительному переохлаждению металла сварочной ванны на величину

ЬТ.

При этом увеличивается вероятность образования зародышей кристаллической фазы в расплаве в соответствии с формулой:

16; Ьзта

16л. 6т.

6 — удельное поверхностное натяжение на грани це раздела жидкой и твердой фаз; 1- абсолютная температура расплава, что, в свою очередь, способствует формированию при затвердевании мелкодисперсной

996133 кристаллической структуры металла сварного шва и, соответственно, повышению его прочностных характеристик.

Однако в процессе работы известной горелки плавящийся сварочный электрод, через который проходит ток сварки силой в несколько сот А, сильно разогревается и в результате термоэлектронной эмиссии окружен плотным электронным облаком. При подаче импульса напряжения на дополнительный электрод между ним и раскаленным сварочным электродом легко возникает электрический разряд и, таким образом, появляется паразитная электрическая связь, приводящая к нарушению периодичности, а в некоторых случаях (например, при сильном разогреве сварочного электрода) даже к полному прекращению искровых разрядов в искровом промежутке между дополнительными электродами. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве сварного шва, поскольку фактически подавляется положительный эффект поля упругих волн. Указанная паразитная связь может явиться также причиной выхода из строя сварочной аппаратуры, поскольку к элементам сварочной цепи прикладывается достаточно высокое импульсное напряжение.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва путем устранения электрического разряда между сварочным электродом и дополнительным электродом.

Цель достигается тем, что горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутренней стороне экрана по линии, папаллельной оси горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.

На чертеже схематически изображена предлагаемая горелка, общий вид.

Горелка содержит корпус 1 с закрепленным в нем соплом 2, электрододержателем (цангой) 3, неплавящегося электрода 4.

Горелка снабжена экраном 5, на внутренней поверхности которого установлены электроды 6 и 7 для возбуждения искрового разряда. Электрод 7 заземлен. Позицией 8 обозначена сварочная ванна на изделии.

Горелка работает следующим образом.

Между сварочным электродом 4 и свариваемым изделием возбуждают дугу и затем перемещают горелку в направлении сварки со скоростью У в. После образования сварочной ванны 8 к электроду 6 прикладывают импульсы положительного напряжения и тем самым в искровом промежутке, образованном электродами 6 и 7, возбуждают искровые разряды. Импульсы давления, возникающие при искровых разрядах, воздействуют на металл сварочной ванны, в результате чего формируется мелкозернистая равноосная стуктура металла сварного шва. Наличие такой структуры обуславливает повышенную прочность металла сварного шва.

Испытания предложенной горелки в промышленных условиях показывают улучшение качества сварного шва по сравнению с прототипом, а именно измельчение кристаллической структуры направленного металла и повышение коэффициента прочности сварного соединения металла шва на 10 — 15%.

Формула изобретения

Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержателем, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем устранения электрического разряда между сварочным электродом и дополнительным

35 электродом, горелка снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутренней стороне экрана по линии, параллельной оси

4 горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бродский А. Я. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. М., Машгиз, 45 с. 137 — 145.

2. Разработка методов повышения коэффициента прочности сварных соединений при сварке металлических материалов под воздействием упругих волн. Отчет по НИР

50 № 78061916, инв. № Б7118555, 1978, с. 36 (прототип).

996133

Составитель Г. Квартальнова

Редактор А . Химчук Техред И. Верес Корректор И. Шулла

Заказ 798/22 .Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4IS

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4