Аппарат для электрической дуговой сварки

 

Класс 21 h, 24 № 3476

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ аппарата для электрической дуговой сварки.

К патенту Д. А. Дульчевского, заявленному 26 октября 1925 г. (заяв, свид. ¹ 4881).

0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1927 г. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1927 г.

Качество и производительность дуговой электросварки в значительной степени зависят от непрерывности процесса сварки, равномерности движе ния вольтовой дуги по обрабатываемой детали и поддержании возможно короткой и .равномерной длины дуги.

Ручная электросварка, производимая даже на|иболее искуснымх сварщиками, этим требованиям не может удовлетворить. По этой причине избегают ручного производства работ, требующих наибольшей однородности и плотности металла, как-то: наллавки металла на трущихся поверхностях,. шейках осей, валов,сваркитруби проч.

Опыты сварки дымогарных труб вручную и на станке †д автоматической сварки показывают, что механизированная сварка производительнее ручной, при чем брак по пористости наплавленного металла при механизированной сварке не превышает 17о, тогда как ручная сварка труб дает до 100 : брака по псристости. В существующих аппаратах для автоматической сварки подача электрода по мере его плавления и регулирование длины вольтовой дуги осуществляется посредством специально сконтруированных электромоторов. Регулирование длины вольтовой дуги в этих аппаратах достигается:

| изменением скорости вращения подающего электрод якоря электромотора с независимым возбуждением поля от сети постоянного тока и напряжения, а также посредством регулирующих напряжение реле и системы реостатов.

Такая система аппаратов для автома.вической электросварки, требуя солидной мощности сматывающего с бухты и выравнивающего проволоку электромотора, имеет следующие недостатки: сложность ко нструкции, необходимость отдельной цепи постоянного тска для питания возбуждения мотора и недостаточно точная регулировка вольтовой дуги, вследствие инерции вращения якоря мотора, т.-е. отсутствия полной синхронности в изменениями скорости вращения якоря (подачи электрода ), с изменением длины вольтовой дуги .

Действие предлагаемого аппарата основано на пульсации тока вольтовой дуги, вследствие колебаний величины ее ом ического сопротивления, происходящих от металлических замыканий вольтовой дуги отделяющимися от плавящегося электрода шариками металла.

На чертеже фиг. 1 изображает схему аппарата, фиг. 2 — вид аппарата сбоку, фиг. 3 — то же,:вид сверху, и фиг. 4— вид спереди.

Предлагаемый artHapaT состоит: из латунной П-образного профиля рамы 1 (фиг. 2), в одном конце соединенной шарниром с державкой головки 2 — 3 — 4, имеющей форму изогнутой пластины 2 с приваренной трубкой 4, и двумя сердечниками 3, образующими подковообразный электромагнит (фиг. 2 и 3). На раме 1 установлены два электромагнита 5 и 7 с замкнутым магнитным полем, из которых первый включен в цепь вольтовой дуги последовательно, а вторэй— параллельно pyre. На другом конце рамы 1 установлены 4 медных ролика 8, служащие одноаременно держателями электрода 9 и контактами.

Посредине, внутри рамы 1, на оси 13 (фиг. 2) качается медное коромысло 10, авязанное с одного конца шарниром 17 с хвостовиком якоря влектро магнита 5, а на другом конце имеющее поперечную планку, на которой качаются pse стальных собачки 11 (фиг. 4), наяимающие при помощи двух припаянных к ним пластинчатых пружинок 12 на электрод 9 (фиг. 4). Хвостовик якоря соленоида 5 имеет еще две цапфы 18 (фиг. 2 — 3), входящие в щели двойной вилкообразной кулисы 15, качающейся на оси 1б посредством рычага кулисы, связанного цапфой 19 с хвостовиком якоря соленоида 7. В средней части кулиса 15, имеющая форму сегмента, снабжена дуговой щелью, при чем ширина щели у левого конца равна толщине цапфы 18, правый же конец щели — ши р е на 2 лм.

Аппарат связан с державкой 2 — 3 — 4 посредством шарнира 14 и стремится передней частью электрода опуститься вниз. Пружина 20 (фиг. 2), приклепанная к державке, предназначается для уравновешивания аппарата. при чем последний притягивае гся к державке электромагнитом только при наличии тоха в цепи вольтовой дуги. Электрическая цепь аппарата (фиг. 1): предмет, через вольтовую дугу в электрод 9, через. ролики 8 в раму 1, через заким 2б в обмотку соленоира 5, через гибкий кабель 24 в обмотку электромагнита державки 2 — 3 — 4, и, зап.ем, через кабель внутри трубки 4, — источника тока. Шунтовой электромагнит 7 включен параллельно вольтовой pyre.

Электромагнит державки 2 — 3 — 4 и приклепанная к ярму шунтовой катушки железная пластинка-якорь 21 служат для образования вольтовой дуги в моменты касания электрода 9 к предмету: силою электромагнита 3, при содействии пружины 20, конец аппарата у электрода, вместе с последним поднимается на 3 ли, образуя дугу. Весь механизм аппарата закрыт кожухом 23.

Дейспв ие аппарата основано на пульсации тока, вызываемой замыканиями вольтовой дуги между предметом и металлическим электродом, стекающими с последнего шариками металла. Частота пульсации тока, зависящая от количества отделяющихся от электрода шариков, которое, в свою очередь, находится в зависимости от длины вольтовой дуги, изменяется в пределах от 25 до 50 колебаний в секунду.

Якорь соленоида, включенного в цепь дуги, встречая эластичное сопротивление пружины, колеблется, соответственно количеству отделяющихся шариков, развивая при этом работу, вполне достаточную для продвижения электрода между катящимися контактами-роликами. Амплитуда колебаний якоря равна при этом 1 — 3 мл.

Устанавливать и регулировать нормальную скорость подачи электрода возможно путем изменения амплитуды колебаний якоря электромагнита 5 посредством коромысла 10 и установленных íà последнем двух собачек 11, нажимающих своими лезвиями нъ электрод 9 и спускающих последний по мере плавления вниз. Амплитуда колебаний (сксрость подачи) регулируется шунтовым соленоидом 7.

Аппарат пускается в действие каса» нием электрода 9 к предмету, вследствие чего электромагнит 3 державки, притягивая якорь 21 и поднимая электрод 9, образует вольтсву дугу.

Одновременно начинает плавиться электрод, вызывая колебания якоря соленоида 5, нажимаемого книзу пружиной, заключенной в медном колпаке-регуляторе 22. Амплитуда колебаний якоря соленоида 5 определяется положением кулисы 15, связанной, в свою очередь, с якорем шунтового соленоида 7. При слишком короткой pyre (низком напряжении) или при коротком замыкании электродов якорь соленоида 7 опускается, передвигая кулису вправо, вследствие чего цапфа 18 якоря электромагнита 5 переходит в более узкую часть щели кулисы 15, уменьшая амплитуду колебаний якоря (скорость подачи электрода), или же заклинивается в щели, совершенно прекращая подачу электрода. С увеличением длины дуги (повышением напряжения) якорь шунтового соленоида 7 поднимается, поворачивая кулису влево, вследствие чего цапфа 18 якоря электромагнита 5, переходя в более широкую часть щели кулисы, получает возможность большей амплитуды колебаний, благодаря чему скорость подачи электрода возрастает до установления заданной длины дуги (напряжения). Таким образом, образование дуги и регулирование длины ee происходит автоматически, а подача электрода происходит только при наличии дуги, т.е. плавления электрода. Режим напряжения дуги устанавливается для шунтсвого соленоида (регулятора дуги) реостатом.

Для наплавки металла на крупных предметах, могущих быть установленными на центрах токарного станка, сварочный аппарат крепится в суппорте и может передвигаться с помощью самохода. При сварочных работах и наплавках на плоскостях аппарат может передвигаться на роликах.

ПРЕДМЕТ ПЛТЕНТА.

l. Аппарат для электрической pyroвой сварки с приспособлением для автоматической подачи сварочного электрода, характеризующийся применением электромагнитов 5 и 7 (фиг. 1), из коих последовательно включенный в сварочную цепь электромагнит 5, питаемый пульсирующим током сварочной дути, колебаниями своего якоря сообщает поступательное движение сварочному электроду 9, шунтсвой же электромагнит. 7 предназначен для регулирсвания амплитуды колебания якоря электромагнита 5, перемещением кулисы 15 (фиг. 1).

Z. Форма выполнения охарактеризованного в и. 1 аппарата, отличающаяся тем, что действующий на электрод 9 при посредстве шарнира 17, ксромысла 10 и двух собачек 11 якорь электромагнита 5 снабжен регулируемой пружиной 22 и цапфами 18, - входящими в щели двойной вилкообразной кулисы 15, повсрачиваемой вскруг оси 1б при помощи рычага, соединенного цапфами 19 с якорем соленоида 7 (фиг. 2, 3, 4).

3. В охарактеризованном в п.п. 1 и 2 а ппарате применение последовательно включенного в цепь дуги электромагнита 3, служащего для образования дуги в момент касания электродом свариваемого предмета, благодаря, электрод при посредстве шарнира 14 притягиванию якоря 21, подымающего (фиг. 2). фиг Уипо-литография «Красный Печатник», Ленинград, Международный, 75.

0фиг 3, /и . /« /е Г/