Способ проверки защитных свойств сварочных горелок

 

СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СВАРОЧНЫХ ГОРЕЛОК, при котором под соплом сварочной горелки , формирующим поток защитного газа, располагают зонд, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности определения защитных свойств сварочных горелок при использовании как инертных, так и активных газов, в качестве зонда используют плиту с щелевидным отверстием, соответствующим по форме и размерам ядру исследуемого потока защитного газа, а через щелевидное отверстие забирают защитный газ и определяют концентрацию воздуха в нем. (Л со со о 01 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D В 23 К 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3496889/25-27 (22) 06.10.82 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) В. М. Беляев (71) Сибирский ордена Трудового Красного

Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.791.75.9 (088.8) (56) 1. Дубова Т. Н. Окраска защитного газа при сварке-.«Сварочное производство», 1963, № 2, с. 41.

2. Старченко Е. Г. и Любавский К. В.

Влияние конструкции сопла горелки на эффективность газовой защиты зоны сварки. — «Сварочное производство», 1968, № 11, с. 13 — 15.

3. Авторское свидетельство СССР № 576178, кл. В 23 К 9/16, 1977.

4. Квиридзе Т. Г. и др. Исследование перемещения защитного газа с воздухом при сварке в углекислом газе. — «Автоматическая сварка», № 4, с. 19 — 29.

5. Беляев В. М., Штин Н. Г. Методика исследования защитных свойств сварочных горелок. — «Сварочное производство», 1980, № 3, с. 42 — 43.

6. Авторское свидетельство СССР № 823029, кл. В 23 К 9/16; 09.07.79.. SU 113305S A (54) (57) СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СВАРОЧНЫХ ГОРЕЛОК, при котором под соплом сварочной горелки, формирующим поток защитного газа, располагают зонд, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения защитных свойств сварочных горелок при использовании как инертных, так и активных газов, в качестве зонда используют плиту с щелевидным отверстием, соответствующим по форме и размерам ядру исследуемого потока защитного газа, а через щелевидное отверстие забирают защитный газ и определяют концентрацию воздуха в нем.

ll

Изобретение относится к дуговой и плазменной сварке с применением горелок со струйной газовой защитой и может быть применено для проверки защитных свойств сварочных горелок при их разработке и эксплуатации.

Известен способ определения защитных свойств путем окрашивания защитного газа и визуального наблюдения его истечения (1)

Известен оптический способ определения защигных свойств сопел сварочных горелок путем снятия теплограммы (2).

Известен способ исследования истечения сформированного определенным образом плоского потока, визуально наблюдаемого через прозрачный экран на фоне непрозрачного экрана (3).

Однако известные способы позволяют судить достаточно достоверно лишь о характере истечения защитного газа (ламинарный, турбулентный), но не позволяют оценить, соответствуют ли защитные свойства горелки требуемым.

Поскольку основное назначение защитного потока — оттеснение воздуха с поверхности детали, подвергающейся сварке, то защитные свойства могут быть оценены размерами .и формой поверхности, соприкасающейся с ядром защитного потока, т.е. с той частью газового потока, концентрация воздуха в которой равна нулю (зона защиты).

Известен способ исследования защитных свойств сварочных горелок путем определения концентрации воздуха в защитном газовом потоке с помощью специального заборного шприцевого устройства, который позволяет выявить размеры ядра защитного потока на некотором расстоянии от поверхности (4).

Однако данный способ сложен, длителен (требуется последующий анализ забираемых проб воздуха) и не позволяет определить размеры ядра защитного потока непосредственно на поверхности, с которой соударяется поток.

Известен способ определения защитных свойств сварочных горелок, при котором производится локальный забор защитного газа через отверстие в плите, с которой соударяется защитный газовый поток, и одновременно при помощи газоэлектрического анализатора определяется концентрация воздуха в исследуемом газе. Данный способ может быть применен и для оценки защитных свойств сварочных плазмотронов. Для того, чтобы определить размеры ядра защитного потока, плита с отверстием с определенным шагом перемещается в радиальном относительно оси горелки направлении (5) .

Однако при этом на каждом шаге через определенное время, необходимое для стаби33058

55 лизации системы измерения, производится измерение концентрации воздуха в забираемом исследуемом газе. Для того, чтобы получить более достоверную картину, шаг перемещения отверстия выбирается небольшим (1 — 2 мм). (это приводит к тому, что например, при диаметре ядра защитного потока 20 мм необходимо лишь в одном направлении выполнить 10 — 20 измерений, что значительно усложняет и удлиняет определение защитных свойств горелки. Требуемая форма зоны защиты может быть не только в виде круга, но и в виде, например, эллипса, или другой более сложной фигуры. Известно, что для многих металлов эта форма связана с размерами и формой сварочной ванны. В связи с этим количество измерений может многократно возрасти, что при локальном заборе газа приводит к значительному удлинению времени определения защитных свойств, большому расходу газа. Далее перемещение отверстия с плитой строго в горизонтальной плоскости может привести к снижению точности измерений и потребовать применения сложных механизмов.

Наиболее близким по достигаемому эффекту к предлагаемому является способ проверки защитных свойств сварочных горелок, при котором под соплом сварочной горелки, формирующим поток защитного газа, располагают титановый зонд, который нагревают, пропуская через него ток, затем отключают ток нагрева, продувают защитный газ до остывания зонда и измеряют размеры неочисленной зоны (б).

Однако известный способ позволяет определять размеры зоны защиты только в условиях нагрева зонда — титановой пластины сварочной дугой и специальным нагревательным устройством. Известный способ может быть применен лишь в тех случаях, когда в качестве защитного или плазмообразующего газов (например, в плазмотронах) используются инертные газы. Лишь в этом случае на поверхности титановой пластины остается неокисленная зона, характеризующая размеры зоны защиты. Размеры зоны защиты в значительной мере определяются -составом газа. При применении активных газов, например СО, Аг — СО, Ar + О по известному способу вообще нельзя получить размеров зоны защиты, так как на поверхности пластин будет отсутствовать некисленная зона.

Определение размеров защиты по некисленному пятну является косвенным методом, так как отсутствие окисных, нитридных и др. пленок на поверхности ранее нагретого металла свидетельствует об отсутствии взаимодействия воздуха с металлом, т.е. косвенно и об отсутствии воздуха в этой зоне. Однако если на поверхности титано1133058

Составитель Г. Квартал ьнова

Редактор П. Коссей Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 9831/13 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5, Филиал ППП сПатенг», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 вого зонда — пластины будут находиться участки, нагретые ниже температуры 800 С, а согласно противопоставляемому способу таким участком будет являться место подвода охлаждения к зонду, оценка размеров зоны защиты по противопоставляемому способу становится затруднительной.

Целью изобретения является повышение точности определения защитных свойств сварочных горелок при использовании как инертных, так и активных газов.

Эта цель достигается тем, что согласно способу проверки защитных свойств сварочных горелок, при котором под соплом сварочной горелки формирующим поток защитного газа, располагают зонд, в качестве зонда используют плиту с щелевидным отверстием, соответствующим по форме и размерам ядру исследуемого потока защитного газа, а через щелевидное отверстие забирают защитный газ и определяют концентрацию,воздуха в нем.

Поскольку согласно известному способу плита со щелью неподвижна, отпадает необходимость в применении механизмов ее перемещающих. Забор газа осуществляется одновременно по всему периметру защиты, при этом требуется лишь однократное измерение. Поскольку ширина щели невелика (0,1 — 0,5 мм) это не влияет на характер истечения газа и размеры ядра защитного потока. 30

На фиг. 1 показана схема проверки защитных свойств сварочной горелки; на фиг. 2 — плита с щелевидным отверстием (вид сверху).

В плите 1 толщиной 10 мм выполнено щелевидное отверстие 2 шириной 0,3 мм З5 по периметру круга, диаметром 30 мм.

Диаметр круга выбран в данном случае применительно к сварке титана толщиной

5 мм. Щелевидное отверстие 2 сообщается с полостью 3 и далее с трактом 4 забора газа газоанализатора 5, в качестве которого может быть использован, например, прибор

ГЭУК вЂ” 21, связанный с прибором 6 милливольтметром. По центру круга, на расстоянии 8 мм от поверхности плиты установлена сварочная горелка 7 для эргоно-дуговой сварки.

Проверка защитных свойств сварочной горелки производится следующим образом.

Включается подача газа в сварочную горелку и через время, необходимое для прохождения газа через газоподводящие шланги и каналы горелки 7 и истечения его из сопла горелки, включается газоанализатор 5 и производится забор газа из полости

3 через газовый тракт 4 в газоанализатор

5. По истечении времени 1 — 1,5 мин, необходимого для стабилизации газоанализатора 5, производится отсчет концентрации воздуха в исследуемом газе при помощи прибора 6.

По концентрации воздуха в исследуемом газе делается заключение о защитных свойствах сварочной горелки.

В сравнении с известным способом (5), используемым в лабораторных и промышленных условиях, предлагаемый способ требует меньше времени для проверки защитных свойств газовых горелок и плазмотронов — 2 — 3 мин за счет того, что забор газа осуществляется однократно, при этом сама плита неподвижна и не требуется сложных механизмов для ее перемещения. Сокращается в 10 — 15 раз и расход защитного газа, требуемый для проверки защитных свойств газовых горелок и плазмотронов.