Неплавящийся электрод для дуговой сварки и способ его изготовления
Изобретение от гоёится к области сварки, в частности к горелкам для дуговой сварки неплаиящимсп электродом в среде защитных газов на токах обратной нолярности, и может найти. применение в любой отрасли ародного хозяйства при сварке изделий из алю- Ю1НИЯ и его снлавов. Цель изоОрйтекия .- повышение стойкости электрода и его проп.чаплягощей способности п процессе сварки. Для этого а торец тугогшапкой вставки 2 на /3 - 1/2 высоты насажено кольцо из легкогатгшкого металла, ннешнля образующая которого имеет форму тора, с иоследуюп-азм образоиаь ием у рабочего торца пставкп 2 из тугоплавкого металла дополнительной полости 5 в виде вог- riyroro тора подобного основному, образующему полость 4, а пя наконечнике j контактно этому под углом 0 30 - 60 к его продолыгой оси оынолнекы радиальные отверстия 6. Полость 5, образова11ная после раснпавлёния легкоплавкого кольца, ис- |кл1очает контактирование торца встакки 2 с наконечником i, расш1авлер1ие его и попадание жидкой меди на торец вставки 7. с образованием интерметаллидпых прослоек, приводящих к образоуанито трещин и выкрашиванию пставки 2, 2 с,п. ф-лы, 5 шт., 2 табл. с SS
Ф рффи
@ ° СО1ОЗ COeVСНИХ
@ СОЦИАЛИСтИЧЕСИИ
%Г. Р
ОПИОАНИЕ ИЗ)БР. :-,1 «=,.КИЯ
И ABТОРСИОмУ СВКДЕ П-ПьС"Г.-.У
ГОСУДгХ СтБЕНИЫЙ JOJA>f TET CCCP
f10 ДЕЛАМ ИЯОБРЕТЕИИЙ И GTHPdTÈÉ (46) 23 ° 07. 93. Бюл, 1 - 27 (21) 4026983/27 (22) 21,02,86 (72) С.И. Полосков Aà.À« Агеева
В.А. Букаров и В.A. Кирсанов (56) Авторское свидетельство СССР
11 979792, кл. В 23 J(35/02, 1981. (54) нкпллвящийся элкктгод для дуГО-.
ВОЦ СВАРКИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕИИЯ (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к горелкам для дуговой сварки неппавящимсп электродом в среде защитных газов на токах обратной полярности, и может найти. применение в любой отрасли народного хозяйства при сварке иэделий из алюминия и его сплавов. Цель иэобретeния . — повьииение стойкости электрода и его проплавллющей способности в процессе сварки. для этого на торец
4 (1 « Ъ паъЗ (III t «и ф g, t A 1
aoms м
-угош апгой вставки 2 иа 1/3 — 1/2 высоты насажено кольцо из легкоплавкого металла, внешняя образующая которого имеет форму тора, с последующим образованием у рабочего торца вст-«Hatt 2 иэ тугоплавкого металла дополнительной полости 5 в виде ногг утого тора подобного основному, образующему полость 4, а на наконечпике 1 контактно этому кольцу под о углом с = 30 — 60 к его продольной оси выполнены радиальные отверстия б.
Полость 5, образованная после расппавлепия легкоплавкого кольца, ис ключает контактирование торца вставки 2 с наконечником 1, расплавление его и попадание жидкой меди на торец вставки 2 с образованием интерме 78Ji fltjgпых ITpot JIocK y приводящ11х к образованию трещин и выкрашиванию вставки 2. 2 с.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл, 1 !
34
Иэобрете3333е относится к области
С33аРКИ > R (3аСТ13ОСТИ ll yCT!(ÎÉ(ТваМ дня дуго33ой сварки не(3ланящимся электродом н эа3питных газах на токах обратной полярности, и может найти примене33333 во всех отраслях народного хозяйства. н том числе
B энергомашиностроении, аниационной, нефтяной, судостроитег3Ь33ой и химичеcêîg3 промьппленности для сварки изделий из ал3ом33ния и его спланон.
Целью изобретения является поньппенне стойкости электрода и его проплавляющей способности, На фиг, 1 показана форма заготовки медного наконеч3п33<а со сту" пенчатым отверстием для размещения туголланкой вставки; на фиг, 2 эаготонка медного наконечника после размещения н ней тугопланкой (вольфрамовой) вставки и закрепле3гня на этоЙ вставке кольца 333 лепкопланкогО металла, ннепшяя Образующая которого имеет форму тора; на фиг. 3 — торце-
33ая часть медного нанонеч3п3ка с вольфрамовой вставкой и кольцом из легкоплавкого металла после запрессонки„ на фиг. 4, — конструкция неплавящегося электрода; на фиг. 5 — конструкция торцевой части горелки для дуговой .сварки непланящимся электродом в среде защитного газа на постоянном токе обратной полярности.
Непланящийся электрод состоит.иэ медного охлаждаемого наконечника 1 (см. фиг., 1-5) с резьбой (на чертеже не показана) в его верхней час.ти дпя крепления электрода в горелке.
В наконечнике 2 запрессонана тугопланкая (вольфрамовая) вставка 2 вогнутая со стороны рабочего торца.
Иа рабочий торец тугопланкой вставки насажена 33а.(1/3 — 1/2) своей высоты
S легкоплавкое кОльцО 3 не3ешнпя образующая которого имеет форму тора, ответного тору образующей оспо3зной полости 4 идентичных,размерон, которое н процессе работы горелки образует до31ол33ител3.ну3п полость 5 у рабочего торца тугопланкой вставки 2
Контактно легкоплавкому кольцу 3и медном наконечнике 1 под углом о = 30 — 60 к его продольной оси выполнены радиальные отверстия 6, оси которых проходят через кромку рабочего торца туго33ла33кой 33станки 2
На коиусной образу3(3щей медного 33а! 87! 2 конечника 1 нь333сл33е33 -3абор333333 поясок 7, 33а который выходят радиальные отверстия 6, а н теле наконечника имеется полость 8 для подачи ( хладагента.
Неплавящийся электрод изготав ливают следующим Образом, В медном .наконечнике 1 (см, фиг. 1) сверлят отверстие диаметром Й ) =. с1 „ соотнетстнующее диаметру вольфрамовой вставки 2, на глубину Hl равную сумме длины 1 вставки и расстоя33ию 33 от рабочего торца медного наконечника 1 до рабочего торца тугопланкой вставки 2. Затем полученное отверстие й„ расснерливают, увеличивая его диаметр до величин 3 d„, равной внешнему диаметру легкоплавкого кольца 3, При этом глубину этой части отверстия выполняют равной
h + (1/3 - 1/2)S, где S — высота н мм легкоплавкого кольца 3, которое
25 должно быть насажено на рабочий торец тугопланкой вставки 2, Затем н это отверстие нставля3от тугппланкую нстанку 2 и на ее рабочий торец на (1/3 — 1/2) S насаживают легко3тланкое кольцо 3 ",см. фиг. 2) и все это запрессонынают с образованием основной полости 4 конусной формы, Затем контактно легкоплавкому кольцу 3 под углом d = 30 — 60 относительно продольной оси эле;троЗ5
" да (см. фиг, 4) выполняют радиальные отверстия 6, оси которых проходят через кромки рабочего торца тугоплавкой вставк3л 2, заборный поясок 7 (10 и полость 8 для подачи охлаждающей жидкости (ноды).
Изготовленный таким образом непланя3цийся электрод устанавливают н горелку дпя сварки и центрируют относительно ее сопла (ñì. фиг. 5).
В полость 8 подают охлаждающую жидкость„ подают защитный газ и включают источник питания, предварительно устаноннн ток н 1,2 — 1,5 раза превьппа3ощий максимальный рабо50 чий ток для данного диаметра вставки 2. Возбуждают сварочную дугу между вставкой 2 и графитоной пластинкой 9. Иа этом режиме производят сварку н течение 2 — 3 мин.
Так как сила тока пренып3ает до- пустимую, то на первом этапе сварки происходит частичное o!L(làl(ëellèå .боковой поверхности погости 4 на1341871 конечникя 1. При этом анодная часть столба дуги препяrcтлует эагглавлению вставкой 2. Под действием столба дуги полость 4 приобретает форму тора, а диаметр dÄ EE ее критического сечения становится равным
0,3 - 0,6 диаметра вставки d
Затем происходит расплавление легкоплавкого кольца З.и стекание расплавленного металла этого кольца на графитовую пластину с образованием у рабочего торца тугоплавкой вставки 2 дополнительной. полости 5 торовой формы подобной торовой форме основной полости 4 с идентичными размерами. Анодная часть дуги и в этом случае препятствует смыканию полости и заплавлению торца вставки
2, После расплавления кольца 3 электрод готов к работе, Неплавящийся электрод работает следующим образом.
Устанавливают необходимый рабочий ток и производят сварку изделия.
Сварочная дуга обжатая стенками полости 4 и изолированная от них
Ф потоком газа преобретает жесткость и ° пространственную устойчивость, а дополнительное сжимающее действие потока газа, поступающего через радиальные отверстия в наконечнике, способствуют повышению коцентрации дуги и увеличению эа счет этого глубины проплавления, Повышение проплавляюгцей способности дуги и улучшение стабильности и горения позволяет производить сварку эа один проход стыковых швов без раэд«„лки кромок толщиной до !2 мм. л
Полость 5, образованная после рас плавления легкоплавкого кольца 3, исключает контактирование торца вставки 2 с наконечником 1, расплавление в этой зоне последнего и по" падание жидкой меди на торец вставки 2 с образованием интерметаллиднык прослоек, приводящих к образованию трещин и ныкрашнванию вставки 2 llo паданием этих частиц в шов. Защитный гаэ, поступающий через отверстие в обрз««оввг«туюся полость 5, не только дополв ит е.и лво охлаждает электрод, способе п«vя увеличению его стойкости, но и ок.) в)))«);гет боковые поверхности полос) и f)fr).nffe rft it) В горелку для сварки стабилизированной дугой уствиввливани иеллавя5 щиеся электроды, в медный наконечник 1 которых были эапрессоваггь« вставки 2 иэ лантанированного вольфрама диаметром 1, 2, 3 мм соответственно. На вставки 2 были надеты легкоплавкие кольца, изготовленные иэ припоя на основе сееднненя меди с цинком, марки ПМЦЗЬ, ГОСТ 8190-73, при этом угол d. выбирали равным 45 . Горелку устанавливали на уста««овку СА-200 с источником питания ПСО-300. После расплавления легкоплавкого кольца 3 и формирования дополнительной полости 5 у рабочего торца тугоплавкой вставки 2 производили сварку трубных образцов диаметром 84 х 12 мм иэ сплава АМГ-Ь. Защитный газ аргон. Концентрацию дуги оценивалн по изменению глубины проплавления на 25 макрошлифах образцов, Ресурс (срок службы) электродов определяли до их разрушения и вытекания части вольфрамовой вставки в сварной шов или заплавления .полости йаког«ечника ЗО жидкой медью. Данные исследования приведены в табл. и 2 ° Затем сварку осуществляли на токе 100 Л при диаметре тугоплавкой вставки мм, изменяя только угол наклона отверстий. Высота S легко,плавкого кольца 3 составляла 0,5 мм, эаглубление вставки 1,0 мм, выступание кольца за торец вставки 0,3 мм. Предложенный неплавящийся электрод го для дуговой сварки Tlo сравнению с Efp0 тотипом позволяет улучшить стабилизацию дуги, повысить ее концентрацию и увеличить за счет этого глубину проплавления дуги. Кроме того, повышается ресурс (срок службы) электродов, снижается расход вольфрама, что делает процесс сварки более экономичным, при этом достигается )«пнлш)ение производительности труда в 1,6 1, 7 раза эа счет увеличе)«ин лроплавляющей способности луги и cf«t*eиия процента брака . Сг«иж,«етсн расход вольфрама в 1,9 ра:«в эа <.иеT в»вышения ресурса гге«))«аг«н))«ь гппн -fr)r .:тров 55 д Формул а изображ...и ив 1. H«EIJIGBH)««tf)«CV. )ni, г )::-) ;)V- . ГОВОй СВаРКИ В !.I)Å .е .:;) )» и;) f» T 3 ) . 1.(е уби- Срок на про-1 слу))ещеавле-) бы, ч Ее и я 2.1)») Высота Df fCSyffat лсгкоппав— КОГО КОЛЬ ца за т.o" Эаглубление т"уГО йлавкаее встанки, h ток диаметр 1 сварки, вставки, А (,, мм ЪА кольца Б) мм рец. тугоплавкой вставки, мм 0,5 0,5 1оо "!,0 О.3 1оо 0,6 о,4 1,2 100 <) п 250 0 4 1,0 пО 250 250 400 400 () о 400 постоя?(н!ем t()KO?1 Обрат(ЕОЙ п(»лярности, с ос тоне?е??й и .3 Mf.lf tt of o Охла)2(дяеяо t o ?Елконе и)ика и вставки из тугоглавкого металла, эа пресс Ое) а н??ой со сторОиы тОрца на конечннка с О бра аованием попости, стенки которой и??ее()т форму выпуклого тора, О т л и ч а К) ПЕ Н и С Н ТЕМ? ЧТО„С ЕЕЕЛЬЮ HO)f?t в?ения стойкости электрОда ?l ОГО прОftsraEt2tfft()fEfeif способности, со стороны торца HBKotteчне?ка под полостью,, ееме?е)" ееЕей форму выпуклого тор",, tft,t»ost(let?a дополнительная полость в ниде вогнутого тора, эаканчивающаяся на высоте 1/3 - 1/2 высоты тугоплавкой вставки, а в наконечнике под углом 30 — 60 ) к продольной оси электрода выполнечы сооб(Г»аюЩ?еес)е с НОлостьеа радиальные отверстия для подачи гана, 2. Способ иэготовления непланяtffегоca электрода для дуговой сварки, 1 вклк)чаеоеееий сверление отверстия в М(,(!E()?1 ff:f t(ОН(< ) f(ff ." C» (7-, ()»»»)1<», и(Г0 ТУ Г()ППП))(<()й tf(Та»? ?еие t»f a?f 0?f(ч t?f?,"n (?(л ст ), с те?п<и НОТОН()й tf?EB) »7 ф()Е))1»2»f:(Е) ".<)!ГЕ (» Т()pff, () т JE и е а f() ()е и ft с ее ) ем что ;:е(pед у".тд?еоp., хfпн (чt Опнлflf<(»й вcтавкн еаст.. 0те)ерстка? со (т()ро?еы рабоче»() торца расс гейл) е на)()т на е .и убн)?у Ь + ((/3 — f/2) 8> где 4 — р))сгтояние От рабочего торца медного наконечни?(а до рабо )ее о то?)ца туе 0плавкой вставки, ) — ееысс»та легкоеелавкого-кольца, а на торец тугоплавкой вставки fa ) /3 — (/2 ее выФ сотке ?еасая?1ва?:т кольцо ?еэ легко?2(ее:;?<огоа мс талл а., внсп<няя Обра эуюк.,:f ff ко-торого и);еет форму тора, Ef после образо»анин полости, стенки котopo)" имею-г фдрму в?ете»()се?ого тора„, рас-плавляют хеегкопееавке)е кольцо с образованием дОполнительной tto(20OT!t? имек)щей форму вогнутого тора, ! 13 .1871 д б л и и а ? Ток, Л 30 100 100 100 Угол вакх(она от Глубина проплаво верстнй,d . ле!!!!я, мм Срок слутбм (стойкое ть) н ьо< тяБитеиb Г. Тютчеикоия Редактор Е. ",!есрапова Техред И.Пог оиич Корректлр 1 Реци ни Заказ 3085 Тираж ВШИ1И11 осудярствеиного коыитота СССР ио де.пал изобретениц ц открытий 11!l)3 >, босния, Ж-35, Раушскал иаб,, д, 4/5 Поииисцг е (jpoH÷Ð ú (t " ни 1-ио. Фиирафичес ко» предприл тиР и, Г. Ужиород, i " . 11» ", à i; 
