Горелка для дуговой сварки

 

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1346 72 А1

Ш В 23 К 9/ l6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fMHT СССР

% (21) 4018973/25-27 (22) 11,02,86 (46) 23. 10.87. Еюп. Р 39 (72) В,Б.Вихман, М.П,Ииронычев и Ю,И.Скворцов (53) 621. 791. 754. 034 (088.8) (56) Гуревич К.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Наукова думка, 1981, с. 142.

Авторское свидетельство СССР

Ф 698735, кл. В 23 К 9/16, 06.08.76. (54) 1. ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ в среде защитного газа, содержащая сопло, цилиндрический медный электрод с полостью охлаждения, на рабочем торце которого закреплена вольфрамовая вставка, кольцевой канал для фор мирования газового потока, образован"

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности. к горелкам для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа, преимущественно алюминиевых сплавов.

Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения допустимого значения сварочного тока и повышение качества сварки путем снижения возможности образования вольфрамовых включений в сварном шве, На чертеже показана горелка, разрез.

Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов содержит корпус 1, имеющий ка.нал 2 для подачи и канал 3 для слива охлаждающей жидкости, охлаждаемую полость 4, сообщающуюся с каналами 2 ный внутренней поверхностью сопла и наружной поверхностью электрода, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения допустимого значения сварочного тока и повышения качества сварки путем снижения возможности образования вольфрамовых включений в сварном шве, нерабочий конец вольфрамовой вставки расположен в полости охлаждения электрода, а вылет вольфрамовой вставки из электрода равен

1,1-1,5 ее диаметра.

2. Горелка по .и.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что вольфрамовая вставка эаглублена внутрь медного Ф электрода на величину, равную 1 5-2 диаметрам вставки, и 3, и каналы для подачи защитного газа (не показаны). На корпусе 1 закреплено, например, с помощью резьбы керамическое сопло 5. В сопле 5, концентрично ему, установлен медный цилиндрический электрод 6 с полостью 7 охлаждения ° Электрод 6 закреплен в корпусе 1 горелки, например, с помощью резьбы, при этом полость 7 охлаждения электрода 6 сообщается с охлаждаемой полостью 4 корпуса 1. Элек" трод 6 выполнен в виде цилиндрического стакана из меди, На рабочем торце электрода 6 установлена вольфрамовая вставка 8. Для герметизации полости

7 охлаждения электрода б вольфрамовая вставка 8 зачеканивается (с помощью стального трубчатого чекана) в медный электрод 6 по окружности со стороны рабочего торца электрода 6 и

1:1 л6 372 при необходимости может быть легко заменена на новую, Вольфрамовая вставка 8 выполнена в виде цилиндра, имеющего рабочий конец в виде усеченного конуса ° Нерабочий конец вставки 8, расположенный в полости 7 охлаждения, выполнен ,плоским. По одному из вариантов выполнения изобретения конец вставки 8 электрода 6, расположенный в полости

7 охлаждения, выполнен в виде конуса, что целесообразно прИ использовании вставок 8 небольших диаметров, Воль-. фрамовая вставка 8 утоплена внутрь

3 электрода 6 на величину, равную 1,52 ее диаметра. Вылет (h) вольфрамовой вставки 8 из медного электрода 6 составляет 1,1-1,5 ее диаметра.

В полости 7 охлаждения медного электрода 6 концентрично ему и в непосредственной близости от вставки 8 установлена с зазором трубка 9.Внутренней поверхностью 10 сопла 5 и наружной поверхностью 11 медного элект--э рода 6 образован кольцеобразный канал 12 для формирования газового потока, сообщающийся с каналом для подачи защитного газа корпуса 1.

Расположение нерабочего конца

30 вольфрамовой вставки в полости охлаждения электрода обеспечивает непосредственное ее охлаждение проточной жидкостью. Это . позволяет значительно увеличить отвод тепла от вольфрамовой вставки за счет исключения сопротивления тепловому потоку на границе раздела между медным электродом и вольфрамовой вставкой, Увеличение теплоотвода от вольфра" мовой вставки позволяет на 20-40% увеличить допустимое значение сварочного тока и, следовательно, увеличить производительность горелки в целом. Непосредственное охлаждение вольфрамовой вставки позволяет снизить воэможность образования в сварном шве вольфрамовых включений.

При вынете вольфрамовой вставки, меньшем 1, 1 ее диаметра,.дуга при смене полярности начинает гореть неустойчиво иэ-за черезмерного охлаждения активного торца, При вылете вольфрамовой вставки, большем 1,5 ее диаметра, уменьшается градиент температур по длине вставки, что уменьшает допустимое значение сварочного тока„

Доли тепла, отводимые от вставки за счет непосредственного смывания перабочег о конца водой и за счет теплоотвода через боковую поверхность в медь, зависят от высоты вольфрамовой вс.танки, заглубленной внутрь электрода. Чем меньше эта высота,тем больше градиент температур по длине вставки и больше доля тепла, отводимого от рабочего торца вставки за счет непосредственного контакта вставки с охлаждающей >водой. При увеличении высоты заглубления встав",и в медный электрод эффективность охлаждения рабочего торца снижается вследствие уменьшения температурного градиента по длине вставки, а также вследствие того, что хороший контакт медного электрода с заглубленной частью вставки по всей ее боковой поверхнг сти осуществить сложно (он имеет место в узкой кольцевой зоне зачеканки вблизи торца электрода„ имеющей высоту около одного миллиметра).

В идеальном случ",å желательно,чтобы эта величина приближалась к нулю, однако конструктивно такое решение невозможно.

Конструктивно величина заглубления вольфрамовой вставки в медный электрод должна быть не менее 1,5 диаметра вставки, что необходимо для ее надежного и герметичного закрепления и уменьшения электросопротивления в контакте между электродом и вставкой.

Для регулировки свободного вылета вольфрамовой вставки с целью компен сации ее укорочения вследствие возможной эрозии рабочего торца, величину заглубления ее в медный электрод можно увеличить до величины, равной двум диаметрам вставки, Дальнейшее увеличение заглубления приводит к н снижению эффективности охлаждения и стойкости вольфрамовой вставки, Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов работает следующим образом.

В корпусе 1 по каналу 2 подается охлаждающая жидкость, например вода, которая через охлаждаемую полость 4 корпуса 1 и трубку 9 поступает к концу вольфрамовой вставки 8, расположенному в полости 7 медного электрода

6, а затем через зазор между трубкой

9 и электродом 6, полость ч корпуса

1 и канал 3 корпуса выводится из горелки. Затем через каналы корпуса 1 в каналы 12 между соплом 5 и эле.ктро"

1346 372 а температуры вольфрамового катода от

3500-4000 до 3000 К снижается с 1000 до 50 А/см . При диаметре поперечно5 го сечения дуги 2 мм ток в дуге соответственно уменьшается с 300 до

2 А, что недостаточно для поддержания дугового разряда. Зависимость критического тока от величины выпета электрода марки ВИ 30 представлена в таблице. дом 6 подается защитный газ. Горелк подносится к свариваемой детали, включается ток, возбуждается дуга и производится сварка, Интенсивное охлаждение и ограни" чение вольфрамовой вставки по длине обеспечивают высокий градиент темпе ратур вдоль ее оси, обуславливают хорошее охлаждение рабочего конца вольфрамовой вставки, предотвращают образование на нем капель жидкого металла и .попадание их в сварочную ванну.

Максимально допустимое значение сварочного тока для предлагаемой горелки изменяется от 280 до 240 А при увеличении h от 3,3 до 4,5 мм (т.е. при отношении величины вылета к диаметру вольфрамовой вставки

h/d от 1,1 до 1,5), При величине вылета h <3 3 мм (h/d 1, 1) интенсивное охлаждение вольфрамовой вставки приводит к переохлаждению вольфрама. При этом ухудшается возбуждение и стабильност горения дуги, так как плотность термоэмиссионного тока при уменьшении

В ели чи

Критический ток, А

Предлага Извеемый цан- стный

Говый электродержатель вылета, 15 мм

Вол ьфр амо" вая вставка, непосредст" веннь охлаждаемая водой

220 325

190 280

180 240

170 200

150 170

130 140

120 120

3,3

4,5

7,5

12,5

120

25 ь Составитель

Редактор Л.Зайцева Техред М.Моргентал

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1388 Тираж 895 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ С

ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. жгород, у

lt 1!

У о л. Гагарина 101