Устройство для сварки в щелевую разделку

 

Изобретение относится к области сварки в защитных газах сталей i сплавов больших толщин и может быть использовано во многих отраслях промышленности . Цель - повышение качества . Эле ктродная проволока, проходя по гибкому каналу 2, поступает в из-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 К 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASòîpCÊOMÌ Свид=ткЛьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4144651/25-27 (22) 1G.11.86 (46) 15.10«88. Бюл. и 38 (72) В.И.Кулик, О.Г.Ильина, Г.И.Тув, В.П.Рачков, Е.М«Борисов, О.E.Îñòðîâский и Л.А.Данилов (53) 621.791.75(088 ° 8) (56) Патент США Ф 4188526, кл. В 23 К 9/16, 1980.

„„SU„„1430207 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ В ЩЕЛЕВУЮ

РАЗДЕЛКУ (57) Изобретение относится к области сварки в защитных газах сталей и сплавов больших толщин и может быть использовано во многих отраслях промышленности. Цель — повышение качества. Электродная проволока, проходя по гибкому каналу.2, поступает в из1430207 гибающий механизм, состоящий из изгибающего 3 и прижимных роликов.

Здесь проволока нагартавывается, пластически деформируется и с помощью привода, вращающего изгибающий ролик

3, подается через направляющие 15 и

16 на панель 9, где образует петлю, огибая петлеобразующий ролик 11. По направляющей 18 электродная проволока подается в сварочную головку 19 и проходит через мундштук 20, на выходе из которого она имеет заданную кривизну. В процессе сварки панель 9 совершает колебания с заданной амплитудой, частотой и по заданной программе. При этом прижимные ролики выполнены подпру>киненными с возможносИзобретение относится к сварке в защитных газах сталей и сплавов больших толщин и может быть использовано во многих отраслях промыншенности.

Целью изобретения является повышение качества сварки и расширение номенклатуры применяемой электродной проволоки.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-A на фиг.i на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — зависимость максимально возможного расстояния между осями соседних поддерживающих роликов 15 от б vF.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором закреплены гибкий канал 2 для подачи провопоки из кассеты (не показана), изгибающий ролик 3 с при- 20 водом 4, прижимные 5 и упорные 6 ролики. Прижимные ролики 5 снабжены та"рельчатыми пружинами 7 и винтами 8.

В корпусе 1 смонтирована качающаяся панель 9 с механизмом 10 колебания, 25 на которой установлен петлеобразующий ролик 1 и поддерживающие ролики 12.

Один из поддерживающих роликов являе тся це нтр ал ьным р ол ик ом 1 3 . На поверхностях роликов 12 и 13 выполнены 3р канавки 0, причем на поверхности ролика 13 таких канавок две: одна заходная, другая выходная. Кроме подтью радиального перемещения и с раздельной регулировкой усилия поджатия, диаметр петлеобразующего ролика 1.1 равен 1,8-2,5 диаметра изгибающего ролика 3, а расстояние между осями соседних поддерживающих роликов 12.

13 составляет не более отношения ц/Р, где бб — временное сопротивление материала используемой электродной проволоки статическому растяжению, кг/мм2; о — относительное удлинение.материала используемой электродной проволоки после разрыва, %.

Канавки на поверхности поддерживающих роликов 12 выполнены с равномерным смещением, равным в сумме 1-3 диаметрам электродной проволоки. 4 ил. держивающих роликов 12 и 13 имеются два годдерживающих штыря 14 с канавками и четыре направляющие 15-18 для проволоки. К корпусу 1 крепится сварочная горелка 19 с мундштуком 20.

Устройство работает следующим образом.

Электродная проволока, проходя по гибкому каналу 2, поступает в изгибающий механизм, состоящий из изгибающего 3 и прижимных 5 роликов ° Здесь проволока нагартовывается и пластически деформируется и с помощью привода 4, вращающего изгибающий ролик 3, подается (проталкивается) через направляющие 15 и 16 на панель 9, где образует петлю, огибая петлеобразующий ролик 11. Заданный диаметр петли обеспечивается с помощью поддержива.— ющих роликов 12 и 13, поддерживающих штырей 14 и направляющих 16 и 17 ° По направляющей 18 электродная проволока подается в сварочную горелку 19 и проходит через мундштук 20, на выходе из которого она имеет заданную кривизну. Направление изогнутой проволоки, проходящей через горелку 19 и мундштук 20, совпадает с плоскостью панели 9.

B процессе сварки панель 9 с по-. мощью ме>-.анизма 10 совершает колебания с заданной амплитудой, частотой

1/ ляет исfloJсьэавать электродную проволоку различных диаметров беэ переналадки устройства„Раздельная регулировка усилия поджатия каждого ролика 5 позволяет изменять в широки; пределах степень нагартавкп, чта необходима при испольэавании электродных проволок с раэличпымп прачнастными свойствами, усилие поджатия каждого ролика 5 подбирается экспериментально в зависимости от марки проволоки и ее диаметра. Наличие тарельчатых пружин 7 позволяет избежать заклинивания проволоки при больших усилиях поджатия ралпкав 5 и образования ею петель между роликами, Для усиления изгибающего ролика 3 и его оси в случае воздействия на них больших нагрузок со стороны прижимных роликов 5 служат упорные ролики 6.

Радиус кривизны проволоки после выхода из мундштука 20 варьируется в зависимости от предела текучести и диаметра проволоки, степени нагартовки, диаметра изгибающего ролика 5, диаметра петлеобразующего ролика 11 и составляет 1,8-2,5 диаметра изгибающего ролика 5. При диаметре изгибающего ролика 5 30-50 мм и нормальном вылете проволоки из мундштука 20 такой радиус кривизны проволоки обеспечивает возможность управления ее положением по всей ширине (от кромки до кромки).

Для обеспечения этого условия необходимо, чтобы диаметр петлеобразующего ролика 11 бып равен 1,8-2,5 диаметра изгибающего ролика 3. При соотношении диаметров роликов 11 и 3 меньше 1,8 проволока дополнительно деформируется на петлеобразующем ролике 11 и на выпете из мундштука 20 радиус ее изгиба получается меньше заданного, что требует уменьшения вылета и тем самым приводит к падгоранию мундштука 20. При соотношении диаметров петлеобразующего ролика 1 i и изгибающего ролика 3 больше 2,5 проволока дополнительно выпрямляется и на вылете из мундштука 20 радиус ее изгиба получается больше заданного, что при нормальном вылете не позволяет концу проволоки достигать стенок разделки и ведет к образованию при сварке межслайных неправаров.

При проталкивании проволоки через направляющие 15- i8, сварочную горелку 19 и мундштук 20 возникают значи3 14302Г и по заданной программе и благодаря этому такие же колебания совершает изогнутый конец электродной проволоки в разделке.

Таким образом обеспечивается вазможность управлять с высокой точностью положением электрода в щелевой разделке, углом встречи электродной проволоки со стенками разделки, временем нахождения активного пятна дуги на стенках разделки при использовании электродных проволок из материалов (сталей и сплавов), имеющих различные механические свойства. 15

Совмещение механизма подачи проволоки с изгибающим механизмом, т.е. совмещение привода 4 с роликом 3, позволяет исключить заедание проволоки и образование ею петель между гри- 20 жимными роликами 5 при прохождении проволоки через изгибающий механизм, что имеет место при проталкивании проволоки через него, т.е. раздель-. ном выполнении указанных механизмов ° 25

В изгибающем механизме проволока подвергается пластической деформации с заданной степенью и с помощью прижимных роликов 5, усилие прджатия которых регулируется винтами 8, с заданной степенью нагартовывается.

Степень пластической деформации проволоки зависит от диаметра изгибающего ролика 3 и соотношения этого

I диаметра с диаметром петлеобразующего ролика 11, а также от степени ее нагартовки. Пластическая деформация должна быть такой, чтобы на выходе из мундштука 20 проволока имела заданный радиус кривизны, который обеспечивал бы при нормальной величине вылета возможность перемещать конец электродной проволоки по всей ширине разделки. От степени нагартовки также зависит сопротивление электродной

45 проволоки деформации скручивания при прохождении горелки 19 и мундштука 20 в процессе кол бания панели 9 ° При недостаточной нагартовке происходит деформация скручивания проволоки, т.е. ее перемещение в разделке становится неуправляемым и независимым от положения панели 9.

Создание необходимой степени нагартовки обеспечивается выполнением прижимных роликов 5 с возможностью радиального перемещения и с раздельной регулировкой усилия поджатия. Радиальное перемещение роликов 5 позво-.

14302 тельные усилия, вследствие чего проволока может деформироваться и образовать петли между двумя соседними поддерживающими роликами 12. Хакси5 мально возможное расстояние между осями соседних поддерживающих роли-. ков 12, при котором проволока не образует петель, зависит от прочностных и пластических свойств материала используемой электродной проволоки.

Это расстояние может быть тем больше, чем больше значение временного сопротивления материала используемой электродной проволоки статическому растяжению (u ) и тем меньше, чем больше значение относительного удлинения материала используемой проволоки после разрыва (R). Экспериментально установлено, что расстояние между осями соседних поддерживающих роликов 12 должно составлять не более s отношения †. Зависимость максимально

Ъ возможного расстояния между осями со- седних поддерживающих роликов 12 от

6 и 8 представлена на фиг.4.

На поверхности роликов 12 и 13 выполнены канавки а, которые обеспечивают расположение проволочной петли, 30 образованной роликом 11, в плоскости панели 9. Ширина канавок а равна диаметру проволоки, а сами они выполнены с равномерным смещением, равным в сумме 1-3 диаметрам проволоки, т.е. З5 расстояние 1 между входной и выходной канавками на поверхности центрального поддерживающего ролика 13 равно

1-3 диаметрам проволоки. Равномерное смещение канавок а обеспечивает от- 40 сутствие резких перегибов проволоки между соседними роликами 12. При этом поверхность петлеобразующего ролика

11 выполнена гладкой, а сам он закреплен с возможностью быстрого 45 и установки, что необходимо при заправке проволоки в петлеобразующий механизм.

При суммарном смещении канавок ц, равном менее одного диаметра проволоки, происходит заклинивание проволоки на центральном поддерживающем ролике 13. При суммарном смещении, равном более 3 диаметров проволоки, повыша- 55 ется усилие, необходимое для протал-кивания проволоки через петлеобразующий механизм. о 6

Расположение оси колебаний панели 9 в плоскости, проходящей через середину выходной канавки центрального поддерживающего ролика !3, обусловлено необходимостью обеспечивать совпадение амплитуды колебаний панели 9 с амплитудой колебаний изогнутого конца проволоки в разделке. В противном случае появляется несовпадение (асимметрия) амплитуды колебаний конца проволоки в разделке с амплитудой колебаний панели 9, что затрудняет управление положением электрода в пространстве и ведет к образованию дефектов в сварном соединении.

Зависимости максимально возможного расстояния между осями соседних поддерживающих роликов 12 (S) от соотноб в шения — смещения выходной и заход-"

Ъ ной канавок а на поверхности центрального поддерживающего ролика 13 от диаметра проволоки, а также диаметра петлеобразующего ролика 11.от диаметра изгибающего ролика 3 получены экспериментальным путем при отработке конструкции устройства на макете и сварке образцов с использованием проволок различного диаметра из сталей и сплавов, имеющих различные прочностные и пластические свойства.

Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений за счет устранения межслойных непроваров и околошовных трещин при сварке с использованием электродных проволок, имеющих различные прочностные и пластические характеристики.

Формула изобретения

Устройство для сварки в щелевую разделку плавящейся электродной проволокой, содержащее Механизм подачи и изгиба проволоки, выполненный в виде изгиоающего и прижимных poJIHKQH панель с механизмом колебания, на которой расположены гетлеобразующий и поддерживающие ролики с канавками для электродной проволоки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки и расширения номенклатуры применяемой электродной проволоки, прижимные ролики выполнены подпружиненными с возможностью радиального перемещения и раздельной регулировки усилия поджатия, диаметр петлеобразующего ролика равен 1,8-2,5 i430207 диаметра изгибающего ролика, расстояние между осями соседних поддерживающих роликов составляет не более отношения б /Р, где (7 — временное сопротивление материала используемой электродной проволоки статическому растяжению, кг/см, ц — относительное удлинение материала используемой электродной проволоки после разрыва, 7., канавки на поверхности поддерживающих роликов выполнены с равномерным

5 смещением относительно оси ролика, равным в сумме от 1 до 3 диаметров электродной проволоки.

1430207

S,ю

/2

8g ЯО 1ОО 6кг)си

50 РР

Составитель Г.Тютченкова

Техред N.Äèäûê Корректор M.Äåì «ик

Редактор И.Рыбченко

Заказ 5181/13

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

Проектная, Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул.