Устройство для сварки с импульсной подачей защитных газов

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к устройству для сварки с импульсной подачей защитных газов, и может быть использовано при сварке в среде защитных газов широкого спектра конструкций, в том числе и тех, соединение которых формируется в различных пространственных положениях. Устройство содержит сварочную головку для подачи газа или смеси газов в зону сварки. Корпус выполнен с выпускным каналом, соединенным посредством штуцера со сварочной головкой. Первый впускной канал соединен посредством штуцера с магистралью подачи одного газа. Имеется, по меньшей мере, один второй впускной канал для подачи другого газа в камеру смешения, выполненный в клапане-сердечнике. Штуцер соединен с магистралью для подачи другого газа во второй впускной канал. Клапан-сердечник выполнен из магнитного материала и установлен с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Элемент управления перемещением клапана-сердечника для обеспечения регулирования подачи газов в камеру смешения размещен на наружной поверхности стакана. Первый впускной канал для подачи одного газа выполнен в корпусе. Клапан-сердечник с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения установлен в полости стакана. Камера смешения образована торцами корпуса и клапана-сердечника и внутренней поверхностью стакана. Штуцер для подачи другого газа во второй впускной канал установлен с возможностью осевого настроечного перемещения на торце стакана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке в среде защитных газов широкого спектра конструкций, в том числе и тех, соединение которых формируется в различных пространственных положениях, например при сварке вертикальных и потолочных швов, неповоротных стыков труб.

Известно устройство для сварки с импульсной подачей защитного газа, содержащее сварочную головку, магистраль для подвода газа, вентиль, пульсатор, выполненный в виде цилиндрического корпуса и колеблющегося поршня (патент Великобритании №1372518, В23К 9/00, 1974 г.).

Недостатками известного устройства является отсутствие возможности обеспечения попеременного чередования подачи двух различных газов или одного газа разной плотности и регулирования частоты и длительности пульсации каждого газа или изменения давления одного газа.

Известно устройство для подачи рабочей среды, в котором каналы для подачи рабочей среды снабжены каждый своим клапаном конической формы, при этом каналы открывают и закрывают при помощи электромагнитных приводов, количество клапанов и их размеры задают требуемую точность регулирования расхода рабочей среды (патент Франции №2482241, F16K 1/24, 1985 г.).

Недостатками известного технического решения являются сложность управления подачей газов и значительные габаритные размеры.

Известно устройство для сварки с импульсной подачей защитного газа, содержащее регулятор подачи газов, регулируемый источник питания (тока) и сварочную головку, регулятор выполнен в виде корпуса с двумя впускными и одним выпускным каналами со штуцерами на каждом канале, камеру смешения, подвижный в осевом направлении клапанный элемент с цилиндрической центральной частью и двумя коническими торцевыми частями и привод перемещения клапанного элемента, причем на корпусе со стороны впускных каналов установлена втулка, камера смешения образована полым цилиндрическим корпусом и втулками, цилиндрическая часть клапанного элемента выполнена с диаметром, равным внутреннему диаметру полого цилиндрического корпуса, в цилиндрической части клапанного элемента выполнена кольцевая проточка, по разные стороны от которой имеются продольные канавки, штуцеры на впускных каналах выполнены в виде регулировочных винтов с осевым отверстием в каждом из них, установленных во втулках с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и соединенных магистралями с постом для газов, причем винты выполнены из материала с модулем упругости больше модуля упругости клапанного элемента, а выходной штуцер (патрубок) магистрально соединен со сварочной головкой (патент РФ №2049618, В23К 9/16, 1995 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что выполнение впускных штуцеров и регулировочных винтов в виде единой конструктивной единицы усложняет как конструкцию устройства, так и регулирование хода клапана-сердечника, а кроме того, возможно заклинивание конической части при контактировании с регулировочным элементом, что приводит к необходимости дополнительных разборок устройства. Весьма часто при заклинивании клапана-сердечника происходит повреждение контактирующих поверхностей клапана-сердечника и (или) элемента регулирования его положения. Это снижает срок эксплуатации устройства и приводит к необходимости его ремонта.

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства для сварки с импульсной подачей защитных газов простого в конструктивном исполнении, конструкция которого обеспечивает удобное и точное регулирование хода клапана-сердечника, а также исключает его заклинивание и повреждение в процессе работы.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в устройстве для сварки с импульсной подачей защитных газов, содержащем сварочную головку для подачи газа или смеси газов в зону сварки, корпус с выпускным каналом, соединенным посредством штуцера со сварочной головкой, первый впускной канал, соединенный посредством штуцера с магистралью подачи одного газа, и, по меньшей мере, один второй впускной канал для подачи другого газа в камеру смешения, выполненный в клапане-сердечнике, штуцер, соединенный с магистралью для подачи другого газа во второй впускной канал, стакан, клапан-сердечник, выполненный из магнитного материала и установленный с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, и элемент управления перемещением клапана-сердечника для обеспечения регулирования подачи газа в камеру смешения, размещенный на наружной поверхности стакана, новым является то, что первый впускной канал для подачи одного газа выполнен в корпусе, а клапан-сердечник с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения установлен в полости стакана, камера смешения образована торцами корпуса и клапана-сердечника и внутренней поверхностью стакана, а штуцер подачи другого газа во второй впускной канал установлен с возможностью осевого настроечного перемещения на торце стакана, при этом на торцах клапана-сердечника могут быть установлены герметизирующие проставки.

При проведении патентных исследований не выявлены решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных технических решений, а следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено устройство для сварки с импульсной подачей защитных газов, осевой разрез.

Устройство для сварки с импульсной подачей защитных газов выполнено в виде корпуса 1, в котором выполнены выпускной 2 и первый впускной 3 каналы со штуцерами (соответственно 4 и 5).

На корпусе 1 закреплен стакан 6, на наружной поверхности которого размещен элемент управления перемещением клапана-сердечника (например, электромагнитная катушка) 7, имеющий возможность соединения с источником питания (тока) 8.

В полости стакана 6 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения установлен клапан-сердечник 9 с торцевыми герметизирующими проставками (например, уплотнительными шайбами) 10. Клапан-сердечник выполнен из магнитного материала.

На торце стакана выполнено осевое резьбовое отверстие, в которое ввинчен штуцер 11, имеющий возможность осевого регулировочного перемещения.

К штуцеру подсоединена газовая магистраль 12 для подвода газа или смеси газов к сварочной головке 13 для создания защитной струи 14 для защиты дуги горения 15 и зоны плавления свариваемой детали 16.

Камера смешения 17 газов Г1 и Г2 образована внутренней поверхностью стакана и торцами клапана-сердечника 9 и корпуса 1. Газ Г2 поступает от штуцера 11 по каналам 18, выполненным в клапане-сердечнике 9. Количество каналов 18 может быть различным.

Устройство для сварки с импульсной подачей газов работает следующим образом.

Работу устройства рассмотрим на примере смешивания двух газов Г1 и Г2.

Перед началом работы обеспечивают установку штуцера 11 в заданное положение перемещением по резьбе в стакане 6.

Газы Г1 и Г2 под давлением подают через штуцеры 5 и 11, канал 3 корпуса 1 и канал 18 клапана-сердечника 9 в камеру смешения 17 в зависимости от поставленной задачи и установки регулирующего штуцера 11. Порядком включения катушки 7 устанавливают заданный закон перемещения клапана-сердечника 9 для подачи газов. В одном крайнем положении клапан-сердечник 9 перекрывает отверстие штуцера 11, а следовательно, подачу в камеру смешения газа Г2, а в другом крайнем положении клапан-сердечник перекрывает канал 3, а следовательно, и подвод в камеру смешения газа Г1 через штуцер 5 и канал 3. Любое промежуточное положение клапана-сердечника обеспечивает подачу газов Г1 и Г2 в заданных их соотношениях.

Изменяя частоту импульсов тока в катушке 7 и регулируя положение нижнего среза штуцера 11, осуществляют управление составом смеси при подаче к сварочной головке или подачу в зону сварки порционного количества того или иного газа.

Конструкция устройства позволяет обеспечить импульсную попеременную подачу газов на частотах от 1 до 20 Гц и может быть использована в различных системах, где необходимо создавать защитную газовую среду, например при сварке. Так при дуговой плазменной и лазерной сварке высокопрочных сталей, алюминиевых и магниевых сплавов попеременная подача двух поочередно сменяемых газов (аргон - гелий, аргон - углекислый газ) в зоне плавления при использовании данного устройства происходит сокращение внутренних и внешних дефектов сварного шва при одновременном сокращении расхода газа в 1,5-2,0 раза.

Устройство просто в изготовлении, надежно в работе и может быть использовано при сварке ответственных конструкций из широкого спектра материалов.

1. Устройство для сварки с импульсной подачей защитных газов, содержащее сварочную головку для подачи газа или смеси газов в зону сварки, корпус с выпускным каналом, соединенным посредством штуцера со сварочной головкой, первый впускной канал, соединенный посредством штуцера с магистралью подачи одного газа, и по меньшей мере один второй впускной канал для подачи другого газа в камеру смешения, выполненный в клапане-сердечнике, штуцер, соединенный с магистралью для подачи другого газа во второй впускной канал, стакан, клапан-сердечник, выполненный из магнитного материала и установленный с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, и элемент управления перемещением клапана-сердечника для обеспечения регулирования подачи газов в камеру смешения, размещенный на наружной поверхности стакана, отличающееся тем, что первый впускной канал для подачи одного газа выполнен в корпусе, клапан-сердечник с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения установлен в полости стакана, камера смешения образована торцами корпуса и клапана-сердечника и внутренней поверхностью стакана, а штуцер для подачи другого газа во второй впускной канал установлен с возможностью осевого настроечного перемещения на торце стакана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торцах клапана-сердечника установлены герметизирующие проставки.