Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны



Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны
Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны
Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны
Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны

 


Владельцы патента RU 2615103:

Общество с ограниченной ответственностью "Агни" (RU)

Изобретение может быть использовано для газовой защиты сварочной ванны, сварного шва и околошовной зоны при сварке плавлением в среде защитных газов. Устройство содержит сопло для подачи защитного газа в зону сварки и закрепленную на нем приставку, имеющую ребра, выполненные со стороны, обращенной к поверхности свариваемой детали, и снабженную опорами для перемещения по ней. Высота опор выбрана из условия получения профилированного зазора между приставкой и защищаемой поверхностью. Упомянутые ребра приставки выполнены с образованием по меньшей мере двух прикрытых спереди боковых продольных каналов, профиль которых имеет форму, обеспечивающую вихреобразное закручивание защитного газа из сопла горелки. Приставка имеет открытый спереди вход, а в качестве сопла для подачи защитного газа использовано сопло сварочной горелки. 7 ил.

 

Изобретение относится к области сварки, а именно к конструкциям для обеспечения газовой защиты сварочной ванны, сварного шва и околошовной зоны в процессе электродуговой сварки в среде защитных газов.

Известна горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая корпус с укрепленной на нем защитной приставкой. Защитная приставка снабжена вибратором и укреплена на корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси горелки (авт. св. СССР №541611, B23K 9/16, 11.05.75).

Недостатком такой горелки является большой расход защитного газа, так как газ подается не только в горелку, но и в газозащитную приставку. Вибратор, укрепленный на корпусе горелки и снижающий трение приставки о поверхность свариваемого изделия, повышает ее массу и габариты, что затрудняет применение для ручной сварки и в труднодоступных местах. Приставка должна прилегать к поверхности свариваемого изделия с минимальным зазором, для изделий с различной кривизной поверхности необходимо иметь набор приставок соответствующей кривизны.

Известно устройство для защиты наружной стороны сварного шва, содержащее горелку и соединенный с ней газозащитный насадок, выполненный в виде П-образного корпуса, с газоподводящей распределительной трубкой и сеткой. Устройство снабжено механизмом изгиба корпуса, выполненным в виде троса, установленного в направляющих и жестко закрепленного одним концом на торце насадка, обращенном к горелке, а другим концом связанного с установленным в другом торце насадка винтом, на боковых стенках корпуса выполнены симметричные П-образные окна, перекрытые закрепленными в верхней части корпуса П-образными накладками, при этом направляющие смонтированы между окнами, а газоподводящая трубка выполнена гибкой (авт. св. СССР №1504030, B23K 9/16, 03.08.87).

Недостатком такого устройства является его масса и габариты, что исключает его применение для ручной сварки и в труднодоступных местах. Устройство также требует дополнительного подвода защитного газа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является устройство для защиты сварочной ванны и шва, содержащее сопло и приставку, состоящую из шарнирно соединенных между собой водоохлаждаемых секций. На нижней части сопла закреплен фланец, имеющий кольцевую оребренную поверхность со стороны, обращенной к шву, выполненную в виде ряда коаксиально расположенных кольцевых ребер, а секции также оребрены со стороны, обращенной к шву, и снабжены катками для перемещения по свариваемой поверхности (авт. св. СССР №285742, B23K 9/16, 08.09.69).

Недостатком такого устройства является его масса и габариты, что исключает его применение для ручной сварки и в труднодоступных местах.

Задача, решаемая изобретением, - уменьшение расхода защитного газа, массы и габаритов устройства для возможности выполнения ручной сварки активных металлов и в труднодоступных местах.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны, содержащее сопло и приставку с опорами и ребрами со стороны, обращенной к шву, которая имеет как минимум два боковых профилированных канала, ограниченных ребрами, выполненных с вихреобразующей формой профиля, позволяет использовать газ, вытекающий из сопла горелки для защиты не только сварочной ванны, но и сварного шва и околошовной зоны под приставкой.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны; на фиг. 2 - вид на устройство снизу, со стороны свариваемой поверхности; на фиг. 3 - поперечный разрез по узлу крепления приставки к соплу А-А; на фиг. 4 - поперечный разрез по оси входа газа в приставку Б-Б; на фиг. 5 - разрез по продольной оси бокового профилированного канала В-В; на фиг. 6 - вид снизу расчетных линий тока и контуров концентрации защитного газа на поверхности свариваемой детали, контур зоны со 100% содержанием аргона и зоны смеси аргона с содержанием воздуха более 0,1% сделаны прозрачными; на фиг. 7 - вид титановой пластины, проваренной горелкой с приставкой, сварочный ток и скорость сварки намеренно выбраны завышенными, чтобы выявить границы зоны газовой защиты пристайки.

Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны содержит: сопло 1, приставку 2, опоры приставки 3, ребра 4, профилированные каналы 5, вихревые структуры 6, линии тока 7, расчетный контур защищаемой поверхности 8, границы зоны газовой защиты устройства при сварке на титановой пластине 9.

Устройство для газовой защиты сварочной ванны, сварочного шва и околошовной зоны работает следующим образом.

Струя защитного газа, вытекающая из сопла 1, проходит вход в приставку 2, острая кромка которого отсекает турбулентный, смешанный с воздухом пограничный слой струи на внешнюю поверхность приставки. Ламинарная струя после удара о поверхность свариваемой детали растекается по всем направлениям. Часть газа вытекает через открытый спереди вход приставки и защищает переднюю часть ванны и околошовной зоны. Часть газа, растекающаяся в стороны, попадает в прикрытые спереди профилированные каналы 5, образованные продольными ребрами 4, и закручивается в них, образуя устойчивые вихревые структуры 6. Поскольку вихревые каналы 5 прикрыты спереди, в них создается градиент давления, под действием которого газ устремляется в направлении хвостовой части канала, сохраняя при этом свою вихревую структуру. Оставшаяся часть газа, растекаясь радиально, движется между двумя вышеописанными боковыми вихрями к выходу из-под хвостовой части приставки 2. Ее периферийные области также образуют систему продольных вихрей, которые, быстро вырождаясь, сливаются с ламинарным центральным потоком. Между боковыми ребрами 4 и защищаемой поверхностью имеется профилированный зазор, конструктивно задаваемый высотой опор 3. Через этот зазор небольшая часть газа вытекает из-под прижимающего его сверху вихря 5, препятствуя подмешиванию наружного воздуха к чистому газу вихря. Величина этого зазора может меняться в некоторых пределах в зависимости от кривизны свариваемых деталей, однако вихревые структуры газа, образованные по бокам приставки, защищают расположенные под ними поверхности детали и центральный ламинарный поток газа от притока внешнего воздуха. Таким образом, газовая защита обеспечивается при сварке не только на плоских, но и на выпукло-вогнутых поверхностях в некотором диапазоне радиусов кривизны.

Приставка 2, обеспечивая высокое качество газовой защиты сварочной ванны, сварного шва и околошовной зоны только газом, вытекающим из сопла горелки 1, за счет создания в ее профилированных каналах 5, образованных ребрами 3, вихревых структур газа, позволяет достичь большей скорости сварки и экономии защитного газа. Незначительная масса и габариты устройства позволяют использовать его для ручной сварки и в труднодоступных местах.

Результаты расчетов математической модели аэродинамических процессов на ЭВМ и экспериментов по сварке образцов в лабораторных условиях подтвердили обеспечение зоны защиты не менее области, ограниченной габаритами вышеописанного устройства.

По результатам расчетов и экспериментов были установлены допустимые углы наклона сопла к нормали свариваемой поверхности в продольной и поперечной плоскостях. В продольной плоскости диапазон углов наклона составляет от 0 до 20°, в поперечной плоскости - ±10°. Также определена допустимая кривизна свариваемой поверхности, ограничиваемая зазором между ней и ребрами 4. Зазор должен находиться в пределах от 50% до 200% от номинальной величины, определяемой при касании опор 3 приставки 2 к плоской поверхности.

Устройство для защиты свариваемой поверхности детали при электродуговой сварке, содержащее сопло для подачи защитного газа в зону сварки и закрепленную на нем приставку, обеспечивающую защиту сварочной ванны, сварного шва и околошовной зоны, имеющую ребра, выполненные со стороны, обращенной к поверхности свариваемой детали, и снабженную опорами для перемещения по ней, причем высота опор выбрана из условия получения профилированного зазора между приставкой и защищаемой поверхностью, отличающееся тем, что упомянутые ребра приставки выполнены с образованием по меньшей мере двух прикрытых спереди боковых продольных каналов, профиль которых имеет форму, обеспечивающую вихреобразное закручивание защитного газа из сопла горелки, при этом приставка имеет открытый спереди вход, а в качестве сопла для подачи защитного газа использовано сопло сварочной горелки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам для плазменной наплавки изделий порошкообразным присадочным материалом, в частности к порошковым питателям плазмотронов или аналогичных устройств.

Изобретение относится к сварочной головке (1) для сварки вручную сварочной дугой (3) в инертном газе (WIG). Головка содержит теплостойкий электрод (2).

Изобретение относится к области сварочных систем. Устройство содержит сварочный аппарат, сварочную горелку (10) и датчик (31), выполненный с возможностью определения размера сварочного электрода, используемого в сварочной горелке.

Изобретение относится к области электродуговой сварки и может быть использовано в конструкциях задатчиков угла наклона сварочной головки. Задатчик содержит корпус, гравитационно-чувствительный элемент, выполненный в виде маятника, преобразователь угла поворота в напряжение, выполненный в виде потенциометра, регулируемое сопротивление и цепь формирования выходного напряжения, отражающего зависимость угла наклона сварочной головки от положения сварочной ванны на линии шва, включающая в себя сопротивление и стабилитрон, при этом упомянутый маятник закреплен на оси преобразователя угла поворота в напряжение.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для мониторинга связанных со сваркой заданий. Система содержит контроллер и подключенный к нему датчик для регистрации связанных со сваркой заданий, таких как время, затрачиваемое на шлифование свариваемых деталей, время, затрачиваемое на пескоструйную обработку свариваемых деталей, время, затрачиваемое на загрузку свариваемых деталей, время, затрачиваемое на ожидание предварительного или последующего нагрева свариваемых деталей, время, затрачиваемое на установку свариваемых деталей.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано для контроля правильности подключения сварочного электрода. Сварочная установка (10) содержит источник (15) питания с положительным и отрицательным контактами, выполненный с возможностью генерирования электропитания и подачи его на сварочный электрод.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для сварного соединения встык краев полос на установке для соединения встык (M1) установки обработки полос.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сварке плавлением сложных стальных конструкций. В предложенном способе совмещают процесс сварки с термообработкой с применением для этого нагревательного элемента в виде керамических подкладок-нагревателей, подключенных через коммутатор тока к сварочному источнику питания.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для закрепления деталей полусферической конструкции при сварке кольцевых швов. Устройство содержит редуктор с фиксированным углом наклона оси вращения и встроенное токоподводящее устройство со скользящим контактом, а также позиционер полусферической конструкции из алюминиевого сплава, установленный с возможностью вращения на ведомой оси редуктора.

Изобретение относится к устройству для замены электрода в электрододержателе сварочного устройства. Устройство содержит контейнер для использованных электродов с образованным в нем отверстием, на котором установлен узел, содержащий сквозной канал (7) с продольной осью (X), соединяющий гнездо (46), предназначенное для удержания образующего оправку конца электрододержателя, с контейнером.

Изобретение может быть использовано при изготовлении механизированной сваркой металлоконструкций ответственного назначения. С основной сварочной проволокой применяют дополнительную присадочную проволоку, содержащую оболочку, наполненную наноструктурированными порошками вольфрама, или молибдена, или оксида алюминия.

Изобретение относится к способу сварки корпуса измерительного преобразователя с корпусом измерительного устройства для установки и герметизации измерительных преобразователей в ультразвуковых расходомерах.

Изобретение относится к способу изготовлению сварных корпусов сосудов высокого давления из высокопрочных легированных сталей. Вначале получают тонкостенную оболочку путем резки труб из стали типа 28Х3СНМВФА на заготовки, калибровки, рекристаллизационного отжига, механической обработки, ротационной вытяжки за несколько переходов с промежуточными отжигами деформирующими роликами с треугольным профилем со скругленными по радиусу или (и) плоскими вершинами, установленными с различными зазорами относительно оправки.

Изобретение относится к сварочной головке (1) для сварки вручную сварочной дугой (3) в инертном газе (WIG). Головка содержит теплостойкий электрод (2).

Изобретение относится к способу создания тройникового соединения. Очищают поверхность основной трубы в месте приварки усиленного патрубка углового и осуществляют разметку упомянутого места и вырезку.

Изобретение относится к способу сварки роторов для генерации энергии (газовых турбин, паровых турбин, генераторов), которые содержат множество роторных дисков, размещенных вдоль оси ротора.

Техническое решение относится к головке горелки для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов. Головка содержит корпус с каналом для подачи защитного газа, цангу для крепления неплавящегося электрода, сопло и сопряженную с соплом оправку со сквозными отверстиями.

Изобретение относится к горелкам для сварки в защитных газах и может быть использовано в машиностроении при изготовлении сварных конструкций, ремонтно-восстановительных работах и исправлении дефектов в металле.

Изобретение относится к электродуговой сварке металлов и сплавов плавящимся электродом в аргоне или смеси не менее 80% аргона с углекислым газом. Способ включает формирование последовательности импульсов сварочного тока, в паузах между которыми устанавливают базовый ток дуги Iб, соответствующий крупнокапельному переносу металла с электрода в сварочную ванну, а в импульсе ток дуги повышают до пикового тока с амплитудой Iп=(1,5 - 2,0)Iкр, где Iкр - критический ток, и поддерживают ток импульса в течение времени, обеспечивающего струйный перенос металла.

Способ относится к изготовлению осесимметричных сварных оболочек, работающих под высоким давлением. Трубные заготовки обечайки изготавливают из конструкционных легированных сталей для холодного деформирования.
Наверх