Магнитная система

 

1i i! 654964

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.07.76 (21) 2384372/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) М. Кл.а

Н OIF 3/10

Государственный комитет (53) Ъ ДК 621.3.042 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. И. Акулов, Б. К. Буль, А. М. Рыбачук, Г. Г. Чернышов, В. Ф. Кубарев, Ю. Л. Яровинский, А. В. Панин, Л, К. Дударева и Ю E. Гульянц (71) Заявитель (54) МАГНИТНАЯ СИСТЕМА

Изобретение предназначено для формирования сварного шва при дуговой сварке и может быть использовано для удержания расплавленного металла при дуговой зонной плавке. 5

Известны магнитные системы для фокусировки заряженных частиц, имеющие четыре полюса и ярмо магнитопровода, расположенные в одной плоскости. Полюса магнитной системы расположены симметрично относительно плоскостей симметрии магнитной системы и образуют четыре равных поперечных магнитных поля.

Известно также устройство для удержания жидкого металла сварочной ванны при дуговой сварке поперечным магнитным полем, взятое за прототип, в котором используются два поперечных магнитных поля, вводимых в сварочное изделие (одно — в область сварочной ванны сзади дуги, а другое поперечное магнитное поле такое же по величине, но противоположно направленное) перед дугой для сохранения устойчивого горения дуги. Поперечное магнитное поле, вводимое в область сварочной ванны, взаимодействует со сварочным током, растекающимся по жидкому металлу сварочной ванны и создает объемные электродинамические силы в жидком металле, направленные от плоскости или к плоскости ЗО свариваемого изделия в зависимости от взаимного направления магнитного поля и сварочного тока. Регулируя величину магнитного поля, можно получать требуемую форму сварного шва. Для создания поперечных магнитных полей используется четырехполюсная магнитная система. Ввод поперечных магнитных полей ниже плоскости свариваемого изделия осуществляется торцами полюсов, расположенных вокруг вертикальной оси магнитной системы таким образом, что противоположные полюса имеют одинаковую полярность, а соседние— равную.

В указанном устройстве применяется симметричное расположение торцов полюсов относительно биссектрисы угла, образованного линиями пересечений плоскостей симметрии магнитной системы с плоскостью нижних поверхностей полюсов.

В этом случае половина магнитного потока, подводимого полюсами, не используется для удержания сварочной ванны, а замыкается, минуя сварочную ванну, образуя боковые магнитные потоки. Такое расположение полюсов приводит к росту габаритов и веса магнитной системы, к увеличенному расходу электрической энергии. Возрастание веса магнитной системы ведет к росту мощности используемых сварочных голо654964

55 б0 б5 вок, а увеличение габаритов приводит к ограничению использования данной магнитной си темы для формирования шва при

6варке изделий, имеющих стенки, ребра или детааи, близко расположенные ко шву.

Целью изобретения является снижение веса и потребляемой мощности магнитной системы за счет повышения эффективности использования магнитного потока, подводимого полюсами четырехполюсной магнитной системы.

Указанная цель достигается тем, что торцы полюсов расположены относительно биссектрис углов, образованных линиями пересечения поверхностей торцов с плоскостями симметрии магнитной системы так, что отношение части площади Si торца полюса, ограниченной биссектрисой и лежащей со стороны бокового зазора к части площади

S> торца полюса, ограниченной биссектрисой и лежащей со стороны рабочего зазора, лежит в пределах:

o((1.

В качестве примера четырехполюсной магнитной системы на чертежах изображен вариант магнитной системы с прямоугольными полюсами, где

На фиг. 1 изображена магнитная система, расположенная над свариваемой деталью, вид сбоку; на фиг. 2 — магнитная система, вид сверху; на фиг. 3 — вид по стрелке А на фиг. 1.

Магнитная система состоит из двух электромагнитов с полюсами 1 и катушками 2, позициями 3 и 4 на чертежах соответственно обозначены свариваемые детали и сварочная ванна.

Полюса 1 расположены попарно в плоскости то х под углом 2а, образуя нерабочие зазоры 5 с расстоянием b между вершинами А, плоскости то х электромагнитов расположены под углом ф друг к другу, образуя равномерные рабочие зазоры б шириной В.

Нижними гранями ABCD (фиг. 2) полюсов 1 в свариваемую деталь 3 вводятся рабочий магнитный поток Фь который взаимодействует со сварочным током, растекающимся по жидкому металлу сварочной ванны 4, и создает объемные электродинамические силы, формирующие сварочный шов; Ф, равный Ф и противоположно направленный для стабилизации дуги; Ф и

Ф4 — боковые магнитные потоки. Для увеличения рабочих магнитных потоков Ф и

Ф часть площади торца полюса ADE S> (см. фиг. 2), ограниченная биссектрисой ОК, выбрана меньше части площади торца

АВСЕ Sz, ограниченной биссектрисой ОК и

40 лежащей в стороне рабочего зазора, т. е. соотношение площадей находится в пределах

o((1. 2

В случае введения магнитных полей в изделие с криволинейной поверхностью торцы полюсов могут иметь форму поверхности изделия.

Указанное расположение полюсов четырехполюсной магнитной системы справедливо для любых схем магнитопроводов и расположения катушек на них.

Предлагаемое расположение полюсов справедливо также для четырехполюсных магнитных систем, сконструированных из постоянных магнитов.

Расположение торцов полюсов предложенной системы позволяет снизить мощность, потребляемую ею, и вес до 50 /О, а также уменьшить габариты магнитной системы. Уменьшение веса магнитной системы позволяет уменьшить габариты и вес сварочных головок, использующих магнитную систему и позволит уменьшить мощность систем управления сварочным процессом. Уменьшение габаритов магнитной системы расширит круг изделий, имеющих детали и стенки, близко расположенные ко шву, которые можно сваривать с использованием магнитной системы. Применение предложенной магнитной системы позволяет получить швы без усиления с обратной стороны шва, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода от основного металла ко шву и увеличивает прочность изделий, позволяет освободиться от операций механического удаления корня шва на ряде изделий, увеличить проходное сечение трубопроводов и производительность процесса сварки за счет увеличения толщины свариваемых деталей за один проход.

Формула изобретения

Магнитная система, например, для формирования сварочного шва при дуговой сварке, имеющая две плоскости симметрии и содержащая четыре полюса, расположенные вокруг оси магнитной системы с рабочими зазорами между двумя полюсами в одной плоскости симметрии и нерабочими зазорами между двумя другими полюсами в другой плоскости симметрии и установленные так, что противоположные полюса имеют одинаковую полярность, а соседние — разную, причем все полюса обращены к свариваемым деталям, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения веса и потребляемой мощности магнитной системы, указанные торцы полюсов расположены относительно биссектрис углов, образованных линиями пересечения поверхностей торцов с

654964

Pue ..У плоскостями симметрии магнитной системы, так, что отношение части площади Si торца полюса, ограниченной биссектрисой и лежащей со стороны нерабочего зазора, к части площади S2 торца полюса, ограниченной биссектрисой и лежащей со сторонй рабочего зазора, лежит в пределах

У

/77