Способ определения размеров зоныгазовой защиты при дуговой сваркеи устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()823029 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2790230/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51),М. К .

В 23 К 9/16 .

Гееударстеекные комитет

Опубликовано 23.04.81. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25.04.81 по делам нэебретеннй н открытий (53) УДК 621.791. .75 (088.8), Г

Д. А. Дудко, P. Ю. Тухметов, В. Г. Вербицкий и 1о. И. Шнайдер т "1 !

Уфимский авиационный институт (72) Авторы изобрете н ня (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЗОНЫ

ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУН(ЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике исследования свойств газового потока, вытекающего из различных устройств для защиты расплавленного металла от воздействия окружающей среды и может быть использовано для исследования эффективности газовой защиты при плазменной и дуговой сварке в среде защитных газов.

Известен, способ исследования защитных свойств газового потока, вытекающего из сопла сварочной горелки, основанный на

«окраске» газового потока при помощи ды- 1о мообразующих веществ, например четыреххлористого титана.

Эффективность газовой защиты при этом определяют путем визуального наблюдения за характером истечения газа (1).

Недостатки известного способа, заключаются в том, что: а) дымообразующие вещества, смешиваясь с исследуемым газом, изменяют его кинетическую вязкость и нарушают действи- ЕО тельную картину истечения газа; б) способ требует применения особых мер техники безопасности из-за его токсичности; в) при повышенной влажности газа происходит избыточное образование двуокиси титана, которая забивает газопровод и выводит из строя экспериментальное оборудование; г) способ позволяет выявить только качественную сторону процесса истечения газов.

Известен также способ количественной оценки эффективности газовой защиты с применением стержневого .титанового зонда, согласно которому в губках стыковой сварочной машины зажимают образец из титановой проволоки (зонд) длиной 250 мм и диаметром 4 мм. Над образцом устанавливают исследуемую горелку. Включают подачу аргона в горелку и ток нагрева зонда. После нагрева зонда ток нагрева выключают, а подачу аргона продолжают до охлаждения зонда, в результате чего на зонде образуется ярко выраженная зона защиты, размеры которой принимают за количественный показатель эффективности газовой защиты для данного опыта (2).

Недостатком способа является его ненадежность, так как он исключает из эксперимента влияние дуги и деформацию газо823029 вого потока при его натекании на свариваемое изделие, а также допускается, что газовый поток, используемый для защиты, симметричен, что не всегда отвечает действйтельности. Кроме того, способ невозможно использовать для изучения эффективности газовой защиты горелок с кольцевой подачей защитного газа, например плазмотронов, так как происходит подсос воздуха из-под зонда и нарушается защита вообще. Использование стержневого титанового зонда в виде титановой проволоки не позволяет возбуждать дугу между ней и исследуемой горелкой, ввиду бь|строго расплавления проволоки от дуги и обрыва.

Цель изобретения — повышение точности и надежности полученных данных при исследовании эффективности газовой зашиты.

Указанная цель достигается тем, что одновременно с включением тока нагрева зонда возбуждают сварочную дугу между зондом и электродом горелки и отключают ее одновременно с отключением тока нагрева зонда.

Устройство для осуществления способа отличается от известного тем, что зонд выполнен в виде пластины с установленным по ее центру электродом.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 и 3 — примеры конструктивного выполнения зонда.

Устройство включает зонд, состояший из титановой пластины 1 толщиной 0,1—

1 мм с расположенным в центре ее электродом 2. Пластину закрепляют в охлаждаемых токоподводах 3, растягиваемых с усилием F, предотвращающим деформацию пластины при нагреве. Размеры пластины подбирают в зависимости от типов исследуемых горелок и размеров защитных сопел.

Например при диаметре защитного сопла менее 30 мм размеры пластины составляют

160 Х 80 мм.

Электрод 2 подключают к источнику питания сварочной дуги 4. Электрод может быть выполнен из прутка вольфрама диаметром 0,5 — 3 мм или другого тугоплавкого электропроводного материала (фиг. 2), выступающего над поверхностью пластины на 1 — 5 мм, с целью предотвращения прогорания пластины от действия дуги. Такое конструктивное исполнение целесообразно использовать в случае небольших сварочных токах дуги (не более 50 А).

При больших сварочных токах электрод припаивают или приваривают к нижней поверхности титановой пластины и охлаждают водой, что предотвращает расплавление электрода и прогорание титановой пластины.

Способ осуществляется следующим образом.

При исследовании эффективности газовой защиты защитный газ из сопла исследуемой горелки 5 направляют í 1 титановую пластину. Пропускают через пластину 1 ток от трансформатора 6 и возбуждают сварочную дугу от источника питания 4 между электродом зонда 2 и,электродом г релки 7.

Пластину нагревают до 800 — 9;, затем, отключают ток нагрева и ду у. 1родувку защитного газа продолжают до полного остывания пластины. Размеры зоны зашиты определяют по неокисленному пятну 8, образованному в результате защиты его на1о текаюшим потоком газа.

Использование предлагаемого,способа определения размеров зоны газовой защиты возможно лишь совместно с предлагаемым устройством, так как использование стержневого титанового зонда не позволяет определить влияние на эффективность газовой зашиты наличия сварочной дуги и натекания газового потока на поверхность, которые присутствуют в реальных условиях сварки.

Пример. Исследование эффективности газовой защиты плазмотронов для микроплазменной сварки.

Испытания проводят на сварочных токах

5 — 30 А, при расходах плазмообразующего газа 0,1 — 0,8 л/мин, защитного газа (аргона и гелия) 1 — 6 л/мин и диаметрах плазмообразуюшего сопла 0,5 — 1,5 мм, а защитного сопла — 8 — 20 мм. При исследованиях используют зонд, состояший из титановой пластины толшиной 0,5 мм, размером 160 X 80 мм с расположенным в центре пластины вольфрамовым электро30 дом диаметром 0,5 — 1,5 мм, выступающим над пластиной на 1 — 2 мм.

Испытания показывают высокую надежность способа и хорошую точность, воспроизводимость результатов экспериментов. зs Предлагаемый способ позволяет получить более точные и надежные данные о качестве газовой защиты, за счет приближения условий эксперимента х реальным, что способствует разработке горелок и плазм отронов, обеспечивающих хорошую газовую защиту зоны сварки.

Экономическая эффективность может быть получена за счет снижения номенклатуры применяемых горелок путем отказа от горелок, не обеспечиваюших эффектив4 ную газовую зашиту, а также за счет экономии от уменьшения расхода аргона в рациональных конструкциях горелок, выявленных этим способом определения эффективности газовой зашиты.

Формула изобретения

1. Способ определения размеров зоны газовой зашиты при дуговой сварке, при котором защитный газ из горелки пропускают над титановым зондом, зонд нагревают путем пропускания через него тока, затем отключают ток нагрева, продувают за823029

Защиеиый 7

Фиг.1

А-А

А-А

z испопн нис

1(СПОВ8И НИ8

Фиг.2

Составитель А. Гаврилов

Редактор О. Черниченко Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 1952/13 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щитный газ до остывания зонда и измеряют размеры неокисленной зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности получаемых данных, одновременно с включением тока нагрева зонда возбуждают сварочную дугу между зондом и электродом горелки и отключают ее одновременно с отключением тока нагрева зонда.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее титановый зонд, источник нагрева зонда и горелку, отличающееся тем, что зонд выполнен в виде пластины с установленным по ее центру электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 124380, кл. В 23 К 9/16, 1958.

2. Тайц Б. А. и др. Конструкции горелок для сварки алюминия трехфазной дугой неплавящимся электродом. «Электротехническая. промышленность», 1971, вып. 6, с. 20 — 21 (прототип) .