Направляющий канал для подачи проволоки к месту сварки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О Il И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Ф-. с с //

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.01.81 (21) 3249865/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) M.Êë.3 В 23 К 9/12

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.753..037 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Иванников, А. ф. Гарбуль, С. К. Слиозберг:,:, А. А. Кондратьев и И. 3. Балтабеков

Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (71) Заявитель (54) НАПРАВЛЯ1ОтЦИЙ КАНАЛ ДЛЯ ПОДАЧИ

ПРОВОЛОКИ К МЕСТУ СВАРКИ

D = (1,2! —:2,5)d„p = (0,1 -0,5) d „, Изобретение относится к обдасти сварки металлов и может быть использовано в сварочном оборудовании с механизированной подачей проволоки в различных отраслях промышленности. 5

Известны гибкие налравляющие иана лы для подачи проволоки к месту сварки, выполненные в виде спирали, навитой из металлической проволоки круглого поперечного сечения (1). !О

Недостатком таких каналов является необходимость применения, кроме наружного защитного слоя, дополнительной, концентрично расположенной оболочки, препятствующей продольному р астяжению канала и сохраняющей его гибкоать, Эти каналы сложны по конструкции, трудоемки в изготовлении и дороги. Кроме того, естественные изгибы таких каналов, в зависимости от радиуса, в процессе эксплуатации .приводят к различной степени увеличения сопротивления лроталкиванию по ним проволоки. Длина таких каналов, определяющая радиусы действия сварочных горелок, не превышает 3 — 4 метров.

Известен на правляющий канал для подачи проволоки к месту сварки, наиболее близкий к изобретению по технической сути и достигаемому результату и состоящий из металлической трубки (2).

Недостатком этого канала является отсутствие гибкости, большая масса и черезмерно высокое солротивление проталкиванию подаваемой проволоки.

Цель изобретения заключается в снижении сопротивления проталкиванию проволоки, уменьшении веса, увеличении радиуса действия при сварке, повышении производительности и качества сварки в трудносдоступных местах.

Эта цель достигается тем, что в направляющем канале для подачи проволоки к ,месту сварки, состоящем из металлической трубки, трубка выполнена тонкостенной и,ги бкой, а наружный диаметр и толщина стенки связаны с диаметром подаваемой проволоки следующими соотношения ми: гдс D — наружный диаметр трубки; б — толщина стенки трубки;

d „р — диаметр проволоки.

На фиг. 1 изображен общий вид направляющего канала при подаче по нему проволоки механизмом толкающего типа; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

941063

P „,, == . (о), „.. Г, р — коэффициент понижения до. пускаемого усилия, зависящий от гио кости, которая, в свою очередь, зависит от длины вылета проволоки, момента инерции и пло щади поперечного где

Канал 1 состоит из тонкостенной цилиндрической оболочки с наружным и внутренним диаметрами, соизмеримыми с .диаметром проталкиваемой по нему до мундштука 2 проволоки 3 механизмом подачи 4 толкающего типа.

Работа мангала осуществляется следующим образом, Одни,м из традиционных механизмов подачи 4 толкающего ти па подают проволоку 3 в канал 1, закрепляемый в механизме одним из известных устройств. В зависимости от расположения места сварки и окружающих его технологических условий канал 1 укладывают с требуемой степенью изгиба, вплоть до пластической деформации с плавными радиуса ми изгиба, и подают по нему ароволоку 3. Далее через мундштук 2, в котором с помощью одного из известных устройств закреплен второй конец канала 1, проволока 3 подается к месту сварки.

При подаче проволоки по предлагаемому каналу с нижним пределом по наружному диаметру, равным 1,21 диаметра проволоки, и с нижним пределом по To;Iшине стенки, равным 0,1 диаметра проволоки, обеспечивается начальное достаточное условие прохождения проволоки— наличие зазора между проволокой и внутренней поверхностью канала, величина которого должна составлять по крайней мере 1 /о диаметра проволоки. При этом из условия прочности также обеспечивается и минимально допустимая толщина стенки канала — по крайней мере Зо/о диаметра проволоки, так как лри прохождении проволоки, особенно в моменты случайного ее утыкания в препятствие на выходе из мундштука, канал работает на растяжение, и поэтому он должен быть рассчитан на такого рода нагрузку. Принимая во внимание, что канал может быть изготовлен нз наиболее прочных материалов, например, из улучшенных сталей с пределом ..роч юсти „о)р . 00 кгс/мм а проволока — из наименее прочных материалов, например, из цветных спл авов с минимально возможным коэффициентом трения и в то же время с минимальной устойчивостью при встрече с,препятствием при длине реального вылета, равной 10 диаметрам проволоки, минимально возможную толщину стенки канала определяем по допускаемому усилию, выше которого проволока теряет устойчивость: сечения проволоки; в нашем случае р=0,9; (o), — нредел прочности на сжатие, з нашем случае он равен

5 15 кгс м,м ;

F —,площадь поперечного сечения проволоки.

Подставляя в формулу (1) конкретны значения площади поперечного сечения проволоки, получим дапустимое усилие .Р „„„которое одновременно можно и ринять и за допустимое усилие для канала, по которому подается проволока, откуда

15 F,„= — — — — ", (-. где F, — площ адь поперечного сечения стенки канала; (o)р — предел прочности материала

20 канала при растяжении.

Таким образом, нижний предел толщины стенки канала в и деальных условиях (при прямолинейном канале, тщательно выправленной проволоке и отсутствии трения) может составлять 3 /, диаметра проволоки.

П р и и е р. Диаметр проволоки 1,0 мм г=О 785мм -, > =tt 9,- 0 . N. 1() 6..г" (2) 10,б

F,, — . =0,1мм - .

Зо

А ттаак ккак Г„.— и. D. 6, то б = —

F,, — D

О,1

„=003 мм, т. е. Зо/о диаметра ппсволокп.

Учитывая тот факт, что идеальных ус40 ловий по прямолинейности проволоки и отсутст вию трения, Iio точности размеров канала и его прямолинейности быть не может, то представляется целесообразным нижний предел по толщине стенки канала поднять до 0,1, т. е. до 10о р диаметра проволоки.

При верхнем пределе соотношений между наружным диаметром канала и диаметром проволоки, равном 2,5 диаметра

50 проволоки, и между толщиной стенки и диаметром проволоки, равном 0,5 диаметра проволоки, образуется максимально допустимый зазор между проволокой и внутренним диаметром канала, равный 1,5 диамет55 ра проволоки, что заметно повышает сопротивление проталкиванию проволоки и снижает равномерность скорости ее подачи в зону сварки. Причиной этому служит образование волнообразных изгибов прово50 локи, вызывающих возникновение повышенных распирающих стенки канала сил и соответственно увеличение длины проволоки внутри канала .в сравнении с длиной самого канала. При этом становится необходимым либо сокращать длину канала, 941063 либо уменьшать зазор между проволокой и внутренней поверхностью канала за счет увеличения диаметра проволоки или за счет уменьшения внутреннего диаметра канала.

Так, при подаче проволоки диаметром

5 мм по каналу с внутренним диаметром

7,5 мм на расстояние 40м, было отмечено на чало «пульсаций» выхода проволоки из плотно обжимающего ее токопсдводящего мундштука (усилие обжима составляло

20 иг), что еще заметно не отразилось на качестве сварки. Достаточно было увеличить длину ианала на 10:м, как резко ухудшалась стабильность скорости подачи проволоки в,дугу, что выразилось в ухудшении стабильности режима сварки и привело и заметному ухудшению ее качества.

При подаче проволоки диаметром 6 мм ло этому же каналу получена высокая стабильность скорости ее,выхода из мундштука. Таиая же высокая стабильность скорости падачи проволоки диаметром

5 мм получена с уменьшением внутреннего,диаметра канала до 6,25 мм при длине канала 40,м.

Кроме того, при наружном диаметре канала, равном 2,5 диаметра inpоволоки, и толщине стенки, равной 0,5 диаметра проволоки, заметно ухудшается гиокость канала (которая остается еще достаточно высокой при гродаче проволок диаметром .до 2 0 мм, т. е. когда наружный диаметр канала достигает 5,0 мм).

Канал имеет высокую радиальную жесткость и лишен продольного растяжения. Малые наружный диаметр и толщина стенки канала обеспечивают ему способность упруго деформироваться и по гибкости быть близким к проталкиваемой по нему проволоке. Величина зазор а между проволокой и внутренней поверхностью капала настолько мала, что практически искл|очает основной источник сопротивления проталкиванию — волнообразные изгибы проволоки с большими расширяющими (радиальными) силами, что свойственно конструкциям известных металлических каналов. Подача проволоки по предлагаемому каналу стандартной длины

3 — 4 и может осуществляться механизмами с,мощностью и габаритами в неск олько раз,меньшими, чем при подаче проволоки,по каналам известной конструкции.

Применение механизмов стан1дартной мощности позволяет проталкивать проволоку

ino каналу длиной до 50 .м и более (в зависимости от диаметра проволоки и конструкции,механизма подачи) .

Использование канала в гибких шлангах при механизированной сварке тонкими npoBQJIOKIBMH позволяет упростить конструкцию шлангов, облегчить их вес, повысить маневренность сварочной горелки и снизить утомляемость сварщика. При этом расширится область применения механизированной сварки в труднодоступных iMQcтах и повысится лроизводительность тпуда и качество сварки.

Применение канала при автоматической сварке тонкими и толстыми проволоиами упростит и облегчит сварочные головки, ловысит их маневренность и рас15 ширит область применения автоматической сварки (особенно в труднодоступных местах) и аовысит ее производительность и качество, блаподаря возможности выноса механизма подачи на большое расстоя 0 ние от сварочного мундштука (горелки) и расположения его в непосредственной близости от бухты с проволокой. При этдм значительно повысится надежность работы механизма пода чи и улучшатся условия

25 его обслуживания и настройки сварочного мундштука (горелки) .

Формула изобретения

Направляющий канал для подачи проволоки к месту сварки, состоящий из металлической трубки, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления проталкиванию проволоки, уменьшения веса, увеличения радиуса действия при сварке, повышения,производительности и иачества сварки в труднодоступных местах, трубка выполнена тонкостенной и гибкой, а наружный диаметр н толщина

40 стенки связаны с диаметром подаваемой проволоки следующими соотношениями:

D = (1,21-:— 2,5 )Л„„;

c -= (0,1 —:0,5)d„,„ где Р— наружныи диаметр трубки; б — толщина стенки трубки;

d р — диаметр проволоки.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:

1. Чвертко. А. И., Патон B. Е., Бельфор М. Г. и др. Исследование систем по55 дачи электродной проволоки по гибким направляющим KBHала м. — «Автоматическая сварка», № 2, 1969, с. 45 — 50.

2. «Сварочное оборудование». Каталогсправочник, ч. 1. Под ред. А. И. Чвертко.

50 Кисв, «Наукова Дум:;а», 1968, с. 278.

94I063

PlL Z

Составитель А, Анохов

Техред И. Пенчко

Корректор С. Файн

Гедактор К. Коляда

Тип. Харьк. фпл. пред, «Патент»

Заказ 682/531 Изд. Ж 174 Тираж 1151 Подписное

lIIp «Поиск» Государственного комитета СССР rro делам нзобретешьй п открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5