Неплавящийся электрод

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 511 4 В 23 К 35/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3796826/25-27 (22) 04.10.84 (46) 15.04.86 ° Бюл. и 14 (72) Л.А.Киселев (53) 621,791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1057216, кл. B 23 К 35/02, 1983. (54) (57) 1 . НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД для сварки в среде защитных газов, состоящий из охлаждаемой защитными газами трубки, в которой выполнены отверстия для подачи газа и залрессованной с торца трубки тугоплавкой вставки, отличающийся тем, что, с целью повышения глубины пронлавления свариваемых кромок и стабилизации мощности дуги в широком интервале токовых нагрузок путем одновременного направления концентриро„„SU„„1224127 А ванных потоков защитного, газа вдоль оси и по наружной поверхности туго плавкой вставки, отверстия для подачи газа выполнены по внутренней поверхности трубки по месту запрессовки тугоплавкой вставки и равномерно расположены в продольном направлении по ее боковой поверхности, а по центру вдоль оси в тугоплавкой встав" ке выполнен конусообразный канал, диаметр отверстия которого на выходе вставки равен (0,1-0,3) d„ à на входе (0,4-0,6) d,,,где d — диаметр, вставки, при зтом площадь сечения отверстий, выполненных на внутренней поверхности трубки в 2-8 раз больше площади отверстия на выходе из канала, а диаметр выходного отверстия в

15 и более раз больше длины конусного канала.

2. Электрод по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем» что, с целью повьппения "òîéêîñòê электрода при работе на токах свьппе 300 А, отвер1224127 стия для подачи газа выполнены в стенке трубки со стороны запрессовки тугоплавкой вставки.

Изобретение относится к сварке в среде защитных газов (преимущественно инертных), а конкретно к неплавящимся электродаи, и может быть использовано в тех областях машино- 5 строения, в которых этот способ сварки находит применение.

Целью изобретения являет ся создание конструкции неплавящегося эпектрода, обладающей технологической уни1Î версальностью и позволяющей повысить глубину проплавления свариваемых кромок путем стабилизации мощности сварочной дуги в широком интервале

15 т ок овых н а груз ок .

На фиг. 1 изображен неплавящийся электрод, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— то же, для электрода, используемого в качестве катода при газотермическом напылении.

Неплавящийся электрод состоит из трубки 1 и запрессованной в нее тугоплавкой вставки 2, выполненной, например, из вольфрама, циркония или гафния. С целью повьппения электроконтакта на наружную поверхность вставки 2 наносят, .например, методом газотермического напыления тонкоплеЗО ночный слой электропроводного покрытия. Трубку выполняют преимущественно из меди. На трубке со стороны нижнего торца по месту эапрессовки тугоплавкой вставки 2 выполнены равномерно расположенные в продольном направлении трубки канавки 3. Трубку под вставку 2 развальцовывают, а наружную поверхность для увеличения поверхности охлажцения в зоне вставки выполняют ребристой (волнистои*). увеличение диаметра развальцовкой по месту установки вставки производят на величину, не превьппающую двух толшин стенки трубки, при этом угол с - перехода от малого диаметра трубки к диаметру под вставку должен составлять не более 30 . При значении угла К более 30 поток защитного газа, поступающий через канавки 3, недостаточен для охлаждения тугоплавкой вставки 2„

Тугоплавкая вставка 2 содержит по центру вдоль собственной оси конусообразный канал 4, диаметры отверстий которого составляют на выходе d„ 0,1-0,3, а на выходе d 0,40»б диаметра D тугоплавкой вставки.

Соотношение площади сечения канавок 3 к площади сечения отверстия

d на выходе из вставки задано 2:1

8:1, а соотношение диаметра выходного отверстия и длины конусообразного канала для обеспечения термостойкости вставки задают 1 «» 15.

Величина соотношения площадей в зависимости от величины токовых нагрузок на тугоплавкую вставку находится в пропорциональной зависимости. Величина соотношения опреде" лена экспериментально и зависит от значения необходимой величины инжекции, создаваемой потоком защитного газа, выходящим через конусообразный канал. В процессе выхода защитного газа (поток 5) через канал под воздействием сил инжекции внешние потоки 6 сжимают сварочную дугу, осуществляя тем самым возможность повьппения концентрации ее тепловой мощности в зоне сварки. Для дополнительной стабилизации дуги на трубке со стороны вставки 2 выполняют козырек

7 высотой h равной 0,4 диаметра D вставки, и с угломер, не большим 15, при этом диаметр D„ должен быть задам в соотношении Э„ ) 1,5 Й„, т.е. в зависимости от диаметра выходного отверстия конусообразного канала. При работе с токовыми нагрузками свьппе

300 А трубка 1 со стороны вставки 2

1224 может содержать канавки 3 внутри стенки (фиг. 3). При этом увели ивается площадь контакта между вставкой и трубкой. Для более интенсивного охлаждения выполняют рубашку охлаж- 5 дения 8. В процессе работы в зависимости от свариваемого материала и его толщины меняют соотношение диаметров

Й и d путем изменения диаметра Й

Для этого во внутрь канала 4 устанав- 10 ливают воронку 9, которая в верхней части содержит утолщения, выполненные на входе в виде полукольца (тора) выступающего из вставки 2 во внутрь трубки 1 на величину, равную радиусу закругления воронки в зоне утолщения.

Радиус закругления равен половине утолщения воронки.

Электрод работает следующим образом. 20

Устанавливают его трубкой 1 в .сварочную горелку стандартного типа и зажимают с помощью цанги. Устанавливают режим сварки. Например, для стали марки СП 28 Ш толщиной 5 мм диаметр вставки D задают 6 мм,,d, =

1,2 мм, d = 3,0 а, сила сВВроВНоro тока z, = 220-250 А, напряжение на дуге U - =11-12 В. В процессе сварки получают полное проплавление свариваемых кромок, по сравнению с цельными прутковыми электродами, при сварке которыми достигнуто проплавление кромок не более 807. их толщины.

При сварке расход защитного газа в з5

127 4 горелку задают как и при сварке обыч" ными электродами. Для конкретного примера расход аргона в горелку 1012 л/мин, расход аргона внутрь трубки 2-4 л/мин (он не должен превышать

ЗОБ расхода в горелку}. При превышении значений стабильности горение дуги нарушается.

Предложенные электроды можно использовать при газотермическом наплавлении, при этом напыление осуществляют с помощью стандартных плазмотрочов. Отличительной особенностью является то, что порошок и транспортирующий газ подают в плазменную струю через конусообразный канал.

Использование предложенного электрода в производстве позволяет повысить производительность труда в

1Ä5-2 раза за счет увеличения глубины проплавления и сокращения при этом количества проходов при сварке и снизить расход электроэнергии более чем на 20Х за счет повышения коэффициента использования тепловой мощности дуги. Кроме того, при газотермическом напылении при введении тугоплавких материалов непосредственно в центральную часть плазменной дуги достигнута возможность напыления порошков с температурой плавлео ния более 2700 С, при этом в качестве плазмообразующих используют одинарные газы, а не смеси.

12241? 7

Составитель А.Гаврилов

Редактор A.Ãóëüêî Техред А.Алиев Корректор Е.Рошко

Заказ 1Ь72/14 Тираж 1001 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная> 4