Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом

 

Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в углекислом газе или смесях защитных газов и может быть применено в различных отраслях машиностроения . Цель изобретения - повышение ресурса работы сварочной горелки и уменьшение ее габаритов. Сварочная горелка содержит корпус 1, на котором установлен

СОЮЗ. СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;/У (21) 4499038/08 (22) 26.07.88 (46) 30.03.92. Бюл.%12 (72) А.Г.Баранов, С.А.Казаров, B.Ô.Ðèçóí, В.Ф.Таран и Ю.К.Цыганков (53) 621.791.753,034 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1324791, кл, В 23 К 9/18, 1983.

Патент ГДР М 222811, кл. В 23 К 9/12, 1984, „, . Ж,, 1722733 А1 (54) ГОРЕЛКАДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЯ ЩИ М СЯ ЭЛ Е КТ РОДОМ (57) Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в углекислом газе или смесях защитных газов и может быть применено в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения — повышение ресурса работы сварочной горелки и уменьшение ее габаритов. Сварочная горелка содержит корпус 1, на котором установлен

1722733 изолятор 2 и сопла 3 для подачи защитного газа. Внутри сопла 3 расположен мундштук

5, соосно и сьемно установленный на торце корпуса 1. Мундштук 5 представляет собой металлический стакан с конусным отверстием 6 в его дне, отверстиями 7 для выхода защитного газа. Внутри мундштука 5 расположены токоподводящие вставки 8 с конусными торцами 9 и 10, а также

Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в углекислом га зе или в смесях защитных газов и может быть применено в различных отраслях ма. шиностроения (вагоностроении, судостроении, химическом. машиностроении и др.), На фиг.1 изображена горелка, общий вид, разрез; на фиг.2 — эпюра действия сил при условии а =P; на фиг.3 — эпюра действия сил при условии р = агсс9 (K+ tg Q ).

Цель изобретения — повышение ресурса работы сварочной горелки и уменьшение ее габаритов.

Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов (фиг.1) выполнена в виде корпуса 1, связанного с гибким шлангом (не показано) с расположенным в нем направляющим каналом для подачи электродной. проволоки, газа, электрического тока и т.д.

На корпусе 1 установлен изолятор 2, на котором закреплено сопло 3, образующее полость 4 для подачи защитного газа в зону .сварки. Внутри сопла 3 расположен мундштук 5, соосно и съемно установленный на торцовой части корпуса 1, например, посредством резьбрвого соединения. Мундштук 5 представляет собой металлический стакан, выполненный с конусным отверстием 6 (с углом 2 P ) в дне стакана, отверстиями 7 для выхода защитного газа и резьбой для соединения с корпусом 1.

Внутри мундштука 5 расположены токоподводящие вставки 8 с консольными торцами 9 и 10, а также подпружиненную винтовой цилиндрической нормирующей пружиной 11 сжатия, направляющую шайбу

12 с конусным отверстием 13, угол .конуса которого равен 2 а .

При этом конусный торец 9 токоподво. дящей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 6 мундштука 5, а конусный торец 10 токоподводящей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 13 направляющей шайбы 12. Направляющая шайба 12 установлена во внутренней полоподпружиненная винтовой цилиндрической пружиной 11 сжатия направляющая шайба

12 с конусным отверстием 13. Направляющая шайба 12 установлена в полости 14 мундштука 5 с возможностью свободного перемещения под действием пружины 11, упором для которой служит регулирующий элемент 15, установленный на мундштуке 5.

5 з.п,ф-лы, 3 ил, сти 14 мундштука 5 с воэможностью свободного перемещения от нажимного действия нормирующей пружины 11. Торец 9 конусных вставок 8, обращенный к конусному от5 верстию 6 мундштука 5, имеет угол 2 Р, равный углу конусного отверстия 6 мундштука 5, а торец. 10 конусных вставок, обращенный к направляющей шайбе 12, имеет угол 2 а, равный углу конусного отверстия

10 13 направляющей шайбы 12. Углы а иф on ределены, исходя из условий. изображенных на фиг.2 и 3, и выполнены последующей зависимости ф=arctg(2K+tg ц );

15 .P ДЦЦ К1 ! где Р- половина угла конусного отверстия мундштука;

К- коэффициент трения скольжения ма20 териала проволоки по материалу токоведущих вставок;

Q —, половина угла конусного отверстия подпружиненной направляющей шайбы; ф — приведенный угол трения между

25 конусной поверхностью взаимодействующей токоподводящей вставки;

K> — коэффициент трения скольжения материала конусного отверстия мундштука и взаимодействующей с ним поверхностью

30 конусной части токоподводящих вставок.

Упором для нормирующей пружины 11 сжатия служит регулирующий элемент 15, который снабжен наружной резьбой для завинчивания во внутреннюю резьбу мундш35 тука 5 при регулировании усилия сжатия нормирующей пружины 11.

Направляющая. шайба 12 и регулирующий элемент 15 имеют.буртики для удержания пружины на одной оси с осью

40 симметрии горелки. Цилиндрические отверстия в направляющей шайбе 12 в регулирующем элементе 15 выполнены с диаметром отверстия, заведомо большим наружного диаметра направляющего канала 16.

Таким образом, направляющий канал

16 не влияет на перемещение шайбы 12 в процессе работы горелки, 17!? ЗЗ

5

15

Для устранения взаимодействИя направляющего канала 16 с токоподводящими вставками S служитжестко закрепленная на нем упорная шайба 17.

Направляющая шайба 12 может быть выполнена как цельной, так и разрезной в радиальном направлении. В случае разрезного варианта между шайбой 12 и нормирующей пружиной 11 устанавливают промежуточную кольцевую шайбу (не показана). Разрезная конструкция направляющей шайбы 12 позволяет улучшить токопередачу, так как в этом случае ток передается через плотный скользящий кон.такт между частями разрезной направляющей шайбы 12, мундштуком 5 и токоподводящими вставками 8.

Регулирующий элемент 15 имеет на торце, обращенном к упорной шайбе 17, радиальные пазы для обеспечения прохода по ним защитного газа из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5 и далее в полость 4 сопла через отверстия 7 мундштука 5.

Электродная проволока 19 контактирует с цилиндрическими поверхностями токоподводящих вставок 8, которых может быть две и более. При этом они могут быть выполнены для увеличения ресурса из токопроводящей керамики, а для визуального контроля величины выработки токоподводящих вставок 8 на поверхности конусного торца 9, взаимодействующего с конусным отверстием 6 мундштука 5, нанесена отметка выработки, Перед началом работы в горелку необходимо заправить электродную проволоку так, чтобы она находилась между токоподводящими вставками.

Горелка работает следующим образом.

Газ проходит из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5, огибая упорную шайбу 17, проходя по пазам в регулирующем элементе 15, по отверстию в регулирующем элементе 15 попадает в зону расположения нормирующей пружины 11 и через отверстия 7 в мундштуке 5 поступает в полость 4, образованную соплом 3 и мундштуком 5 и далее, выходя из сопла 3 горелки, попадает в зону сварки.

Включается источник питания сварочной дуги и механизм подачи электродной проволоки.

После соприкосновения электродной проволоки 19 со свариваемым изделием и возбуждения электрической дуги сварочный ток будет передаваться от источника питания сварочной дуги через токоведущий кабель, подсоединенный к корпусу 1 горелки, мундштук 5, направляющую шайбу 12, гоковедущие вставки 8 на электродную проволоку.1 -1. Причем токопередача на токоведущие вставки 8 обеспечивается равномерно по двум конусным поверхностям: конусного отверстию 6 мундштука 5 и конусному отверстию 13 направляющей шайбы 12, что позволяет пропустить, по сравнению с конструкцией прототипа, больший сварочный ток за счет увеличения площади контактирующих поверхностей.

При движении электроцной проволоки

19 по поверхности токоведущих вставок силы F> и F> (фиг.2), создающие усилие прижатия токоподводящих вставок 8 K электродной проволоке 19 и действующие перпендикулярно к оси перемещения электродной проволоки, определяются не только усилием F, возникающим от действия нормирующей пружины 11, но и усилием, возникающим от действия сил трения F>p в конусном отверстии проходящей электродной проволоки с токоподводящими вставками 8, Чтобы обеспечить равномерную механическую, а, следовательно, и токовую нагрузку на вставки необходимо, чтобы усилия прижатия вставок Ft и F>, действующие

I перпендикулярно оси перемещения электродной проволоки, возникающие от разложения сил Ел и Fzp в конусных отверстиях, были равны между собой.

Такое погожение может быть удовлетворено только в том случае, если углы конусных отверстий 2 и и 2 j3 (фиг,1) будут выполнены по следующей зависимости

P = arcing(2K+ tg а ).

Иллюстрация укаэанной зависимости показана на фиг,3. При этом величину угла

Р желательно установить больше приведенного угла трения, т.е.

p> p= агст9к1.

Выполнение угла P> P гарантирует отсутствие заклинивания проволоки в токоподводящих вставках 8. При этом приведенный угол трения р зависит от применяемого материала для мундштука 5 и токоподводящих вставок 8. Например, для пары сталь — бронза оловянно-фосфорная

p = 5 43, а для пары сталь — антифрикционнный угол р =.7 25 и определяется по соответствующим физическим таблицам. При применении токопроводящих вставок 8 иэ токопроводящей керамики данный ресурс увеличивается в 20 — 40 раз.

По мере износа токоподводящих вставок 8 последние постепенно выходят через конусное отверстие 6 мундштука 5. Поэтому на наружной поверхности токоподводящей вставки можно поставить отметку, которая

1722733 будет показывать величину или предел выработки токоподводящих вставок 8, после которого. необходимо производить замену выработанных токоподводящих вставок 8.

Формула изобретения 5

1. Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом, содержащая токоподводящие вставки с конусными торцами, установленными в мундштуке, выполненном с внутренним конусным отверстием и 10 связанном с корпусом направляющего канала, отличающаяся тем, что, с целью повыше сия ресурса работы и КПД,она снабжена подпружиненной в осевом направлении направляющей шайбой, выполненной с 15 конусным отверстие, поверхность которого установлена в контакте с торцами токоподводящих вставок. причем углы конусов вставок равны углам установленных с ними в контакте поверхностей конусных отвер- 20 стий мундштука и шайбы и связаны соотношением

P =arctg(2K+ kg а ), где P — половина угла конусного от- 25 верстия мундштука;

К вЂ” коэффициенттрения скольжения материалов проволоки и токоведущих вставок; а — половина угла конусного отверстия 30 подпружиненной направляющей шайбы.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что угол конусного отверстия мундштука и угол конуса вставок определяется выражением.

P > P =arttgK>, где р — приведенный угол трения между поверхностями конусного отверстия мундштука и конусной части токоподводящих вставок;

K1 — коэффициент трения скольжения материалов мундштука и токоподводящих вставок, 3. Горелка по п1, отл и ч à ю ща я с я тем, что, с целью устранения влияния направляющего канала на усилие поджатия направляющей шайбы на токоподводящие вставки, она снабжена регулирующим элементом и установленной в контакте с ним упорной шайбой, которая жестко связана с направляющим каналом.

4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что направляющая шайба выполнена разрезной в радиальном направлении.

5.Горелка по п.1, отличающаяся тем что токоподводящие вставки выполнен ы из то ко проводя щей керамики.

6.Горелка по п.1, о т л и,ч а ю щ а я с я, тем, что, с целью визуального контроля ресурса выработки токоподводящих вставок, конусная поверхность последних. установленная в контакте с поверхностью конусного отверстия мундштука, снабжена меткой выработки.

1722733 г.Я, f

Составитель Н.Бойцов

Редактор M.Êîáûëÿ нская Техред M.Ìîðãåíòàë Коррек"ор Т.Малец

Заказ 1023 Тираж Подпис:- ое

ВНИИПИ Государствен. лого комитета по изобретениям и. открытиям при ГКНТ СССР

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

Производстве,,но-изд"-.тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101