Формирующее устройство для электрошлаковой сварки легких металлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) з(5 н В 23 К 2500 ОПИСА Е ИЗ ЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) А. Н. Сафонников и А. В. Антонов (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им, Е. О. Патона(56) 1. Сафонников А. Н. Сварка металлов пластинчатыми электродами. К., Техника 1966, с. 58.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2527894, кл. В 23 К 25/00, 1977. (54) (57) 1. ФОРМИРУ 1 ОШЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ, содержащее боковые кристаллизаторы, заходный элемеьт с крышкой и штуцерами для подачи газа и выходной элемент, содержащий поперечную перегородку из кислого огнеулорного материала, с прорезью для ввода электрода в сварочный зазор, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества ме 022790 А тал,)а шва путем снижения ео газосодер. жания, заходиый эл .е т снабжен внутренними и наружиь;ми и .":иых) клеммами, металлической перемыв кой. соединяющей внутренние клем мь, бу икером для флюса с выходным каналом и расположенной в выходном канале бункер;, з."елонкой с электромагнитным приводом. а боковые кристаллизаторы снабжены ори сть)ми вставками и выполнены со сту)еичатьм) продольными пазами, образуюи:. и:.парную площадку, на которой разяе)еиы, помянутые вставки, образующие е и;, )ми замкнутые про дольные полости.2. Устрсйетво и;:,. 1, отличающеесячто )е")че ". 1 , ъв и 1 :ена илаиящей, .3. Устгойств и, ог., )чающеее тем, что металличе. на я перемычка выполнена из тугоплавк",г;: материала,4. Устройствоь- 3, отличающее, - ся тем, что заслонки выполнен из легкоплавкого материала1Изобретение относится к сварочной технике, преимущественно к технологической оснастке для электрошлаковой сварки, и может быть широко использовано в энергетическом, атомном и химическом машиностроении, металлургии, электротехнике и других отраслях народного хозяйства.Известно формирующее приспособление для электрошлаковой сварки пластинчатыми электродами, содержащее медные водоохлаждаемые кристаллизаторы (подкладки) и нижний поддон для удержания шлаковой ванны в зазоре между свариваемыми элементами 1.Однако данное приспособление не может быть применено для сварки легких металлов с плотностью меньшей, чем плотность сварочного шлака, применяемого для их сварки.Наиболее близким к предлагаемому является формирующее устройство для электрошлаковой сварки легких сплавов, содержащее боковые кристаллизаторы, заходной элемент с крышкой и штуцерами для подачи газа и выходной элемент, содержащий поперечную перегородку из кислого огнеупорного материала, с прорезью для ввода электрода в сварочный зазор 2.Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает полного удаления газов при сварке протяженных швовЦель изобретения - улучшение качества металла шва путем снижения его газо- содержания.Поставленная цель достигается тем, что заходной элемент снабжен внутренними и наружными контактными клеммами, металлической перемычкой, соединяющей внутренние клеммы, бункером для флюса с выходным .каналом и расположенной в выходном канале бункера заслонкой с электромагнитным приводом, а боковые кристаллизаторы снабжены пористыми вставками и выполнены со ступенчатыми продольными пазами, образующими опорную площадку, на которой размещены упомянутые вставки, образующие с пазами замкнутые продольные полости.Металлическая перемычка выполнена плавящейся.Кроме того, металлическая перемычка может быть выполнена из тугоплавкого материала с большим электросопротивлением.При этом заслонка выполнена из легкоплавкого материала.На чертеже схематически изображено формирующее устройство для электрошлаковой сварки легких металлов, общий вид.Формирующее бустройство содержит боковые кристаллизаторы 1, которые снабжены продольными ступенчатыми пазами 2, образующими опорную площадку 3. На опорную площадку 3 установлены вставки 4 из пористого материала, напримертанавливают боковые кристаллизаторы 1, Сверху и снизу соответственно закрепляют конечные элементы, создавая внутреннюю объемную полость в сварочном зазоре. Через прорезь перегородки 16 в зазор вводят пластинчатый электрод 17. Сварочныйзазор заполняют твердым флюсом 18,На внутренние контакты боковых колодок 7 верхнего и конечного элемента закрепляется перемычка 9 из того же материала, что и свариваемые детали, а затем в зазор досыпают флюс 18 таким образом, чтобы он заполнил полость верхнего конечного элемента, в результате чего перемычка. 9 будет со всех сторон окружена флюсом 18. 35 40 Контакты выключателя 13 заслонки 12 соединяют, т.,е, подключают электромагнитную катушку заслонки 12 к источнику питания (не показан), в результате чего выходной канал 11 бункера 10 закрывается. В бункер 10 засыпают порцию флюса, плотность которого меньше, чем плотность свариваемого материала.К наружным клеммам 19 боковых колодок 7 подключают источник питания сварочного тока (не показан). При этом цепь термического элемента замкнута посредством перемычки 9. Ток, проходя по графитовым боковым колодкам 7, перегревает их, что в свою очередь вызывает плавление флюса во внутренней полости верхнего конечного элемента, т. е. образует ся шлаковая ванна, Последняя, перегреваясь расплавляет перемычку 9. Жидкий металл 45 50 Я 2активированного угля. При закреплениина опорных площадках 3 вставок 4 в боковых кристаллизаторах образуются замкнутые продольные полости. Высота боковыхкристаллизаторов 1 определяется высотойсвариваемых деталей 5 и не зависит от ихтолщины.Верхний конечный элемент состоит изкрышки 6 и графитовых боковых колодок 7, которые снабжены внутренними контактными клеммами 8, расположеннымина их внутренних поверхностях. При этомсовместное расположение боковых колодок 7 создает внутренний карман для накопления жидкого металла. На внутреннихклеммах 8 установлена перемычка 9, Крыш 15 ка содержит бункер 1, в который засыпается флюс, Бункер 10 имеет выходнойканал 11, снабженный заслонкой 12 с электромагнитным приводом, Катушка заслонки 12 соединена с источником питания (непоказан) посредством выключателя 13.Нижний конечный элемент состоит из поддона 14 и боковых колодок 15, а такжедополнительно содержит перегородку 16,которая делит его внутреннюю полостьна две части,Формирующее приспособление работаетследующим образом.На свариваемые кромки деталей 5 ус1022790 3расплавляемой перемычки, всплывая в бо лее плотной шлаковой ванне, образуетметаллическую ванну,В тот момент, когда перемычка 9 полностью расплавляется, что определяетсяпо изменениям показаний вольтметра и амперметра, цепь термического устройстваотключают, а подключают сварочную цепь,т, е. поддон 14 со сварочным электродом 7После расплавления перемычки 9 размыкают цепь электромагнитной катушки заслонки 12, в результате чегопоследняяоткрывает канал 11 бункера 10 и флюс избункера 10 перемещается на поверхностьметаллической ванны, защищая ее от влияния атмосферы,После полного расплавления твердогофлюса 18 в зазоре динасовая перегородка16 вступает в реакцию восстановления с,жидким шлаком, в результате чего перегородка 16 переходит в шлаковую ванну,Вследствие этого вся жидкая сварочнаяванна перемещается в зазоре вниз, шлаковая ванна занимает объем внутренней полости нижнего конечного элемента, а металлическая ванна - объем между свариваемыми кромками, После этого сварочныйток отключают, Жидкая металлическая ванна, кристализуясь, образует качественноесварное соединение.В случае использования неплавящейсяперемычки 9 шлаковая. ванна наводится засчет выделения тепла в указанной перемычке при пропускании через нее тока. В результате плавления электрода 17 и флюса 18сварочная ванна перемещается в зазоре 4вниз, освобождая перемычку 9, После этого термическое устройство отключают, Востальном устройство работает аналогичновышеописанному варианту.Пористые вставки 4 могут быть выполнены из активированного угля графита,асбеста, различных материалов, изготовленных методами порошковой металлургиис заранее заданной пористостью материалов, Плавящаяся металлическая перемычка 9 изготовлена как правило из того жематериала, что и свариваемые детали.В случае применения тугоплавких сварочных флюсов для ускорения наведенияшлаковой ванны перемычка изготавливается из неплавящегося материала с высокимБ электросопротивлением, например вольфра.ма, графита и т. п.Заслонка выполнена из сплава вуда,олова, свинца, цинка, органических смол,сварочных флюсов или других легкоплавких материалов.Перегородка 16 выполнена из кислыхогнеупоров, например динаса, шамота ит. д. или неплавящейся,Применение предлагаемого устройства позволяет полностью устранять газы при электрошлаковой сварке легких металлов даже на протяженных швахПрименение пористых накладок увеличивает срок эксплуатации графитовых кристаллизаторов в 9 - 1 О раз. Саморегулирование процесса повышает производительность труда за счет исключения вспомогательных операций в 1,4 - 1,5 раза.Составнтель Н. Рошупкнн Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор Г. Решетннк Заказ 4116/7 Тираж 1106 Подпнснос ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам нзебретеннй н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4