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

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик 823029(51),М. К . В 23 К 9/16 Гееударстеекные комитет Опубликовано 23.04.81. Бюллетень15Дата опубликования описания 25.04.81 по делам нэебретеннй н открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЗОНЫ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 3Изобретение 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 ссокраске газового потока при помощи ды мообразующих веществ, например четырех- хлористого 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 количественнойоценки 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 12,Недостатком способа является его ненадежность, так как он исключает из эксперимента влияние дуги и деформацию газового 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 1 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 Г, предотврашаюшим 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 предотврашает расплавление электрода и прогорание титановой пластины.Способ осуществляется следующим образом.При исследовании эффективности газовой защиты защитный газ из сопла исследуемой горелки 5 направляют на титановуюпластинку. Пропускают через пластину 1 токот трансформатора 6 и возбуждают сварочную дугу от источника питания 4 междуэлектродом зонда 2 и,электродом г релки 7,5Пластину нагревают до 800 - 9;, затем,отключают ток нагрева и ду у. 1 родувкузащитного газа продолжают до полногоостывания пластины. Размеры зоны зашитыопределяют по неокисленному пятну 8, образованному в результате защиты его на 1 О текающим потоком газа,Использование предлагаемого ,способаопределения размеров зоны газовой защитывозможно лишь совместно с предлагаемымустройством, так как использование стержневого титанового зонда не позволяет определить влияние на эффективность газовойзашиты наличия сварочной дуги и натеканиягазового потока на поверхность, которыеприсутствуют в реальных условиях сварки.Пример. Исследование эффективности20 газовой защиты плазмотронов для микроплазменной сварки.Испытания проводят на сварочных токах5 - 30 А, при расходах плазмообразующегогаза 0,1 - 0,8 л/мин, защитного газа (аргона и гелия) 1 - 6 л/мин и диаметрахплазмообразующего сопла 0,5 - 1,5 мм,а защитного сопла - 8 - 20 мм. При исследованиях используют зонд, состояшийиз титановой пластины толшиной 0,5 мм,размером 160 Х 80 мм с расположеннымв центре пластины вольфрамовым электро 30дом диаметром 0,5 - 1,5 мм, выступающимнад пластиной на 1 - 2 мм.Испытания показывают высокую надежность способа и хорошую точность, воспроизводимость результатов экспериментов.35 Предлагаемый способ позволяет получить более точные и надежные данные окачестве газовой защиты, за счет приближения условий эксперимента к реальным,что способствует разработке горелок и плазмотронов, обеспечивающих хорошую газовую защиту зоны сварки.Экономическая эффективность можетбыть получена за счет снижения номенклатуры применяемых горелок путем отказаот горелок, не обеспечиваюших эффектив 45 ную газовую зашиту, а также за счет экономии от уменьшения расхода аргона в рациональных конструкциях горелок, выявленных этим способом определения эффективности газовой зашиты.50формула изобретения1. Способ определения размеров зоныгазовой зашиты при дуговой сварке, при котором защитный газ из горелки пропускают над титановым зондом, зонд нагревают путем пропускания через него тока, затемотключают ток нагрева, продувают за.2 Гавс Составитель Техред А. Бойк Тираж 1148 арственного зобретений- 35, Рауш т, г. Ужгор Редактор О. ЧернЗаказ 1952/13ВН Шароши ченк И ПИ Госуд о делам и Москва, Ж ПП Патен 1130филиал 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 пластиныс установленным по ее центру электродом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР124380, кл. В 23 К 9/16, 1958.2. Тайц Б. А. и др, Конструкции горелокдля сварки алюминия трехфазной дугойнеплавящимся электродом. Электротехническая промышленность, 1971, вып. 6,с, 20 - 21 (прототип). А. рилова КорректорПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5од, ул. Проектная,