Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом

(23) Приоритет . -Гасударственный кеынтет СССР пе денем нзебретеннй н еткрмтий(53) УДК 621.791 .753.9 (088.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень6 Дата опубликования описания 25.02.83 П. А. Антонов, В. А. Белик, В. Л. Береславски О. М, Игнатьев и М. П, Малол(54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ1Изобретение относится к дуговой сварке в защитных газах,Известны горелки для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащие корпус, сопла, цанговый зажим для крепления неплавящегося электрода 1.Недостатком известных горелок является то, что эти горелки не обеспечивают воздействия упругих волн, возникающих при искровом разряде, на металл сварочной ванны для повышения качества сварного шва.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для дуговой сварки. не- плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, установленных в полости керамического. сопла. Один из дополнительных электродов заземлен, а на второй подаются периодические импульсы напряжения. Использование дополнительных электродов для возбуждения искрового разряда позволяет улучшить качество сварного шва за счет воздействия на металл 2сварочной ванны упругих волн, генерируемых при искровом разряде. Упругие волнысоздают в сварочной ванне импульсы избыточного давления, что в соответствии с уравнением Клапейрона-Клаузиуса: 5 дт - тр-ч фгде ЬР - величина избйточного давления;Ю-изменение температуры фазового перехода жидкость-кристалл при наложении избыточного давления ЬР;1. -удельная теплота кристаллизации;иУ,-удельйые объемы жидкой и твердойфаз соответственно, что приводит кдополнительному переохлаждению металла сварочной ванны на величинуЬТ.)5 При этом увеличивается вероятность образования зародышей кристаллической фазы в расплаве в соответствии с формулой:6 зтд ЪЧ = емРгде б = з уЬт 220б-удельное поверхностное натяжение награнице раздела жидкой и твердойфаз;Т- абсолютная температура расплава,что, в свою очередь, способствует формированию при затвердевании мелкодисперснойкристаллической структуры металла сварного шва и, соответственно, повышению его прочностных характеристик.Однако в процессе работы известной горелки плавящийся сварочный электрод, через который проходит ток сварки силой в несколько сот А, сильно разогревается и в результате термоэлектронной эмиссии окружен плотным электронным облаком. При подаче импульса напряжения на дополнительный электрод между ним и раскаленным сварочным электродом легко возникает электрический разряд и, таким образом, появляется паразитная электрическая связь, приводящая к нарушению периодичности, а в некоторых случаях (например, при сильном разогреве сварочного электрода) даже к полному прекращению искровых разрядов в искровом промежутке между дополнительными электродами. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве сварного шва, поскольку фактически подавляется положительный эффект поля упругих волн. Указанная паразитная связь может явиться также причиной выхода из строя сварочной аппаратуры, поскольку к элементам сварочной цепи прикладывается достаточно высокое импульсное напряжение.Целью изобретения является повышение качества сварного шва путем устранения электрического разряда между сварочным электродом и дополнительным электродом.Цель достигается тем, что горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутренней стороне экрана по линии, папаллельной оси горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.На чертеже схематически изображена предлагаемая горелка, общий вид.Горелка содержит корпус 1 с закрепленным в нем соплом 2, электрододержателем (цангой) 3, неплавящегося электрода 4. Горелка снабжена экраном 5, на внутренней поверхности которого установлены электроды 6 и 7 для возбуждения искрового разряда. Электрод 7 заземлен. Позицией 8 обозначена сварочная ванна на изделии. Горелка работает следующим образом.Между сварочным электродом 4 и свариваемым изделием возбуждают дугу и затем перемещают горелку в направлении сварки со скоростью Чсв. После образования сварочной ванны 8 к электроду 6 прикладывают импульсы положительного напряжения и тем самым в искровом промежутке, образованном электродами 6 и 7, возбуждают искровые разряды. Импульсы давления, возникающие при искровых разрядах, воздействуют на металл сварочной ванны, в результате чего формируется мелкозернистая равноосная стуктура металла сварного шва. Наличие такой структуры обуславливает повышенную прочность металла сварного шва,Испытания предложенной горелки в промышленных условиях показывают улучшение качества сварного шва по сравнению с прототипом, а именно измельчение кристаллической структуры направленного металла и повышение коэффициента прочности сварного соединения металла шва на 10 - 15%.Формула изобретенияГорелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов,содержащая корпус с закрепленным в немсоплом, электрододержателем, а также двадополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, отличающаяся тем, что, с цельюповышения качества сварного шва путемустранения электрического разряда междусварочным электродом и дополнительным35 электродом, горелка снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутреннейстороне экрана по линии, параллельной оси4 горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Бродский А. Я. Аргоно-дуговая сваркавольфрамовым электродом, М., Машгиз,45 с. 137 - 145.2. Разработка методов повышения коэффициента прочности сварных соединений присварке металлических материалов под воздействием упругих волн. Отчет по НИР5078061916, инв,Б 7118555, 1978, с. 36.Тираж 1104 И Государственного комитет делам изобретений и откр осква, Ж - 35, Раушская н Патент, г. Ужгород, ул.