Горелка для магнитоуправляемой дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А ЗОБРЕТ ПИСА ВИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ворошиловградский машиностроительный институт"Машиностроение", 1970, с. 160.2. Авторское свидетельство СССРУ 541610, кл, В 23 К 9/08, 09. 10.743, Авторское свидетельство СССРУ 576177, кл. В 23 К 9/16, 1977.4. Авторское свидетельство СССРВ 490593, кл. В 23 К 9/08,22.05,72(прототип),(54) (57) 1. ГОРЕЛКА ДЛЯ МАГНИТОУПРАЛЯЕИОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащаясопло, внутри которого соосно емуустановлен неплавящийся электрод,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью упрощения конструкции горелки, уменьшения ее габаритов и повышения качества сварных швов путемповышения эффективности воздействиямагнитного поля на зону дуги, нерабочий конец неплавящегося электрода навит по спирали.1094688 2. Горелка по п,1, о т л и ч а ю- (3,5-4)3,а зазор между сопломи нерабощ а я с я тем,что наружный диаметр спн,чим концом электрода равен (0,1-0,5)д, рали нерабочего конца электрода равен где о - диаметр неплавящегося электрода. Изобретение относится к сварочномупроизводству и может быть использова"но для дуговой сварки деталей в среде защитного газа неплавящимся электродом. 5Известны способы сварки магнитоуправляемой дугой, при которых в качестве источника магнитного поля используются индукторы, соленоиды,магниты, расположенные вокруг электро 10да 1,Известно устройство для магнитоуправляемой дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах,содержащее два неплавящихся электрода, установленных в сопле, на котором размещен соленоид, создающийуправляющее магнитное поле 121,Недостатком известного устройстваявляется то, что магнитное поле создается соленоидом, расположеннымна сопле горелки, который увеличиваетее габариты и утяжеляет ве.Известна горелка, содержащая мундштук для подачи сварочной проволоки, 25сопло и устройство для магнитноговоздействия на,дугу. Длж обеспечениянаправленного переноса капель элект.родного металла и уменьшения егоразбрызгивания, устройство для магнитного воздействия на дугу выполне-но в виде высокочастотного индуктора,установленного с внутренней сторо"ны сопла, причем торец индуктора выступает за торец мундштука 31,Недостатками этой горелки являются громоздкость, сложность конструкции, обусловленная наличием индуктора в горелке и устройства для егокрепления, линии подвода к индуктору, 4 Оэлектрического тока. К тому же,размещение индуктора внутри горелки .приводит к увеличению ее габаритов.Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому эффекту к 45предлагаемой" является горелка длямагнитоуправляемой дуговой сварки,содержащая сопло, внутри которогосоосно ему установлен неплавящийсястержневой электрод. Горелка имеетмагнитную систему управления с охватывающим электрод сменным ферромагнитным элементом, выполненным с разрезом, параллельным оси электрода.Ферромагнитный элемент представляетсобой полый цилиндр, установленныйс возможностью перемещения в направлении оси электрода и поворота относительно этой оси 4.Недостатками указанной горелкиявляются сложность и громоздкостьиз-за наличия в ее конструкции ферромагнитного элемента и,кроме того,относительно невысокая плотностьмагнитного поля в зоне дуги, а следовательно, недостаточно эффективноевоздействие на дугу магнитного поля.Цель изобретения - упрощение конструкции горелки, уменьшение ее габаритов и повышение качества сварныхшвов путем повышения эффективностивоздействия магнитного поля на зонудугиПоставленная цель достигается тем,что в горелке для магнитоуправляемой дуговой сварки, содержащей сопло,внутри которого соосно ему установлениеплавящийся электрод, нерабочийконец неплавящегося .электрода навитпо спирали,Наружный диаметр спирали нерабочего электрода равен (3,5-4)3, а зазор между соплом и нерабочим концомэлектрода равен (0,1-0,5)4, где Д диаметр неплавящегося электрода.На чертеже показана горелка, разрез.Горелка .содержит неплавящийсяэлектрод 1, закрепленный в электрододержателе 2. Электрод 1 установленсоосно соплу 3. Нерабочая часть электрода 1 навита по спирали, наружныйдиаметр 3 которой равен (3,5-4)днеплавящегося электрода 1, а зазор1094замежду соплом 3 и нерабочим концомнеплавящегося электрода 1 равен(0,1-0,5) 4 неплавящегося электрода 1.Внутри сопла 3 установлена втулка4 из неэлектропроводного материала,При прохождении сварочного токачерез спиральную часть электрода 1в его спиральной части создаетсямощное продольное магнитное поле,причем плотность магнитного потока 1 Оэтого поля велика, так как спиральная часть электрода 1 имеет сравнительно малый, диаметр (например,если диаметр проволоки, из которойизготовлен электрод 1, равен 2 мм, 15то наружный диаметр в его спиральнойчасти может равняться 7-8 мм). Такое магнитное поле, кроме стабилизации дуги, взаимодействует с металломсварочной ванны, интенсивно перемешивая его в жидком состоянии, ив момент кристаллизации способствуетуменьшению размеров кристаллов (зерен), что повышает технологическиесвойства сварного шва, 25Такая (спиральная) конструкцияэлектрода 1 позволяет максимальноуменьшить габариты горелки для магнитоуправляемой дуговой сварки, таккак размер спиральной части электрода Зрявляется минимальным для данногодиаметра проволоки из которой изготовлен электрод 1,Для проволоки диаметром 2 ммЯ =2 мм) диаметр спиральной частиэлектрода 1 составит 0 =(3,5-4)о==7-8 мм, Зазор между соплом 3 испиральной частью электрода 1 дляэлектрода из проволоки 2 мм с диаметром в спиральной части равным7-8 мм составит о =(0,1"0,5) д ==0,2-1 мм.Общий диаметр горелки колеблется в пределах 10-11 мм, что позволяет расширить диапазон ее применения. Кроме того, малый размер зазораА вынуждает поток защитного газапроходить по виткам электрода 1,вращаться вокруг оси горелки в направлении навивки спирали электрода 1.Вращающийся поток защитного газа при вьцоде из сопла 3 в зону сварки резко расширяется за счет центробежных сил, возникающих при вращении потока газа, что устраняет яв"ление подсоса воздуха в зону сварки, которое имеет место при малых 6.88диаметрах сопел. Вращающийся потокзащитного газа увеличивает размер зоны защиты. сварочной ванны. Крометого, защитный газ, омывая витки электрода 1, охлаждает их, а сам при этом подогревается за счет тепла, выделяемого в электроде. Подогретый защитный газ, как известно, сказывает благоприятное воздействие на процесс сварки. И чем меньше будет зазор пб тем, эффективнее будет закручиваться. поток защитного газа, а следовательно,будет повышаться качество защитызоны сварки. Экспериментально установлено, чтоесли М, находится в пределах (0,1-0,5) скорость вращения столба газаизменяется незначительно. Если зазорК(0, 1-0,5)3,то вращение столба газарезко уменьшается, что приводит кнарушению ламинарности и появляетсяподсос воздуха. Зазор менее 0,1 3технически трудно выдержать из-занеровностей витков спирали и перекоса спирали в целом. Поэтому соотношение К =(О, 1-0,5)3 является оптимальным.Соотношение 2 =(3,5-4,0) 3 является оптимальным с точки зренияминимальных габаритов горелки и технологии изготовления спиральной час"ти электрода.Изоляционная втулка 4 предотвращает контакт токоведущего электрода1 с соплом 3 при случайных механических ударах горелки. Это повьппаетбезопасность работы сварщика,Втулка 4 может крепиться в сопле3 различными способами. Применениевтулки 4 необходимо, если сопло 3изготовлено из электропроводногоматериала, например стали. Если сопло 3 изготовлено из неэлектропроводного материала, то втулка 4 утрачивает свои функции и в сопло 3 не устанавливается. Неэлектропроводнымматериалом, из которого можно изготовить сопло 3, является керамика,обладающая хорошими изоляционнымии прочностными показателями,По сравнению с прототипом предлагаемая горелка обладает простотойконструкции за счет того, что длясоздания магнитного поля не используют посторонние устройства, прос.- тотой изготовления за счет уменьшенияколичества деталей, входящих в состав горелки,.причем эти детали весьма1094 б 88 Составитель Г. КвартальноваРедактор В. Петраш Техред Т.Маточка КоРРектор Н. Бобкова Заказ 3490/6 Тираж 1037 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 простые, небольшими габаритами, чтопозволяет расширить диапазон использования горелки, При этом использование горелки позволяет повыситькачество защиты зоны сварки за счетвращения газового потока в горелкевокруг ее центральной оси симметрии.Кроме того, снижается стоимостьгорелки, так как не используются дополнительные устройства для создания продольного магнитного поля, снижается трудоемкость изготовления горелки, повышается удобство ее обслуживания и ремонта за счет простоты конструкции, а также качество сварного соединения за счет взаимодействия продольного магнитного поля с высокой плотностью магнитного потока с металлом сварочной ван О