Двухэлектродная горелка

(19) 129132 4 В 23 К 9/16 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТИЙ ГОСУД АРС ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЪН 1.1 Кф Ра ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Тольяттинский политехнический институт(57) Изобретение относится к электродуговой сварке, в частности к горелкам длясварки трехфазной дугой неплавящимисяэлектродами, Цель изобретения - повышение качества и снижение стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45 к полке. Перед началом сварки горелка относительно таврового соединения располагается таким образом, чтобы электрод 9 находился между технологическим выступом и полкой, а электрод 10 был смещен по направлению к стенке соединения на угол 20 - 30. В процессе сварки дуга от электрода 9 разрушает окисную пленку с поверхности полки и технологического выступа и расплавляет стенку. Жидкий металл технологического выступа под действием дуги электрода 10 принудительно стекает на полку с образованием галтели углового шва. 6 ил.1Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано преимущественно для сварки трехфазной дугой не- плавящимися электродами в защитных газах тавровых соединений из алюминиевых сплавов по технологическим выступам на стенке, наклоненным к поверхности полки под углом 45.Целью изобретения является повышение качества и снижение стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45 к полке.На фиг,1 изображена двухэлектродная горелка для дуговой сварки неплавящимися электродами в защитных газах, фронтальная проекция, разрез; на фиг.2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг.3 - разрез Б - Б на фиг.2; на фиг,4 - разрез В - В на фиг.2; на фиг.5 - схема процесса сварки тавровых соединений по технологическим выступам на стенке, наклоненным к полке под углом 45, на фиг.6 - схема действия сил на расплавленный металл технологического выступа под вторым электродом,Двухэлектродная горелка состоит из корпуса 1 в сборе, в котором установлены камеры 2 охлаждения с цангодержателями 3 и 4, На цангодержателях 3 и 4 навинчены колпачки 5 и 6, предназначенные для перемещения цанг 7 и 8 с вольфрамовыми электродами 9 и 10. Газоподводящая трубка 11 проходит в корпусе между камерами охлаждения и соединена с каналами 12, служащими для поступления защитного газа в каналы 13 и 14 сопла 15, выполненного с полостью 16 охлаждения. Сопло 15 через уплотняющую прокладку 17 с помощью центрирующих втулок 18 соединяется накидной гайкой 19 с корпусом 1. Токоподводы 20 и 21 горелки соединены с камерами охлаждения, расположенными в корпусе, собранном с соплом через уплотняющую прокладку 17, в которой выполнены отверстия 22 для прохождения воды в полость охлаждения сопла. Сопло 15 имеет выходное отверстие в форме эллипса. Ось электрода 9 расположена в плоскости симметрии, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия соп.па 15 под углом к оси симметрии сопла. Электрод 10 расположен под углом 20-30 к плоскости симметрии сопла 15, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия.Горелка работает следующим образом.Охлаждающая вода попадает в горелку через токоподвод 20, проходит камеру 2 охлаждения, отверстие 22 в уплотняющей прокладке 17, поступает в полость 16 охлаждения сопла 15 и,пройдя ее через отверстие 22 в прокладке 17, камеру 2 охлаждения и токоподвод 21, уходит на слив. Защитный газ через газоподводящую трубку 11, отверстия в корпусе 1 поступает в каналы 13 и 14 сопла 15 и защищает свариваемую деталь.где Р. - вес расплавленного металла;Р - си.па поверхностного натяжения;30Рг - гидростатическое давление жидкогометалла;Р - сила давления дуги, направлениекоторой совпадает с углом наклона от второго электрода к поверхности полки р.35При постоянных Р, Р. и Р. поведениерасплавленного металла определяется направлением действия Р, которую можно разложить на две составляющие: горизонтальную Р = Р сов 3,удерживающую расплав ленный металл технологического выступа настенке и способствующую образованию наплывов, и вертикальную Р = Р. з)пр, определяющую перемещение металла на полку и формирование галтели углового шва,вСледовательно, для увеличения Р и одновременного снижения Р необходимо увеличить угол между вторым электродом и полкой. Так как первый по направлению сварки электрод с целью уменьшения непровара должен быть наклонен к поверхности 50полки под углом 25 - 30, то с целью устранения наплывов второй электрод необходимо наклонить в сторону стенки на угол а, под которым электрод 10 располагается относительно плоскости симметрии сопла 15, проходящей через большую ось эллипса его 5 выходного отверстия.Аналитическое решение уравнения равновесия (1) позволяет определить необходимый для качественного формирования угла. 5 10 15 20 25 Подвод тока осуществляется через токоподводы 20 и 21 камеры 2 охлаждения, цангодержатели 3 и 4, цанги 7 и 8 к неплавящимся электродам 9 и 10. Перед началом сварки горелка относительно таврового соединения располагается таким образом, чтобы первый по направлению движения электрод 9 находился между технологическим выступом и полкой, а второй электрод 10 был смещен по направлению к стенке соединения на угол 20 - 30 .В процессе сварки плазменный поток дуги от первого электрода 9 (фиг.5) разрушает окисную пленку с поверхностей полки 23 и технологического выступа 24 и расплавляет их и стенку 25. При расплавлении жидкий металл техно.погического выступа каплями перемещается на стенку, где под воздействием плазменного потока дуги от второго электрода 10 принудительно стекает на полку с образованием галтели углового шва.Рассмотрим положение расплавленного металла технологического выступа на стенке 25 под вторым электродом 1 О (фиг.6), где происходит непосредственное формирование галтели углового шва. Поверхность металла, например, в точке А находится в равновесии согласно выражению Рв + Рн + Рг + Р = О, (1)вых швов угол а, однако для этого должно быть известно распределение силового давления дуги от второго электрода цангой и цангодержателем на расплавленный металл технологического выступа, находящийся на стенке. Ввиду отсутствия таких данных и существующих принципиальных трудностей по их получению определение угла а производят экспериментально с помощью двухэлектродной горелки, позволяющей изменять его величину от 0 до 45. С этой целью сваривают тавровые соединения из сплава Амг 6 при значениях о, равных 0 20, 25, 30 и 45. Наклон первого по направлению перемещения электрода к полке во всех случаях равен 30, а режимы сварки должны быть постоянными, Угол а = 0 при сварке сопровождается образованием наплывов на стенке, так как Рд в этом случае незначительна, а гР достаточно велика и препятствует перемещению наплыва металла на полку и образо ванию галтели углового шва. Сварка с углом сс, равным 20,25 и 30, обеспечивает получение тавровых соединений с угловыми швазми, так как величина Р. вызывает принудительное перемещение жидкого металла со стенки на полку с образованием галтели шва. В случае, когда а = 45, плазменный поток дуги сориентирован преимущественно на полку, что увеличивает объем ее расплавления и остаточные деформации соединения. Таким образом, установлено, что угол а, обеспечивающий качественное формирование, должен быть равен 20 - 30. Применение предлагаемой двухэлектродной горелки позволяет за счет разделения направления действия плазменных потоков дуг электродов исключить при сварке тавровых соединений из алюминиевых сплавов спо технологическим выступам, наклоненным под углом 45 к полке, образование таких дефектов как непровары в корне угловых швов, наплывы на стенке, что повышает качество сварных соединений. Исключение операций 10 по устранению этих дефектов приводит к снижению стоимости соединений. Двухэлектродная горелка для дуговойсварки в защитных газах, содержащая сопло, выполненное с полостью охлаждения, каналами для прохода защитного газа, соединенными с выходным каналом сопла, и выходным отверстием, выполненным в форме эллипса, корпус, расположенные в нем токо- подводы, цангодержатели, цанги и неплавящиеся электроды, ось одного из которых расположена в плоскости симметрии сопла, проходящей через большую ось эллипса выходного отверстия сопла, и под углом к оси 25 симметрии сопла, отличающаяся тем, что, сцелью повышения качества и снижения стоимости сварных тавровых соединений из алюминиевых сплавов с технологическими выступами на стенке, наклоненными под углом 45 к полке, ось второго электрода расположена под углом 20 - 30 к плоскости симметрии горелки.1291323 Ща Составитель 1.Техред И. ВереТираж 96рственного комитета СССР035, Москва, Ж - 35, Рауо-полиграфическое предприя Зимокосов открытии ектная, 4 Редактор И. ШуллЗаказ 81/15ВНИИПИ Госуд11Производственн Квартальновас КорректорПодписноепо делам изобретенийшская наб., д. 4/5тие, г. Ужгород, ул. П