Устройство для сварки плавящимся электродом магнитоуправляемой дугой

(191 (11) К 9/1 11 В 23 К 9/08 //, ВОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТ АВТОРСКОМУ СЕИД нина поли 50-летия иалистичес:.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Киевскйй ордена Летехнический институт имВеликой Октябрьской соцкой революции..(53) 621.791.75.034(088.8) (56) 1. Бельфон М.Г., Патон Б.Е. Оборудоваиие для дуговой и шлаковой сварки и наплавки. М., "Высшая школа", 1974, с. 77, рис. 65.2. Черныш В.П. и др. Устройства ввода управляющего магнитного поля при сварке с применением электромагнитного перемешивания жидкого ме- талла ванны, - "Сварочное производство", 1977, Р 11, с. 53 рис,5.3, Патент США Р 3783233, кл. 219-130, 01.0174.4, Черныш В.П. и др. Устройстваввода управляющего магнитного поля при сварке с применением электромагнитного перемешивания жидкого металла ванны. - "Сварочное производство", 1977, Р 11, с. 53, рис. 6(прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ПЛАВЯЙ(ИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОЙ, содержащее мундштукс .токоподводящим наконечником икорпусом из Ферромагнитного матери"ала, на котором расположена обмотка электромагнита, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и удобства в эксплуатации, обмотка выполнена изнескольких изолированных ленточныхкатушек со спиральными каналамидля охлаждающей среды, образованными ленточными витками, и с уменьшающимся в направлении к токоподводящему наконечнику числом витков, при этом смежные катушки имеют противоположное направление нанивки, а в корпусе мундштука выполнены канал для охлаждающей средыи соединенные с ним через дросселирующие отверстия расширительныекамеры, каждая из которых соединена с одним из спиральных каналов катушек, при этом диаметры дросселирующих отверстий пропорциональны.длинам спиральных каналов.Изобретение относится к сваркеи может быть использовано преимущественно при сварке под флюсомплавящимся электродом в аксиальноммагнитном поле.Известны мундштуки для сваркиплавящимся электродом, предназначенные для направления электрода всварочную ванну и для подвода к не-,му тока и содержащие корпус с каналом для направления проволоки иразные по конструктивному выполнению токоподводы, которые для улучшения качества металла"шва, допол"нительно снабжены устройствами соз-дания и ввода в зону сварки управля"ющих аксиальных магнитных полей,Токоподвод и электромагнит вводаполя представляют собой два независимых узла. Сердечник электромагнита выполнен из трансформаторнойстали, что в некоторой мере снижает его нагрев вследствие вихревыхтоков11 и 2.Однако эти устройства в значительной мере разогреваются от телла дуги, а электромагнит, кроме того, - током, протекающим по обмотке. Охлаждение предусматриваетсялишь естественное, что делает невозможным использование указанногомундштука в течение длительноговремени. Кроме того, габариты уст-,ройства настолько велики, чтозначительно снижают его маневренность,Известен охлаждаемый сварочныйпистолет с дополнительным каналом для подачи воздуха. Этот каналобразован наружной поверхностьюкорпуса и внутренней поверхностьюкожуха. Таким обраэом, воздух, про".ходящий по этой полости, охлаждаеткак поверхность корпуса, таки поверхность кожуха 3.Однако эффект охлаждения здесьнедостаточен, так как такое решение позволяет лишь активно разгородить и уменьшить теплопередачуот корпуса к кожуху либо достаточно охладить кожух. Внутренние жечасти инструмента при длительной работе будут горячими.Наиболее близким по техническбйсущности и достигаемому эффекту кизобретению является устройстводля сварки плавящимся электродоммагнитоуправляемой дугой, содержащее мундштук с токоподводящим наконечником и корпусом из ферромаг".:нитного маериаЯа, на котором рас"положена обмотка электромагнита.Корпус выполнен с водоохлаждающейрубашкой. В верхней части предусмотрено место для крепления к головке сварочного аппарата. Электродная проволока в зону сварки проходит Фьрез канал, выполненный вдоль, в сварном соединении и может быть причиной ожогов оператора-сварщика.15 Кроме того, эффективное охлаж 60 65 25 30 35 40 45 50 55 оси мундштука. Применение в качествеохлаждающей среды - жидкости позволяет активно охлаждать корпус мундштука 41. Однако применение жидкости в качестве охлаждающей среды опасно как с точки зрения технологии, так и в отношении безопасности работы, так как в случае прорыва подводящих магистралей либо нарушения герметичности соединений происходит заливание места сваркижидкостью, что приводит к дефектам дение корпуса мундштука не являетсядостаточным условием для охлаждения обмотки электромагнита, так как эффективно охлаждаются лишь те слои обмотки, которые находятся в непосредственном соприкосновении с корпусом, остальные же витки охлаждаются за счет теплопередачи от более нагретых к менее нагретым слоям. Это не позволяет применять достаточное количество слоев обмотки и поэтому такие электромагниты имеют значительную длину, что также отрицательно сказывается на коэффициенте полезного действия такого устройства.Цель изобретения - повышение надежности и удобства в эксплуатации устройства.Цель достигается тем, что в уст ройстве для сварки плавящимся электродом магнитоуправляемой дугой, содержащем мундштук с токоподводящим наконечником и корпусом из ферромагнитного материала, на котором расположена обмотка электромагнита, обмотка выполнена из нескольких изолированных ленточных катушек со спиральными каналами для охлаждающей среды, образованными ленточными витками, и с уменьшающимся в направлении к токоподводящему наконечнику числом вит-. ков, при этом смежные катушки имеют противоположное направление навивки, а в корпусе мундштука выполнены канал для охлаждающей среды и соединенные с ним через дросселирующие отверстия .расширительные камеры, каждая из которых соединена с одним из спиральных каналов катушек, при этом диаметры дросселирующих отверстий пропорциональны длинам спиральных каналов. Противоположное направление на" вивки смежных катушек позволяет конструктивно расположить их концы то внутри, то снаружи катушки, что позволяет короткими перемычками соединить все катушки, Это обеспечивает достаточную компактностьобмотки электромагнита, устраняет перекрещивание соединительныхэлементов, что сохраняет заданноенаправление протекания тока, упро-,щает систему охлаждения каждоговитка.Применение воздушной системыохлаждения взамен водяной упрощает его эксплуатацию за счет исключения второго ( сливного ) шланга, что, кроме, того, улучшает маневренность мундштука, причем исключается вероятность .заливанияместа сварки водой. Принудитель.ная система охлаждения корпуса икаждого витка катушек делает мунд-.штук способным работать длительноевремя, исключается воэможностьперегрева отдельной части обмотки или ее отдельных витков, чтозначительно повышает надежность самого устройства.Уменьшающееся число витков катушек в направлении к токоподводящемунаконечнику позволяет улучшить обзор эсны сварки, а также обеспечивает применимость мундштука втруднодоступных местах, таких какугловые швы, толстолистовые конструкции с глубокой разделкой и т.п.Меньшему количеству витков катушки соответствует меньшее сопротивление прохождению по ней потока , воздуха. Поэтому против катушки сменьшим. сопротивлением воздуху вы, полнено меньшее рросселирующееотверстие, что позволяет уравнивать потоки воздуха, а .также степень охлаждения каждого витка. На Фиг. 1 показан мундштук, осевое сечение; на фиг. 2 - .разрез А-А,на Фиг, 1; на фиг. 3 - раз. рез Б-Б на фиг. 1.Мундштук состоит из корпуса выполненного иэ Ферромагнитного материала, на котором разМещеныфтокоподводящий наконечник 2 с токо-подводом 3, обмотка электромагнита, собранная из катушек 4, .и уплотнительных резиновых прокладок 5 и кронштейна б. Кронштейн б служит для укрепления сварочного мундштука на сварочной головке, кроме того, в него ввинчены винты 7, которые сжимают весь набор катушек 4 и прокладок, обеспечивая тем,самым герметичность их соединения. В корпусе 1 выйолнен канал 8 для направления сварочной проволоки с предупреждающей его изаос сменной втулкой 9 и канал 10 для подведения охлаждающей среды ( сжатого Газа) . На нижнем конце канала 8 для направления сварочной проволоки выполнена резьба 11, кудаввинчен токоподводящий наконечник 2, прижимающий токоподвод 3, выполненный с отверстием для подсо 1034862единения сварочного кабеля 12.Дросселирующие отверстия 13, выполненные в корпусе 1, соединяют канал 0 для подвода сжатого воздуха с расширительными камерами 14. 5 Каждаяиз расширительных камер 14 соединена со спиральным каналомодной из катушек 4.Витки катушек 4, выполненные измедной полосы, одним краем защем 1 а лены в каркасе катушки и находятся на определенной дистанции друготдруга. Этим обеспечивается изоляциявитков н в то же время между витками образуется спиральный канал,который предназначен для пропускания воздуха из расширительной камеры 14 в атмосФеру. Витки выполнены иэ тонкого листа, что значительно увеличивает поверхность теплообмена по сравнению с витками круг О лого сечения такой же проводимости. Направление навивки смежных катушек противоположное. Таким образом, перемычки 15 и 16 соединяютконец одной катушки 4 с началом 25 другой катушки 4 по кратчайшему пути. Расширительные камеры 14 от-делены одна от другой резиновымипрокладками и основанием катушек4, что позволяет направлять воз дух из каждой камеры 14 строго поопределенному каналу катушки 4Длина канала каждой катушки 4 определяет сопротивление его прохождению воздуха. Для улучшения маневренности, увеличения возможногоугла наклона мундштука либо применения его при сварке в разделку,а также увеличения угла обзоракатушки,4 имеют различное количествовитков, а следовательно, сопротив О ление каждой катушки 4 прохождению воздуха различно. Дросселированне воздуха, определяемое разницей давлений до и после дросселирующего"отверстия, поэтому тоже 45 может быть .разным. Для управленияпотоком воздуха во всех катушкахдиаметры дросселирующих отверстий13, выполненных в корпусе, различной величины. Против катушки 4 с 5 О:меньшей длиной спирального канала выполнено отверстие с меньшимдиаметром и наоборот; Штуцер 17., служит для закрепления воздухопод. водящей трубы, токоподводящие шины 18 и 19 - для питайия электромагнита.%В процессе работы сжатый воздух по штуцеру 17 поступает в канал 8 и оттуда через дросселиру ющие отверстия 13 в расширительныекамеры 14При этом происходит ади;абатическое расширение сжатого воздуха и он охлаждается, Охлаждае-,;май таким образом воздух омывает .65 корпус мундштука и устремляется вспиральный канал катушки 4 электромагнита и через него выходит в атмосферу. При этом происходит активный отбор тепла от корпуса 1 мундштука и витков электромагнита, причем каждый виток обдувается по током воздуха с двух сторон, что позволяет значительно снизить температуру нагрева витков катушек 4 электромагнита.При подаче напряжения на токопод вод 3 и включения механизма подачи проволоки происходит возбуждение сварочной дуги между проволокой и изделием, При перемещении мундштука вдоль линии стыка образуется сваркой шов в результате кристаллизации объемов распЛавленного металла. При питании обмотки электромагнита от специального источника питания магнитное поле, сконцентрированное под ферромагнитным корпусом мундштука, вводится в зону сварки и его взаимодействие с током расплава сварочной ванны приводит к перемешиванию ее в процессе кристаллизации.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить индукцию магнитного поля на 40 и значительно повысить срок службы.Применение воздушного охлаждения позволяет избавиться от питания сварочного поста очищенной водой и позволяет применять практически в неограниченных условиях: цеховых, монтажных, полевых. Кроме того, устранена вероятность заливания места сварки водой,/13 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж