Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом

(5)5 В 23 К ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 2 (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУ ВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТР (57) Изобретение отн ке плавящимся элект зе или смесях защитн применено в различ строения. Цель изоб ресурса работы свар шение ее габаритов, держит корпус 1, н%1324791, кл, В 23 К 9/18, 1Патент ГДР М 222811, кл1984,ГОВОЙ СВАРКИ ПЛАОДОМосится к дуговой свар- родом в углекислом гаых газов и может быть ых отр.аслях машиноретения - повышение чной горелки и умень- Сварочная горелка соа котором установлен1722733 изолятор 2 и сопла 3 для подачи защитного газа, Внутри сопла 3 расположен мундштук 5, соосно и сьемно установленный на торце корпуса 1. Мундштук 5 представляет собой металлический стакан с конусным отверстием 6 в его дне, отверстиями 7 для выхода защитного газа. Внутри мундштука 5 расположены токоподводящие вставки 8 с конус- ными торцами 9 и 10, а также Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в углекислом газе или в смесях защитных газов и может быть применено в различных отраслях ма. шиностроения (вагоностроении, судостроении, химическом. машиностроении и др.),На фиг.1 изображена горелка, общий вид, разрез; на фиг,2 - эпюра действия сил при условии а =ф; на фиг,З - эпюра действия сил при условии ф = агссд (К+ тд а ),Цель изобретения - повышение ресурсаработы сварочной горелки и уменьшение еегабаритов,Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов(фиг.1) выполнена в виде корпуса 1, связанного с гибким шлангом (не показано) с расположенным в нем направляющим каналомдля подачи электродной. проволоки, газа,электрического тока и т.д.На корпусе 1 установлен изолятор 2, накотором закреплено сопло 3, образующееполость 4 для подачи защитного газа в зону.сварки, Внутри сопла 3 расположен мундштук 5, соосно и съемно установленный наторцовой части корпуса 1, например, посредством резьбавого соединения. Мундштук 5 представляет собой металлическийстакан, выполненный с конусным отверстием 6 (с углом 2 Р ) в дне стакана, отверстиями 7 для выхода защитного газа и резьбойдля соединения с корпусом 1.Внутри мундштука 5 расположены токоподводящие вставки 8 с консольными торцами 9 и 10, а также подпружиненнуювинтовой цилиндрической нормирующейпружиной 11 сжатия, направляющую шайбу12 с конусным отверстием 13, угол конусакоторого равен 2 а .При этом конусный торец 9 токоподво. дящей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 6 мундштука 5, а конусныйторец 10 токоподводящей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 13 направляющей шайбы 12. Направляющаяшайба 12 установлена во внутренней полоподпружиненная винтовой цилиндрической пружиной 11 сжатия направляющая шайба 12 с конусным отверстием 13. Направляющая шайба 12 установлена в полости 14 мундштука 5 с возможностью свободного перемещения под действием пружины 11,упором для которой служит регулирующийэлемент 15, установленный на мундштуке 5.5 з,п,ф-лы, 3 ил,сти 14 мундштука 5 с воэможностью свободного перемещения от нажимного действиянормирующей пружины 11, Торец 9 конусных вставок 8, обращенный к конусному от-.5 верстию 6 мундштука 5, имеет угол 2 ф,равный углу конусного отверстия 6 мундштука 5, а торец. 10 конусных вставок, обращенный к направляющей шайбе 12, имеетугол 2 а, равный углу конусного отверстия10 13 направляющей шайбы 12. Углы а ир определены, исходя из условий, изображенных на фиг,2 и 3, и выполнены по следующейзависимостиР = агстд(2 К+ тд а );Р=аГЩК 1,где Р- половина угла конусного отверстия мундштука;К- коэффициент трения скольжения ма 20 териала проволоки по материалу токоведущих вставок;а - , половина угла конусного отверстияподпружиненной направляющей шайбы;ф - приведенный угол трения между25 конусной поверхностью взаимодействующейтокоподводящей вставки;К 1 - коэффициент трения скольженияматериала конусного отверстия мундштукаи взаимодействующей с ним поверхностью30 конусной части токоподводящих вставок,Упором для нормирующей пружины 11сжатия служит регулирующий элемент 15,который снабжен наружной резьбой для завинчивания во внутреннюю резьбу мундш 35 тука 5 при регулировании усилия сжатиянормирующей пружины 11.Направляющая шайба 12 и регулирующий элемент 15 имеют буртики для удержания пружины на одной оси с осью40 симметрии горелки, Цилиндрические отверстия в направляющей шайбе 12 в регулирующем элементе 15 выполнены с диаметромотверстия, заведомо большим наружногодиаметра направляющего канала 16,45 Таким образом, направляющий канал16 не влияет на перемещение шайбы 12 впроцессе работы горелки,Для устранения взаимодействИя направляющего канала 16 с токоподводящими вставками 8 служит жестко закрепленная на нем упорная шайба 17.Направляющая шайба 12 может быть выполнена как цельной, так и разрезной в радиальном направлении. В случае разрезного варианта между шайбой 12 и нормирующей пружиной 11 устанавливают промежуточную кольцевую шайбу (не показана). Разрезная конструкция направляющей шайбы 12 позволяет улучшитьтокопередачу, так как в этом случае ток передается через плотный скользящий кон.такт между частями разрезной направляющей шайбы 12, мундштуком 5 и токоподводящими вставками 8.Регулирующий элемент 15 имеет на торце, обращенном к упорной шайбе 17, радиальные пазы для обеспечения прохода по ним защитного газа из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5 и далее в полость 4сопла через отверстия 7 мундштука. 5.Электродная проволока 19 контактирует с цилиндрическими поверхностями токоподводящих вставок 8, которых может быть две и более, При этом они могут быть выполнены для увеличения ресурса из токопроводящей керамики, а для визуального контроля величины выработки токоподводящих вставок 8 на поверхности конусноготорца 9, взаимодействующего с конуснымотверстием 6 мундштука 5, нанесена отметка выработки,Перед началом работы в горелку необходимо заправить электродную проволокутак, чтобы она находилась между токоподводящими вставками.Горелка работает следующим образом. 5101520 30 35 40 45 Газ проходит из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5, огибая упорную шайбу 17, проходя по пазам в регулирующем элементе 15, по отверстию в регулирующем элементе 15 попадает в зону расположения нормирующей пружины 11 и через отверстия 7 в мундштуке 5 поступает в полость 4, образованную соплом 3 и мундштуком 5 и далее, выходя из сопла 3 горелки, попадает в зону сварки.Включается источник питания сварочной дуги и механизм подачи. электродной проволоки.После соприкосновения электродной проволоки 19 со свариваемым изделием и возбуждения электрической дуги сварочный ток будет передаваться от источника питания сварочной дуги через токоведущий кабель, подсоединенный к корпусу 1 горелки, мундштук 5, направляющую шайбу 12, гоковедущие вставки 8 наэлектродную проволоку.1;). Причем токопередача на токоведущие вставки 8 обеспечивается равномерно по двум конуснымповерхностям: конусного отверстию б мундштука 5 и конусному отверстию 13 направляющей шайбы 12, что позволяетпропустить, по сравнению с конструкциейпрототипа, больший сварочный ток за счетувеличения площади контактирующих поверхностей.При движении электродной проволоки19 по повеохности токоведущих вставок силы Е 1 и Е 1 (фиг,2), создающие усилие прижатия токоподводящих вставок 8 кэлектродной проволоке 19 и действующиеперпендикулярно к оси перемещения электродной проволоки, определяются не только усилием Ел, возникающим от действиянормирующей пружины 11, но и усилием,возникающим от действия сил трения Етр вконусном отверстии проходящей электродной проволоки с токоподводящими вставками 8, Чтобы обеспечить равномернуюмеханическую, а, следовательно, и токовуюнагрузку на вставки необходимо, чтобы усилия прижатия вставок Е 1 и Е 1, действующиеперпендикулярно оси перемещения электродной проволоки, возникающие от разложения сил Еп и Етг, в конусных отверстиях,были равны между собой.Такое положение может быть удовлетворено только в том случае, если углы конусных отверстий 2 а и 2 3 (фиг,1) будутвыполнены по следующей зависимостиф = агсщ(2 К+ сц а ).Иллюстрация укаэанной зависимостипоказана на фиг,3. При этом величину угла/3 желательно установить больше приведенного угла трения, т,е.3 /о = агст 9 к 1.Выполнение углагарантирует отсутствие заклинивания проволоки в токоподводящих вставках 8, При этомприведенный угол трения р зависит от применяемого материала для мундштука 5 итокоподводящих вставок 8, Например, дляпары сталь - бронза оловянно-фосфорнаяр = 5 43, а для пары сталь - антифрикционнный угол р =.7 25 и определяется по соответствующим физическим таблицам. Приприменении токопроводящих вставок 8 иэтокопроводящей керамики данный ресурсувеличивается в 20 - 40 раз,По мере износа токоподводящих вставок 8 последние постепенно выходят черезконусное отверстие 6 мундштука 5. Поэтомуна наружной поверхности токоподводящейвставки можно поставить отметку, котораябудет показывать величину или предел выработки токоподводящих вставок 8, после которого. необходимо производить замену выработанных токоподводящих вставок 8.Формула изобретения 5 1. Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом, содержащая токоподводящие вставки с конусными торцами, установленными в мундштуке, выполненном с внутренним конусным отверстием и 10 связанном с корпусом направляющего канала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышесия ресурса работы и КПД,она снабжена подпружиненной в осевом направлении направляющей шайбой, выполненной с 15 конусным отверстие, поверхность которого установлена в контакте с торцами токоподводящих вставок. причем углы конусоа вставок равны углам установленных с нимив контакте поверхностей конусных отвер стий мундштука и шайбы и связаны соотношениемР =агст 9(2 К+19 а )где Р - половина угла конусного от верстия мундштука;К - козффициенттрения скольжения материалов проволоки и токоведущих вставок;а - половина угла конусного отверстия 30 подпружиненной направляющей шайбы. 2, Горелка по п,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что угол конусного отверстия мундшту ка и угол конуса вставок определяется выражением.фо = ал 19 К 1,где р - приведенный угол трения между поверхностями конусного отверстия мундштука и конусной части токоподводящихвставок;К 1 - коэффициент трения скольженияматериалов мундштука и токоподводящихвставок,3. Горелка по п 1, отл и ч а ю ща я с ятем, что, с целью устранения влияния направляющего канала на усилие поджатиянаправляющей шайбы на токоподводящиевставки, она снабжена регулирующим злементом и установленной в контакте с нимупорной шайбой, которая жестко связана снаправляющим каналом,4. Горелка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что направляющая шайба выполненаразрезной в радиальном направлении.5.Горелка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что токоподводящие вставки выполнены из токопроводящей керамики.6.Горелка по п.1, о т л и,ч а ю щ а я с я,тем, что, с целью визуального контроля ресурса выработки токоподводящих вставок,конусная поверхность последних, установленная в контакте с поверхностью конусного отверстия мундштука, снабжена меткойвыработки.1722733 Составитель Н.Бойцоведактор М,Кобылянская Техред М.Моргентал Коррек ор Т.М ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Производстве,Заказ 1023 ВНИИПИ Госу Тиражствен.лого комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССая наб., 4/5