Устройство для сварки Советский патент 1983 года по МПК B23K37/06 

Изобретение относится к сварке/ в частности к автоматической электродуговой сварке тонколистовых сталей и сплавов с пониженной свариваемостью, требующих высоких скоростей охлаждения металла шва и око лршовной зоны. Для сварки тонколистовых сталей и сплавов с пониженной свариваемост требующих высоких скоростей охлаждения металла шва и околошовной зоны, применяются различные устройства и материалы, осуществляющие инте сивный теплоотврд Известно устройство для сварки, содержащее сварочную горелку с механизмом перемещения, подкладку с механизмом поджатия и кинематический механизм перемещения подкладки, связанный синхронно с механизмом перемещения горелки. Материал и фор ма подклсщки, контактирующей со сва риваемыми листами, выбираются в зависимости от марки свариваемых материалов, режима сварки и конфигурации свариваемой поверхности 21. Цель изобретения - улучшение качества сварного шва путем получения требуемой структуры при охлаждении и снижение деформаций сварного соединения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сварки, содержащем сварочную горелку и перемещаемую синхронно с ней относительно изделия составную подкладку из элементов с различной теплопроводностью, элементы подкладки расположены последовательно один за другим вдоль стыка, причем первый элемент выполнен из материала с меньшей теплопроводностью, чем второй элемент, и расположен непосредственно под сварочной горелкой. При этом с целью обеспечения возможности регулирования скорости охлаждения изделия элемент с большей теплопроводностью выполнен в виде плоской тепловой трубы. На фиг.1 изображены свариваемые листы, сварочная ванна, закристаллизовавшийся шов (без сварочной горелки) и размещенная под ними подкладка, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг. 1 (показана часть составной подкладки с меньшей теплопроводностью) ; на фиг.4 - разрез В-В на ,фиг.1 (показана часть составной подкладки с большей теплопроводностью) . Устройство для сварки включает сварочную подкладку 1, установленну вдоль обратной стороны шва деталей 2, сварочную горелку 3 (фиг.З) с механизмом 4 перемещения, механизм 5 поджатия подкладки и кинематический механизм 6 перемещения, связанный синхронно с механизмом перемеще ния горелки. Подкладка 1 выполнена составной из части 7 с меньшей теплопровод- ностью, например, из пористого кера мического материала и части 8с большей теплопроводностью, например плоской тепловой трубы. Составная часть 7 размещена под сварочной горелкой, сварочной ванной 9 и частью кромок 10 перед ванной. Составная часть 8 подкладки разметена вдоль закристаллизовавшегося шва 11 и око лошовной ЗОНЦ.12 за сварочной ванной и имеет вакуумированный металли ческий кожух 13 с рабочей жидкость 14, сетчатый фитиль 15 и спеченный металлический фитиль 16. Составные части подкладки снабжены канавкой 17. Вся подкладка заключена в сталь .ной каркас 18. Устройство работает следующим образом. Перед сваркой детали 2, подлежащие сварке, например, из технического титана, чувствительного к пере реву, укладывают на сварочную подкладку 1, размещенную таким образом что сварочная горелка 3 устанавливается над неметаллической частью 7 подкладки. включают прижимной механизм 5, затем включают в работу го релку, с перемещением которой с помощью механизма 4 перемещается синх ронно связанный механизм б перемещения сварочной подкладки. Сварку титана толщиной 2 мм производят на режиме: I(E, 150 - 200 А Ucj, 12 - 14 В, Ч-. 20 - 25 м/ч. Через пористую керамическую подклад ку подают защитный газ - аргон. В плоской тепловой трубе используют испарение жидкого натрия. За счет вьщеляемого при сварке тепла закристаллизовавшийся шов 11 контактирует с поверхностью вакууми рованного металлического кожуха 13. При этом рабочая жидкость (жидкий натрий) .14, находящаяся в порах спеченного металлического фитиля 16 образует пар, который конденсируетс и перемещается вниз. Конструкция спеченного металлического фитиля ра считана на обеспечение возврата рабочей жидкости под действием капиллярных сил. Таким образом, происходит циркуляция процессов конденсирования и испарения, которая приводит к высокой эффективной теплопроводности плоской тепловой трубы. Благодаря интенсивному теплоотводу от закристаллизовавшегося шва получена мелкозернистая структура шва и зоны термического влияния, уменьшена упругопластическая зона сварного соединения и сокращена критическая зона активного поглощения газов , Использование в предлагаемом устройстве составной подкладки в отличие от медной скользящей обеспечивает высокую эффективную теплопроводность плоской тепловой трубы (в сотни раз большую, чем у меди), значительно повышающую эффективность охлаждения металла шва и зоны термического влияния, причем соответствующим подбором параметров тепловой , трубы можно управлять характером термического цикла и тем самым регулировать конечные свойства сварного соединения; возможность изменять интенсивность теплоотвода для различных зон сварного шва, при этом непосредственно от сварочной ванны теплоотвод обеспечивается минимальный, а от закристаллизовавшегося шва - максимальный, что в свою очередь дает возможность вести сварку на высоких скоростях, с меньшей погонной энергией. Кроме того, благодаря изотермической поверхности плоской тепловой трубы, обладающей свойством снижения градиентов температур между неодинаково нагретыми участками сварного соединения, -значительно уменьшаются остаточные деформации и напряжение. Формула изобретения Устройство для сварки, содержащее сварочную горелку и перемещаемую синхронно с ней относительно изделия составную подкладку из элементов с различной теплопроводностью, о тличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварного шва и снижения деформаций при сварке, элементы подкладки расположены последовательно один за другим вдоль стыка, причем первый элемент выполнен из материала с меньшей теплопроводностью, чем второй элемент, и расположен непосредственно под сварочной горелкой. 2. Устройство по п. 1, о т л и- . чающееся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования скорости охлаждения изделия,элемент с большей теплопроводностью выполнен в виде плоской тепловой трубы. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Патент Японии 9841, кл. 12 в 1123,опублик. 09.07.70. 2.ПатентЯпонии № 9859, кл. 12 в 1124,опублик. 09.04.70 (прототип). 10 7 9 12 / / /

(pus 3