Устройство для дуговой сварки в защитных газах Советский патент 1984 года по МПК B23K9/16 

со

эо

Изобретение относится к сварке, в частности к электродуговой сварке в среде защитных газов, преимущественно направляющимся электродом и может быть использовано в машиностроении .

Известно устройство, используемое при сварке с целью осушки защитного газа, при этом поглотитель влаги расположен вне сварочной головки и находится вблизи источника газа, например, на баллонах lj .

Недостатками данного устройства является то, что оно не позволяет осуществлять одновременно осушку и подогрев газа., не содержит механизма задания плотности состава поглотителя влаги, которая влияет на плотность газового потока, поступающего в горелку. Кроме того, отсутствие возможности изменения плотности поглотителя влаги (например силикагеля) вызьшает необходимость специальной просушки поглотителя влаги в специальных сушильных печах. Для использования защитных газов низших сортов, содержащих повышенное количество влаги, для компенсации дроссельного эффекта необходим подогрев газа непосредственно в сварочной горелке.

Известно устройство для подогрева защитного газа, выполненное в биде удлиненной камеры, установленной перед соплом и содержащей нагревательный элемент, подключенный к источнику переменного или постоянного тока 2J .

Однако такое устройство позволяет осуществлять подогрев основного газового потока дополнительным внутренним потоком, в связи с чем подогрев малоэффективен и не позволяе осуществить равномерный прогрев газа. Наличие дополнительного сопла ограничивает возможности устройства и усложняет конструкцию токоподвода к электроду. Кроме того, устройство не позволяет осуществить осушку газа, не позволяет использо. вать низшие сорта запштных газов при сварке цветных металлов, например, титана и его сплавов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для дуговой сварки в защитных газах, содержащее сопло с установлен19806 . 2

ным в нем пористым вкладьшем для создания ламинарного потока защитного газа и нагревательный элемент, каким является упомянутый пористый 5 вкладьш, подключенный к источнику питания. Известное устройство обеспечивает подогрев защитного газа на выкоде из сопла з1.

Однако известное устройство не 10 позволяет использовать низшие сорта защитного газа с повышенным содержанием влаги при сварке цветных металлов.

Цель изобретения - использова15 ние низших сортов защитных газов с повьш енным содержанием влаги путем последовательной осушки и подогрева газа в сопле.

Цель достигается тем, что уст20 ройство для дуговой сварки в защитных газах, содержащее сопло с установленным в нем пористым вкладьш1ем для создания ламинарного потока защитного газа и нагревательный эле5 мент, снабжено заполненной влагопоглотителем гибкой гофрированной трубкой, установленной на нерабочем торце сопла, и механизмом изменения длины гофрированной трубки, 0 а нагревательный элемент установлен между пористым вкладышем и гофрированной трубкой.

На чертеже показано устройство, общий вид.

j Устройство содержит основание 1, сопло 2, в полости которого установлен керамический пористый вкладьш 3 для создания ламинарного потока защитного газа. На нерабочем торце Q сопла 2 установлен адсорбер, выполненньй в виде гибкой гофрированной трубки 4. Верхним концом трубка 4 закреплена в основании 1. I

Адсорбер наполнен влагопоглоти телем 5, например, циолитом 2МШ (ГОСТ 5.1290-72), или силикагелем зернистостью 2-4 мм. Между керамическим пористым вкладыщем 3 и поглотителем влаги 5 расположен нагре вательный элемент 6, представляющий собой вольфрамовую или нихромовую спираль, расположенную по сечению сопла в виде спирали Архимеда. Нагревательный элемент 6 подключен

5 к автономному источнику 7 переменного тока. Неплавящийся электрод состоит из водоохлаждаемого стержня 8 н вольфрамовой вставки 9. Во из311

бежание контакта между стержнем 8 электрода и нагревательным элементом 6 установлен электротеплоизолятор 10, а поглотитель влаги защищен от нагревательного элемента 6 газопроницаемой сеткой 11, выполненной из теплоизоляционного материала.

Керамический пористый вкладьш 3 изготовлен из смеси окиси алюминия с двуокисью циркония. Для создания пористости в состав добавляют графит. В качестве пластификатора используют парафин и олеиновую кислоту. Для удаления пластификатора и графита керамический вкладыш 3 обжигают при 1000-1100°С. После этого открытая пористость вкладыша 3 составляет до 50%.

Для приготовления вкладыша 3 используются порошковые материалы грануляции 50-150 мкм. Указанный состав содержит, мае.7,: двуокись циркония 30-50J графит 2-6; парафин 3-7; олеиновая кислота 4-10, окись алюминия остальное.

Для обеспечения стабильности поглощения влаги влагопоглотителем, а также просушки его между операциями сварки, например, горячим воздухом, гранулы влагопоглотителя подвергаются перемешиванию путем изменения длины корпуса адсорбера. Для этого адсорбер снабжен механизмом изменения длины гофрированной трубки 4, который состоит из стяжных болтов t2, пружины 13 и шайбы 14, размещенной в пазу 15. Гофрированная трубка 4 адсорбера с основами- ем 1 собраны с помощью резьбового соединения. При ввинчивании основания 1 и вывинчивании его длина трубки 4 изменяется.

Изменение длины трубки 4 позволяет изменять расположение зерен и плотность влагопоглотителя, обеспечивая тем самым равномерность насьпцения зерен влагой и регулируя плотность газового потока в зависимости от свариваемого материала и режимов сварки.

Устройство работает следуюшцм образом.

Перед началом работы просушивают влагопоглотитель 5, для чего нагре064

вательный элемент 6 подключают к источнику 7 переменного тока. Нагре- вательный элемент 6 расположен между влагопоглотителем 5 и керамичесКИМ пористым вкладьш1ем 3 так, что на него газ поступает после осушки. В процессе сварки, когда необходимо задавать необходимую плотность газового потока и степень осушки

газа, изменением длины трубки 4 настраивают определенную плотность зерен влагопоглотителя.

После настройки устройства на требуемые параметры сварки и плотности за 1Д1тного потока производят процесс сварки. В процессе сварки защитный газ проходит через влагопоглотитель, осушается, после чего газ подогревается и проходит через вкладыш 3.

При прохождении аргона через слой влагопоглотителя снижается его влажность на 5-10% по точке росы. Газ при прохождении через нагревательный элемент 6 нагревается до 100 С. Устройство опробовано с максимальным расходом аргона до 20 л/мин.

Предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом L2j позволяет улучшить качество зaIIU ты зоны сварки при использовании зашитных газов низших сортов. Кроме того, использование устройства позволяет за счет применения, например, аргона 1-го сорта вместо высшего получить экономический эффект 0,15 руб. на 1 м использованного газа.

Улучшение качества защиты позволяет снизить пористость швов на 20-25%, а подогрев газа позволяет повысить глубину провара без изменения режимов сварки (Т-,„, св Ug) на 10-15%.

Устройство позволяет обеспечить высокое качество защиты зоны сварки при уменьшении расхода газа

на 5-10%, а также осуществить последовательно осушку и подогрев газа непосредственно перед зоной сварки, что снижает энергетические затраты на осуществление процесса.

Xf

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ, содержащее сопло с установленным в нем пористым вкладьпием для создания ламинарного потока защитного газа и нагревательный элемент, отличающееся тем, что, с целью использования низших сортов защитных газов с повышенным содержанием влаги путем последовательной осушки и подогрева газа в сопле, оно снабжено заполненной влагопогяотителем гибкой гофрированной трубкой, установленной на нерабочем торце сопла, и механизмом изменения длины гофрированной трубки, а нагревательный элемент расположен между пористым вкладьшем.и гофрированной трубкой. (Л с