Устройство для охлаждения защитных газов при сварке Советский патент 1986 года по МПК B23K9/16 

1

Изобретение относится к сварочной технологии и представляет собой вспомогательное устройство для стабилизированного охлаждения защитных газов при сварке изделий, преимущественно, из жаропрочных хромоникелевых сталей и сплавов..

Технологические особенности при сварке хромоникелевых сталей и сплавов обусловлены теплофизическими свой ствами этих материалов, к которым относятся сравнительно большой коэффициент теплового расширения и низкая теплопроводность, что приводит при сварке тонкостенных конструкций к их короблению. Один из методов сварки таких конструкций заключается в локализации термического влияния с концентрацией энергии сварочной дуги в узкой околошовной зоне и стабилизи- роваинрго теплоотвода с. помощью охлаждаемого защитного газа.

изобретения является экономия электроэнергии за счет регулирования температуры газа путем изме- нения его расхода через теплообменник

На фиг. 1 представлена схема для охлаждения газов при сварке с терморегулированием по методу изменения расхода газа в теплообменни- ке; на фиг. 2 - то же, с добавлением :Ьлементов, позволяющих использовать газ из накопительного ресивера; на фиг. 3 - то же, с элементами для автматического терморегулирования.

Устройство содержит баллон 1, редуктор 2, теплообменник 3, сварочную горелку 4, понижающий редуктор 5 и гаэonодводящую трубку 6.

Для облегчения терморегулирования по методу изменения расхода газа в теплообменнике на выходе из него в трубке 6 выполнен отвод 7, снабженный дросселирующим элементом 8. Устройство может быть оснащено ресиве- ром 9 и двухпозиционным пневмопере- ключателем 10.

В соответствии со схемой (фиг.1) температуру газа можно поддерживать постоянной при неограниченно большом объеме ресивера (например, при дренажировании отводимой части газа в атмосферу).

При использовании ресивера достаточно большого объема (например, пус- того, использованного газового баллона при л) процесс истечения газа из сравнительно малого отверстия

152

аналогичен истечению в атмосферу в течение длительного времени до некоторого Момента выравнивания давлений (перед входным отверстием и в самом ресивере), после чего следует подключить новый (пустой) ресивер аналогично переподключению баллона - источника газа, после его использования .

Так как ресивер является регулируемым (за счет дросселирующего вентиля) , то, следовательно, расход газа, протекающего через дросселирующий вентиль, можно сохранить постоянным практически почти до полного вьфавнивания давлений.

Устройство (фиг. 2) работает поэтапно (как бы в двух режимах) в зависимости от положения двухходового крана.

В первом случае при положении двухходового крана, при котором баллон с газом соединен с теплообменником (ресивер отключен), терморегулирование производится так же, как и по схеме на фиг. 1, т.е. за счет Изменения расхода газа, протекающего через теплообменник посредством отбора его части в ресивер. Во втором режиме (двухходовой кран переводится в положение, при котором ресивер соединяется с входом теплообменника) терморегулирование осуществляется за счет регулируемого смешения сравнительно более теплого газа, поступающего непосредственно из ресивера, с вторым потоком этого же газа, пpoxoдяш iм через теплообменник.

При этом единственным условием для переключения двухходового крана (переключения режимов работы установки) является заполнение (или опустошение) ресивера, которое может контролироваться сварщиком в межоперационное время. Регулирование степени охлаждения газа в обоих режимах производится одинаково при помощи дросселирующего вентиля.

Подбор оптимального объема ресивера, должен быть достаточно большим для непрерывной работы сварщика в любом режиме (без переключений) по крайней мере с одним изделием (или любым швом), но и не слишком большим так как в ресивере теряется часть энергии хладагента на внешний теплообмен .

В случае недостаточного подсоса газа через дросселирующи вентиль.

312

что может происходить при отсутствии перепада давления в сходящихся трубопроводах, между ресивером и двухходовым краном можно установить жиклер 11 либо конструктивно обеспечить сопро- тивдение газу на этом участке.

Устройство (фиг. 2) может быть оснащено системой автоматического регулирования. В этом случае вместо двухходового крана используется авто- матический пневмопереключатель 12 (фиг. 3), срабатывающий в зависимости от перепада давления в магистралях от баллона с газом и от ресивера. Терморегулирование осуществляет- ся электроуправлением дросселирующим вентилем по сигналам от термоэлектри1 2, 1h W

154

ческого датчика 13 (с использованием промежуточных электроприборов). При необходимости для компенсации ИJJepu;и- онности термодатчика , в магистрали подачи газа к сварочной горелке может быть установлен дополнительный ком- пенсационньй ресивер 14 сравнительно небольшого объема, определяемого величиной расхода газа и инерционностью датчика.

Преимуществом предлагаемой конструкции является более рациональное использование энергии хладагента, исключение потребности в тепловой (электрической) энергии, необходимой в случае корректировки температуры при помощи нагревательных устройств.

z:

Составитель Е.Сомова Редактор Л.Гратилло Техред Г.Гербер Корректор М.Демчик

Заказ 2728/14 Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4