Способ дуговой сварки торцовых соединений тонких пластин Советский патент 1989 года по МПК B23K9/16 

1 .

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть исполь- зобано преимущественно для сварки тонких пластин по сложному криволинейному контуру.

Uejib изобретения - расширение технологических возможностей и упрощение процесса сварки деталей с криволинейным свариваемым стыком.

На фиг. 1 представлена схема выполнения способа; на фиг. 2 - фрагмент пластинчатого теплообменника, свариваемого предложенным способом; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемые пластины 1 и 2 соединяют в плоскости 3, совмещая кромки окон 4, устанавливают на опорную плиту 5 и закрепляют контурным прижимом 6. Плазменную горелку 7 устанавливают перпендикулярно плоскости 3 соединения со смещением ее оси йт . свариваемых торцов кромок на велики- ну а и с расположением среза 8 сопла горелки 7 от плоскости стыка на рас- стоянии Ь. Величины а и b зависят от диаметра столба d плазменной дуги 9, определяющего возможности свароч- ной установки и соотношение указан- иых- величин для получения качественной сварки пластин.Величина а сос-, тавляет от 0,5;ДО 2 диаметров столба дуги, а величина Ь-от 1 до 3 диаметров столба дуги. При взаимодействии газодинамических сил, направленных вдоль оси горелки, и сил злектростатичес- кого притяжения плазменная дуга 9 имеет форму, примерно такую, как показано на фиг. 1. При этом в каждой точке контура сварки (N:,, N., фиг.З) угол между дугой и контуром сохраня

Од СА9 4

ется постоянным. Ориентация оси горелки (перпендикулярно плоскости 3 соединения) в процессе сварки все врмя остается неизменной.

При таком расположении горелки плазменный шнур на выходе из сопла под действием газодинамических сил плазмообразующего и защитного газа направляется перпендикулярно плоскости соединения, затем силы электростатического притяжения отклоняют сварочную дугу по направлению к кромкам свариваемых пластин. При зтом по мере удаления от сопла действие газоди намическнх сил ослабевает, а действи сил электростатического притяжения, наоборот, возрастает, В результате конечный участок сварочной дуги проходит в плоскости соединения и замыкается на кромках пластин нормально к их контуру. Направление конечного участка плазменной дуги определяется электростатическим притяжением, обеспечивающим одинаковый угол между дугой и контуром соединения в любой точке контура автоматически, и менят для этого ориентацию оси горелки в пространстве нет необходимости.

По экспериментальным данным при смещении оси горелки меньше расстояния 0,5 диаметра столба плазменной дуги возможно замыкание плазменной дуги на одну верхнюю пластину, расплавление ее без сварки с нижней пластиной. В то же время при смещении оси горелки на расстояние более 2 диаметров столба дуги появляется нестабильность сварки кромок криволинейных поверхностей; на крутых по- вор отах оплавление кромок отстает от движения сварочной горелки и плазменная дуга перебрасывается вперед по направлению движения горелки, оставляя непроваренные участки кромок пластин.

Опытная проверка положения торца горелки относительно плоскости соединения пластин выявила предельные значения расстояния между указанньми плоскостями от 1 до 3 диаметров плазменной дуги. Если торец горелки расположен на расстоянии менее 1 диаметра дуги, то происходит снос плаз- |Менной дуги мимо стыка пластин, в результате чего дуга замыкается или с -О

разворотом на 180 на кромку нижней пластины, или на технологическую подложку. Расположение торца горелки

0

0

5

4

g

0

5

0

5

0

5

44

на расстоянии до плоскости сварки более 3 диаметров дуги затрудняет зажигание плазменной дуги, и, кроме того, в этом случае требуется повышенный расход защитного и плазмообразующего газов.

Пример, Способ используют при сварке пластинчатых теплообмен- ных элементов радиатора, состоя1цих из двух тонких стальных пластин с окнами сложной конфигурации. Материал пластин - сталь 12Х18Н10Т толщиной 0,2 мм. Сварку пластин производят торцовым швом по контуру окон. ,Цля сварки используют установку микроплазменной сварки ШУ-4 со штатной горелкой ОБ-1160А, оснащенной неплавящимся электродом из лантанирован- ного вольфрама ВЛ-1 диаметром 1 мм. В качестве плазмообраэующего газа используют аргон, защитный газ - смесь аргона (96%) с водородом (4%).

Для перемещения горелки вдоль контура соединения используют шарнирный четьфехзвенньй пантограф. Скорость перемещения горелки 25-30 см/мин. Сварку проводят при значении au;1,5da, , где d - диаметр столба дуги, ,2-1,4 мм, при сварочном токе 3 А, напряжении 18 В и расходе плазмообразующего и защитного газа по 0,38 и 2,15 л/мин соответственно. Предлагаемое размещение горелки по отношению к сваривае мому стыку значительно упрощает процесс сварки торцовых соединений тонких пластин со сложным криволинейньм контуром. Особенно полезно изобретение в тех случаях, когда сварку необходимо вести по контуру отверстий малых размеров и разместить обычную плазменную горелку в плоскости соединения невозможно.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки торцовых соединений тонких пластин, при котором горелку перемещают в одной плоскости с линией стыка эквидистантно свариваемым кромкам, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и упрощения процесса сварки деталей с криволинейным стыком, горелку размещают в плоскости, перпендикулярной плоскости свариваемого стыка.

llZ.i

Изобретение относится к дуговой сварке, преимущественно к микроплазменной сварке тонких пластин по криволинейному стыку. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и упрощение процесса сварки. При сварке горелку размещают в плоскости, перпендикулярной плоскости свариваемого стыка со смещением оси горелки от свариваемых торцов кромок на расстоянии от 0,5 до 2 диаметров столба дуги. Срез сопла горелки располагают от плоскости стыка на расстоянии от 1 до 3 диаметров столба дуги. При таком расположении горелки плазменная струя замыкается на свариваемых кромках, что обеспечивает одинаковый угол между струей и свариваемым стыком. Возможность размещения горелки в удобном для сварки положении позволяет расширить номенклатуру свариваемых изделий. 3 ил. е (Л

Фиг.2