Горелка для плазменно-дуговой резки Советский патент 1980 года по МПК B23K31/10 B23K9/30 

1

Изобретен-ие относится к сварочной технике, а именно к устройствам для выполнения процесса дуговой обработки с колебаниями дуги , и может быть, использовано при плазменно-дуговой разделительной и поверхностной резке.

.---Известна горелка для дуговой обработки, содержащая сопло и мундштук, причем она снабжена механизмом кругового вращения электрода, выполненным в виде втулки со спиральным каналом, установленной с возможностью вращения внутри мундштука и имеющей на конце направляющий наконечник, причем приводом вращения служит сама проволока при ее поступательном движении 1 .

Недостатком известного устройства является то, что оно требует обязательного использования расходуемых (плавящихся)электродов в виде проволоки J , вследствие чего данное устройство не может быть использовано для плазменно-дуговой резки.

Известно устройство для дуговой сварки с колебаниями электрода, содержащее механизм поперечных колебаний с приводом и механизм продольного колебания горелки вдоль стыка, который выполнен в виде кулачка, жестко закрепленного на выходном валу

5 привода механизма поперечного колебания и шарнирно связанного через систему тяг с горелкой 2 .

Недостатком известного устройства является то, что его использование

д связано со значительным увеличением габаритных размеров привода колебаний электрода и его веса, что обуславливает в свою очередь увеличение веса и габарита привода перемещения горелки. Данное обстоятельство за15трудняет использование известного устройства при ограниченных размерах рабочего пространства, например при резке в труднодоступных местах.

Известна горелка для дуговой об20работки, в защитных газах содержащая сопло, мундштук и сильфон, установленный концентрично мундштуку и жестко связанный с ним одним концом, а другим концом соединенный с соплом.

25 Горелка снабжена токопроводом между соплом и мундштуком, выполненным в виде дополнительного сильфона, расположенного внутри первого сильфона концентрично ему, мундштук выполнен

с буртом,; по периметру которого рас - rROTeJiceHa отверстия для подвода за ЩйТНОТО газа в попреть сопла, при этом дополнительный сильфон одним

КОНЦОМ жестко сгвязан с буртом мундштука , а другим - с соплом, в корпусе которого выполнен кольцевой канал для подвода защитного газа, сообщающийся с полостью, образованной .стенками сильфона 3 . .

Недостатком этого является то, что для вйполнения процесса обработки с колебаниями дуги необходимо наличие специального устройства, привода колебаний горелки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому э.ффекту к описываемому изобретению является горелка для плазменно-дуговой резки, содержащая корпус с укрепленным в неМ соплом, образующим камеру формирования дуги, в которой расположен электрод, электрододержатель, а также сильфон, расположенный концентричнр электроду, установленному с возможностью осевого перемещения и одним торцом жестко связанный с корпу сом горелки. Горелка снабжена трубкой, соединяющей полость камеры формирования дуги с герметизированной полостью:сильфона, размещенного в корпусе горелки, при. этом сильфон Герметично соединен с корпусом

торцом, наиболее удаленным от рабочего торца горелки, а вторым торцоМ sceCfkO и герметично соединен с нерабочим торцом электрододержателя 4..

Недостатком этой горелки является то, что для обеспечения резки с кoJJeбaниями дуги горелка должна быть снабжена специальным устройством -.приводом колебаний.

Целью изобретения является обеспечение резки с колебаниями дуги путем энергии давления плазмообразующего газа.

Это достигается тем, что горелка для плазменно-дуговой резки, содержащая корпус с укрепленным в нем . соплом, образующим камеру формирования дуги,в которой расположен элек- . трод, а также сильфон, установленный концентрично и жестко связанный с корпусом горелки, снабжен А., распределительным устройством, сильфон pai3делен гибкой перегородкой на две подлости, каждая из которых выполнена с входным и выходным отверстиями для плазмообразующего газа, при этом входные отверстия соединены с упомянутым Устройством, а выходные отверстия-с камерой формирования дуги и выполнены с.диайётром в 2-4 раза меньшим диаметра входных отверстий. Для получения односторонних колебаний в одном из выходных Ьтверстий установлена дросселирующая дюза.

На фиг. 1 приведен общийвид предлагаемой горелки; на фиг. 2 - изменение положения осей горелки йри.последовательно чередующейся подаче плазмообразующего газа в каждую из полостей сильфона., :. .

Горелка для дуговой обработки имеет сопло 1, образующее камеру 2 с электродом 3. Сопло 1 изолировано изолятором 4 от электрода 3, зафиксированного винтом 5 в электрододержателе б, в котором выполнены отJQ верстия 7 (на чертеже показано одно отверстие, связывающее камеру 2 с полостью 8 в верхней части корпуса 9). Корпус 9 с помощью винтов 1Q жестко связан с нижним фланцем 11 силь.. фона 12, разделенного гибкой перегородкой 13 на две полости 14 и 15. Верхним фланцем 16 сильфон 12 жестКО соединен с распределительным устройством 17 для подачи плазмообразующего газ-а; В нижнем фланце 11 силь0 фона 12 и корпусе 9 выполнены выходные отверстия 18 и 19, соединяющие полость 8 с полостями 14 и 15, которые через отверстия 20 и 21, выполненные в верхнем фланце 16 сильфона

5 12, связаны с распределительньом устройством 17. Диаметр d, отверстий 20 и 21 в 2-4 раза больше диаметра d отверстий 18 и19. В отверстиях 18 и 19 на резьбе установлены штуцеры 22

0 и 23 соответственно, на одно из которых установлена дросселирующая дюза 24, изменяющая проходное сечение, например, отверстия 18 с диаметра d, до ди аметра d . Линии 25 и 26 показывают положение оси горелкипри ее колебании (без дросселирующей дюзы 24) .

Выбор соотношения диаметров dj и d связан с тем, что при соотношении, большем 4, существенно возрастает время отклонения горелки в каждую сторону, вследствие чего процесс колебаний замедляется, и на кромках при этом появляются заметные риски, т.е. имеет место снижение качества

5 обработки.

Горелка работает следующим образом. . ,

Посредством винта 5 устанавливают

0 требуемую глубину углубления электрода 3 в камере 2 формирования плазменной дуги. Затем включают распределительное устройство 17, которое - производит последовательно череДуюг щуюся подачу плазмообразующего газа в каждую из полостей 14 (или 15) сильфона 12. При подаче плазмообразующего газа через отверстие 20 диаметром d в правую полость 14 сильфона 12 давление в последней возрастает.

0 Повышение давления в полости 14 вызывает удлинение наружной поверхности сильфона 12 и за счет неравномерности изгиба наружной поверхности сильфона 12 и гибкой перегородки 13

5 -изменяется угол наклона фланца 11 к

поверхности обрабатываемого изделия. Так как фланец 11 жестко соединен с верхней частью корпуса 9 горелки, то изменение угла наклона фланца 11 вызывает изменение положенияверхней части корпуса 9 горелки, изолятора 4 электрододержателя б и сопла 1. При этом ось горелки занимает положение 25.

Плазмообразующий газ при этом поступает через штуцер 22 в полость 8 и через отверстия 7 - в камеру 2 формирования плазменной дуги, что в свою очередь обеспечивает ее поддержание в процессе резки. Затем с определенньм интервалом времени прекращают подачу газа через отверстие 20 сильфона 12 и подают его через отверстие 21 во фланце 16 в левую полость 15 сильфона 12. Плазмообразующий газ, подающийся в полость 15, изменяет направление перемещения оси горелки, и она при этом занимает положение 26. Подача плазмообразующего газа в полость 15 силвфона 12 обеспечивает поступление газа в камеру 2 ерез отверстие 19, полость 8 и отверстие 7 в электрододержателе 6. Так как фланец 16 закрепляют неподвижно на распределительном устройстве 17, то при выпол 1ении процесса рез,ки осуществляются колебания положения дуги относительно некоторой точки. При этом если полость, в которой располагают оси отверстий 18 и 19, ориентируют перпендикулярно наП 5авлению перемещения горелки, то она совершает поперечныеколебания. Если полость, в которой располагают оси отверстий 18 и 19, ориентируют по направлению резки, то горелка совершает продольные колебания в процесе обработки металла. Горелка совершает колебания с одинаковым угловым смещением ее оси, что обеспечивает в свою очередь постоянство амплитуды отклонения дуги в процессе обработки если на штуцеры 22 и 23 не установлена дросселирующая дюза 24. При установке, например, на штуцер 22 дросселирующей дюзы 24 диаметр d отверстия 18 переходит в диаметр dj, при этом давление в полости 14 сильфона 12 становится больше по сравнению с

давлением в полости 1-5, что приводит к разным угловым смещениям оси горелки и вызывает различие в амплитуде колебаний горелки при подаче газа в полости 14 и 15.

Горелка позволяет осуществлять процесс резки с колебаниями горелки, при этом уменьшается ширина выплавляемых канавок, что дает возможность осуществить процесс резки материала данной толщины за меньшее число проoходов.

Формула изобретения

1.Горелка для плазменно-дуговой

5 резки, содержащая корпус с укрепленным в нем соплом, образующим камеру формирования дуги, в которой расположен электрод, а также сильфон, установленный концентрично и жестко связанный с корпусом горелки, отли0чающаяся тем, что, с целью обеспечения резки с колебаниями дуги путем использования энергии давления плазмообразующего газа, она снабжена распределительным устройством, силь5фон разделен гибкой перегородкой на две полости, каждая из которых выполнена с входньм и выходным отверстиями для плазмообразующего газа, при этом входные отверстия соединены с упомя0нутым устройством, выходные отверстия

соединены с камерой формирования дуги и выполнены с диаметром в 2-4 раза меньшим диаметра входных отверстий.

2.Торалка по п. 1, отлича5ющаяся тем, что, с целью получения односторонних колебаний, в одном из выходных отверстий установлена дросселирующая дюза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 288949, кл. В 23 К 9/16, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 323211, кл. В 23 К 9/00, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2423995, кл. В 23 К 9/16, 1976.

4.Авторское свидетельство СССР

по заявке 2519223, кл. В 23 К 9/16, 1977 (прототип).

/7