Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом Советский патент 1983 года по МПК B23K9/16 

1

Изобретение относится к дуговой сварке в защитных газах. :

Известны горелки для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащие корпус, сопло, цанговый зажим для креплени:я неплавящегося электрода 1.

Недостатком известных горелок является то, что эти горелки не обеспечивают воздействия упругих водн, возникающих при искровом разряде, на металл сварочной ванны для повыщения качества сварного щва.

Наиболее близкой к изобретению ао технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, установленных в полости керамического сопла. Один из дополнительных электродов заземлен, а на второй подаются периодические импульсы напряжения. Использование дополнительных электродов для возбуждения искрового разряда позволяет улучшить качество сварног.о щва за счет воздействия на металл

сварочной ванны упругих волщ генерируемых при искровом разряде. Упругие волны создают в сварочной ванне импульсы избыточного давления, что в соответствии с уравнением Клапейрона-Клаузиуса:

гдеДР - величина избыточного давления;

АТ-изменение температуры фазового перехода жидкость-кристалл при наложении избыточного давления ДР; L -удельная теплота кристаллизации;

10 иу,-удельные объемы жидкой и твердой фаз соответственно, что приводит к дополнительному переохлаждению металла сварочной ванны на величину AT.

При этом увеличивается вероятность об:15разования зародышей кристаллической фазы в расплаве в соответствии с формулой:

,,,

1де vj j I7ST2

й-удельное поверхностное натяжение на границе раздела жидкой и твердой фаз;,

Т-абсолютная те.мпература расплава, что, в свою очередь, способствует формированию при затвердевании мелкодисперсной

кристаллической структуры металла сварного шва и, соответственно, повышению его прочностных характеристик.

Однако в процессе работы известной горелки плавяш,ийся сварочный электрод, через который проходит ток сварки силой в несколько сот А, сильно разогревается и в результате термоэлектронной эмиссии окружен плотным электронным облаком. При подаче импульса напряжения на дополнительный электрод между ним и раскаленным сварочным электродом легко возникает электрический разряд и, таким образом, появляется паразитная электрическая связь, приводяш.ая к нарушению периодичности, а в некоторых случаях (например, при сильном разогреве сварочного электрода) даже к полному прекраш,е.нию искровых разрядов в искровом промежутке между дополнительными электродами. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве сварного шва, поскольку фактически подавляется положительный эффект поля упругих волн. Указанная паразитная связь может явиться также причиной выхода из строя сварочной аппаратуры, поскольку к элементам сварочной цепи прикладывается достаточно высокое импульсное напряжение.

Целью изобретения является повышение качества сварного шва путем устранения электрического разряда между сварочным электродом и дополнительным электродом.

Цель достигается тем, что горелка для дуговой сварки неплавяшимся электродом в среде защитных газов, содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержатели, а также два дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутренней стороне экрана по линии, папаллельной оси горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.

На чертеже схематически изображена предлагаемая горелка, общий вид.

Горелка содержит корпус 1 с закрепленным в нем соплом 2, электрододержателем (цангой) 3, неплавящегося электрода 4. Горелка снабжена экраном 5, на внутренней поверхности которого установлены электроды 6 и 7 для возбуждения искрового разряда. Электрод 7 заземлен. Позицией 8 обозначена сварочная ванна на изделии.

Горелка работает следующим образом. Между сварочным электродом 4 и свариваемым изделием возбуждают дугу и затем перемещают горелку в направлении сварки со скоростью VCB. После образования сварочной ванны 8 к электроду 6 прикладывают импульсы положительного напряжения и тем самым в искровом промежутке, образованном электродами 6 и 7, возбуждают искровые разряды. Импульсы давления, возникающие при искровых разрядах, воздействуют на металл сварочной ванны, в результате чего формируется мелкозернистая равноосная стуктура металла сварного шва. Цаличие такой структуры обуславливает повышенную прочность металла

сварного щва.

Испытания предложенной горелки в промышленных условиях показывают улучшение качества сварного шва по сравнению с прототипом, а именно измельчение кристаллической структуры направленного металла и повышение коэффициента прочности сварного соединения металла шва на 10-15%.

Формула изобретения

Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов,содержащая корпус с закрепленным в нем соплом, электрододержателем, а также два

Q дополнительных электрода для возбуждения искрового разряда, один из которых заземлен, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сварного щва путем устранения электрического разряда между сварочным электродом и дополнительным

5 электродом, горелка снабжена экраном, охватывающим сопло и установленным по отношению к соплу с зазором, а дополнительные электроды установлены на внутренней стороне экрана по линии, параллельной оси горелки, причем заземленный электрод расположен ближе к срезу сопла горелки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бродский А. Я. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. М., Машгиз,

с. 137-145.

2.Разработка методов повышения коэффициента прочности сварных соединений при сварке металлических материалов под воздействием упругих волн. Отчет по НИР № 78061916, инв. № Б7118555, 1978, с. 36

(прототип).

V(