SU1722733A1

SU1722733A1 - Consumable electrode arc welding burner

Info

Publication number: SU1722733A1
Application number: SU884499038A
Authority: SU
Inventors: Александр Гаврилович Баранов; Сергей Анатольевич Назаров; Валерий Фокич Ризун; Виктор Федорович Таран; Юрий Константинович Цыганков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1897
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение относитс к дуговой сварке плав щимс электродом в углекислом газе или смес х защитных газов и может быть применено в различных отрасл х машиностроени . Цель изобретени - повышение ресурса работы сварочной горелки и уменьшение ее габаритов. Сварочна горелка содержит корпус 1, на котором установленThe invention relates to arc welding with a fusion electrode in carbon dioxide or gas mixtures and can be applied in various fields of engineering. The purpose of the invention is to increase the service life of the welding torch and reduce its dimensions. The welding torch includes a housing 1 on which is installed

Description

изол тор 2 и сопло 3 дл подачи защитного газа. Внутри сопла 3 расположен мундштук 5, соосно и съемно установленный на торце корпуса 1. Мундштук 5 представл ет собой металлический стакан с конусным отверстием б в его дне, отверсти ми 7 дл выхода защитного газа. Внутри мундштука 5 расположены токопод вод щие вставки 8 с конусными торцами 9 и 10, а такжеisolator 2 and nozzle 3 for supplying protective gas. Inside the nozzle 3 there is a mouthpiece 5 coaxially and removably mounted on the end face of the housing 1. The mouthpiece 5 is a metal cup with a tapered b hole in its bottom, 7 openings for the release of protective gas. Inside the mouthpiece 5 there are current-carrying inserts 8 with tapered ends 9 and 10, as well as

подпружиненна винтовой цилиндрической пружиной 11 сжати направл юща шайба 12 с конусным отверстием 13. Направл юща шайба 12 установлена в полости 14 мундштука 5 с возможностью свободного перемещени под действием пружины 11, упором дл которой служит регулирующий элемент 15, установленный на мундштуке 5. 5 з.п.ф-лы, 3 ил,spring-loaded helical coil spring 11 compression guide washer 12 with a tapered bore 13. Guide washer 12 is installed in cavity 14 of the mouthpiece 5 with the possibility of free movement under the action of the spring 11, which is fixed to the regulating element 15 mounted on the mouthpiece 5. 5 h. pfl, 3 silt,

Изобретение относитс к дуговой сварке плав щимс электродом в углекислом газе или в смес х защитных газов и может быть применено в различных отрасл х машиностроени (вагоностроении,судостроении , химическом машиностроении и др.).The invention relates to arc welding with a fusion electrode in carbon dioxide or in mixtures of protective gases and can be applied in various areas of mechanical engineering (car building, shipbuilding, chemical engineering, etc.).

На фиг.1 изображена горелка, общий вид, разрез; на фиг.2 - эпюра действи сил при условии а / ; на фиг.З-эпюра действи сил при условии /3 arctg (K + tg a ).Figure 1 shows the burner, general view, section; 2 is a plot of the forces provided a /; in FIG. 3, a plot of the action of forces under the condition of a / 3 arctg (K + tg a).

Цель изобретени - повышение ресурса работы сварочной горелки и уменьшение ее габаритов.The purpose of the invention is to increase the service life of the welding torch and reduce its dimensions.

Горелка дл дуговой сварки плав щимс электродом в среде защитных газов (фиг.1) выполнена в виде корпуса 1, св занного с гибким шлангом (не показано) с расположенным в нем направл ющим каналом дл подачи электродной проволоки, газа, электрического тока и т.д.A torch for arc welding with a melting electrode in protective gas (Fig. 1) is made in the form of a housing 1 connected to a flexible hose (not shown) with a guide channel located therein for supplying electrode wire, gas, electric current, etc. d.

На корпусе 1 установлен изол тор 2, на котором закреплено сопло 3, образующее полость 4 дл подачи защитного газа в зону сварки. Внутри сопла 3 расположен мундштук 5, соосно и съемно установленный на торцовой части корпуса 1, например, посредством резьбового соединени . Мундштук 5 представл ет собой металлический стакан, выполненный с конусным отверстием 6 (с углом 2 (5 ) в дне стакана, отверсти ми 7 дл выхода защитного газа и резьбой дл соединени с корпусом 1.An insulator 2 is mounted on the housing 1, on which the nozzle 3 is fixed, forming a cavity 4 for supplying protective gas to the welding zone. Inside the nozzle 3 there is a mouthpiece 5 coaxially and removably mounted on the front part of the body 1, for example, by means of a threaded connection. The mouthpiece 5 is a metal cup made with a tapered hole 6 (with an angle of 2 (5) in the bottom of the glass, holes 7 for the release of protective gas and a thread for connection with the housing 1.

Внутри мундштука 5 расположены токо- .подвод щие вставки 8 с консольными торцами 9 и 10, а также подпружиненную винтовой цилиндрической нормирующей пружиной 11 сжати , направл ющую шайбу 12 с конусным отверстием 13, угол конуса которого равен 2 а .Inside the mouthpiece 5, there are current-supplying inserts 8 with cantilever ends 9 and 10, as well as a spring-loaded helical cylindrical compression normalizing spring 11, which guides the washer 12 with a tapered bore 13, the angle of the cone of which is 2 a.

При этом конусный торец 9 токоподво- д щей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 6 мундштука 5, а конусный торец 10 токоподвод щей вставки 8 взаимодействует с конусным отверстием 13 направл ющей шайбы 12. Направл юща шайба 12 установлена во внутренней полости 14 мундштука 5с возможностью свободного перемещени от нажимного действи нормирующей пружины 11. Торец 9 конусных вставок 8, обращенный к конусному от- верстию 6 мундштука 5, имеет угол 2 /, равный углу конусного отверсти 6 мундштука 5, а торец 10 конусных вставок, обращенный к направл ющей шайбе 12, имеет угол 2 а .равный углу конусного отверсти 13 направл ющей шайбы 12. Углыа йД orh ределены, исход из условий, изображенных на фиг.2 и 3, и выполнены последующей зависимостиIn this case, the conical end 9 of the current-supporting insert 8 interacts with the conical hole 6 of the mouthpiece 5, and the conical end 10 of the current-carrying insert 8 interacts with the conical hole 13 of the guide washer 12. The guide washer 12 is installed in the internal cavity 14 of the mouthpiece 5 with the possibility of free displacement from the pressure action of the normalizing spring 11. The end face 9 of the tapered inserts 8, facing the tapered hole 6 of the mouthpiece 5, has an angle of 2 / equal to the angle of the tapered hole 6 of the mouthpiece 5, and the end of the 10 tapered inserts facing the bottom Aulus guide washer 12, has an angle 2 a corner .ravny conical holes 13 of the guide washer 12. The angles dA orh thinned starting from the conditions illustrated in Figures 2 and 3, and performed depending subsequent

/3 arctg(2K + tga ); jS arctgKi у-,/ 3 arctg (2K + tga); jS arctgKi y-,

00

где /3- половина угла конусного отверсти мундштука;where / 3- half the angle of the cone of the mouthpiece;

К- коэффициент трени скольжени материала проволоки по материалу токоведу- щих вставок;K - coefficient of friction sliding of the wire material on the material of current-carrying inserts;

а-половина угла конусного отверсти подпружиненной направл ющей шайбы;a is half the angle of the tapered bore of the spring-loaded guide washer;

/J - приведенный угол трени между 5 конусной поверхностью взаимодействующей токоподвод щей вставки;/ J is the reduced friction angle between the 5 conical surface of the interacting current-carrying insert;

Ki - коэффициент трени скольжени материала конусного отверсти мундштука и взаимодействующей с ним поверхностью конусной части токоподвод щих вставок.Ki is the friction friction coefficient of the material of the cone orifice of the mouthpiece and the surface of the cone part of the current-inserts interacting with it.

Упором дл нормирующей пружины 11 сжати служит регулирующий элемент 15, который снабжен наружной резьбой дл завинчивани во внутреннюю резьбу мундштука 5 при регулировании усили сжати нормирующей пружины 11.The stop for the normalizing spring 11 of compression is the regulating element 15, which is provided with an external thread for screwing the mouthpiece 5 into the internal thread while adjusting the compression force of the normalizing spring 11.

Направл юща шайба 12 и регулирующий элемент 15 имеют буртики дл удержани пружины на одной оси с осью симметрии горелки. Цилиндрические отверсти в направл ющей шайбе 12 в регулирующем элементе 15 выполнены с диаметром отверсти , заведомо большим наружного диаметра направл ющего канала 16.The guide washer 12 and the regulating element 15 have shoulders for holding the spring on the same axis with the axis of symmetry of the burner. The cylindrical holes in the guide washer 12 in the regulating element 15 are made with a hole diameter that is known to be larger than the outer diameter of the guide channel 16.

Таким образом, направл ющий канал 16 не вли ет на перемещение шайбы 12 в процессе работы горелки,Thus, the guide channel 16 does not affect the movement of the washer 12 during burner operation,

00

5five

00

5five

Дл устранени взаимодейству направл ющего канала 16с токоподвод щими вставками 8 служит жестко закрепленна на нем упорна шайба 17.To eliminate the interaction of the guide channel 16c with current-carrying inserts 8, a thrust washer 17 is rigidly fixed on it.

Направл юща шайба 12 может быть выполнена как цельной, так и разрезной в радиальном направлении. В случае разрезного варианта между шайбой 12 и нормирующей пружиной 11 устанавливают промежуточную кольцевую шайбу (не показана ). Разрезна конструкци направл ющей шайбы 12 позвол ет улучшить токопередачу, так как в этом случае ток передаетс через плотный скольз щий контакт между част ми разрезной направл ющей шайбы 12, мундштуком 5 и токоподвод щими вставками 8.The guide washer 12 can be made both solid and split radially. In the case of a split version between the washer 12 and the normalizing spring 11, an intermediate ring washer (not shown) is installed. The resolution of the design of the guide washer 12 makes it possible to improve the current transfer, since in this case the current is transmitted through a tight sliding contact between the parts of the split guide washer 12, the mouthpiece 5 and the current inserts 8.

Регулирующий элемент 15 имеет на торце , обращённом к упорной шайбе 17, радиальные пазы дл обеспечени прохода по ним защитного газа из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5 и далее в полость 4 сопла через отверсти 7 мундштука 5.The regulating element 15 has radial grooves on the end face facing the thrust washer 17 to provide for the passage of protective gas from the cavity 18 of the housing 1 to the cavity 14 of the mouthpiece 5 and then into the cavity 4 of the nozzle through the holes 7 of the mouthpiece 5.

Электродна проволока 19 контактирует с цилиндрическими поверхност ми токоподвод щих вставок 8, которых может быть две и более. При этом они могут быть выполнены дл увеличени ресурса изтокопрово- д щей керамики, а дл визуального контрол величины выработки токоподво- д щих вставок 8 на поверхности конусного торца 9, взаимодействующего с конусным отверстием 6 мундштука 5, нанесена отметка выработки.The electrode wire 19 is in contact with the cylindrical surfaces of the current-carrying inserts 8, which may be two or more. At the same time, they can be made to increase the resource of isotope-conducting ceramics, and for visual control of the amount of production of current-supporting inserts 8 on the surface of the conical end 9, interacting with the conical hole 6 of the mouthpiece 5, a mark of production is marked.

Перед началом работы в горелку необходимо заправить электродную проволоку так, чтобы она находилась между токоподвод щими вставками.Before starting work, it is necessary to fill the electrode wire in a torch so that it lies between the current-carrying inserts.

Горелка работает следующим образом.The burner works as follows.

Газ проходит из полости 18 корпуса 1 в полость 14 мундштука 5, огиба упорную шайбу 17, проход по пазам в регулирующем элементе 15, по отверстию в регулирующем элементе 15 попадает в зону расположени нормирующей пружинь) 11 и через отверсти 7 в мундштуке 5 поступает в полость 4, образованную соплом 3 и мун- дшТуком 5 и далее, выход из сопла 3 горелки , попадает в зону сварки.The gas passes from the cavity 18 of the housing 1 into the cavity 14 of the mouthpiece 5, skirting the thrust washer 17, the passage through the grooves in the regulating element 15, through the hole in the regulating element 15 enters the zone of the normalization springs) 11 and through the holes 7 in the mouthpiece 5 enters the cavity 4, formed by the nozzle 3 and the muncher 5 and beyond, the exit from the nozzle 3 of the burner falls into the welding zone.

Включаетс источник питани сварочной дуги и механизм подачи .электродной проволоки.The power source of the welding arc and the wire feed mechanism are turned on.

После соприкосновени электродной проволоки 19 со свариваемым изделием и возбуждени электрической дуги сварочный ток будет передаватьс от источника питани сварочной дуги через токоведущий кабель, подсоединенный к корпусу 1 горелки, мундштук 5, направл ющую шайбу 17.,гоковед-ущие вставки 8 наAfter the electrode wire 19 is in contact with the product being welded and the electric arc is injected, the welding current will be transmitted from the power source of the welding arc through the current-carrying cable connected to the torch body 1, the mouthpiece 5, the guide washer 17., the insert nuts 8

0 электродную проволоку. 19. Причем токо- п ере дача на токоведущие вставки 8 обеспечиваетс равномерно по двум конусным поверхност м: конусного отверстию б мундштука 5 и конусному отверстию 13 на прав5 л ющей шайбы 12, что позвол ет пропустить, по сравнению с конструкцией прототипа, больший сварочный ток за счет увеличени площади контактирующих поверхностей .0 electrode wire. 19. Moreover, the current supply to the current-carrying inserts 8 is provided evenly along two conical surfaces: the cone hole of the mouthpiece 5 and the cone hole 13 on the right side of the washer 12, which allows to miss, compared to the design of the prototype, a greater welding current by increasing the area of the contacting surfaces.

При движении электродной проволоки 19 по поверхности токоведущих вставок силы Рги FI (фиг,2), создающие усилие прижати токоподвод щих вставок 8 к электродной проволоке 19 и действующие 5 перпендикул рно к оси перемещени электродной проволоки, определ ютс не только усилием Fn, возникающим от действи нормирующей пружины 11, но и усилием, возникающим от действи сил трени FTp вWhen the electrode wire 19 moves along the surface of the current-carrying inserts, force FI and FI (Fig. 2), which force the current-carrying inserts 8 against the electrode wire 19 and act 5 perpendicularly to the axis of movement of the electrode wire, are determined not only by the force Fn arising from the action normalizing spring 11, but also by the force generated by the effect of the FTp friction forces in

0 конусном отверстии проход щей электродной проволоки с токоподвод щими вставками 8. Чтобы обеспечить равномерную механическую, а, следовательно, и токовую нагрузку на вставки необходимо, чтобы уси5 ли прижати вставок FI и FI .действующие перпендикул рно оси перемещени электродной проволоки, возникающие от разложени сил Fn и FTp в конудных отверсти х, были равны между собой.0 tapered hole of the passing electrode wire with current-carrying inserts 8. In order to ensure a uniform mechanical and, therefore, current load on the inserts, it is necessary to force the FI and FI inserts pressed perpendicular to the axis of movement of the electrode wire, resulting from the decomposition of forces Fn and FTp in the end holes were equal to each other.

0 Такое положение может быть удовлетворено только в том случае, если углы конусных отверстий 2 а и 2 fl (фиг,1) будут выполнены по следующей зависимости / arctg(2K + tg a ).0 Such a situation can be satisfied only if the angles of the tapered holes 2 a and 2 fl (Fig. 1) are satisfied according to the following / arctg dependence (2K + tg a).

5Иллюстраци указанной зависимости5 An illustration of the indicated relationship.

показана на фиг.З. При этом величину угла ft желательно установить больше приведенного угла трени , т.е. /3 /° агст.дк1.shown in fig.Z. In this case, the value of the angle ft is desirable to be set larger than the reduced friction angle, i.e. / 3 / ° agst.dk1.

0 Выполнение угла / / гарантирует отсутствие заклинивани проволоки в токоподвод щих вставках 8. При этом приведенный угол трени р зависит от примен емого материала дл мундштука 5 и0 Execution of the angle / / ensures no jamming of the wire in the current-carrying inserts 8. In this case, the reduced friction angle p depends on the material used for the mouthpiece 5 and

5 токоподвод щих вставок 8. Например, дл пары сталь - бронза олов нно-фосфорна р 5° 43, а дл пары сталь - антифрикцион- нный угол р 7°25 и определ етс по соответствующим физическим таблицам/При5 current-carrying inserts 8. For example, for a pair of steel - bronze tin-phosphorus p 5 ° 43, and for a pair of steel - an anti-friction angle p 7 ° 25 and is determined by the corresponding physical tables /

0 применении токопровод щих вставок 8 из токопровод щей керамики данный ресурс увеличиваетс в 20 - 40 раз.In the application of conductive inserts 8 made of conductive ceramics, this resource is increased by a factor of 20-40.

По мере износа токоподвод щих вставок 8 последние постепенно выход т черезAs the current-carrying inserts 8 wear out, the latter are gradually exited through

5 конусное отверстие 6 мундштука 5. Поэтому на наружной поверхности токоподвод щей вставки можно поставить отметку, котора 5 tapered hole 6 of the mouthpiece 5. Therefore, a mark can be placed on the outer surface of the current-carrying insert

Claims

1.Горелка дл дуговой сварки плав щимс электродом, содержаща токоподво- д щие вставки с конусными торцами, установленными в мундштуке, выполненном с внутренним конусным отверстием и св занном с корпусом направл ющего канала , отличающа с тем, что, с целью повышени ресурса работы и КПДона снабжена подпружиненной в осевом направле- лии направл ющей шайбой, выполненной с конусным отверстие, поверхность которого установлена в контакте с торцами токоподвод щих вставок, причем углы конусов вставок равны углам установленных с ними1. A burner for arc welding with a melting electrode containing current-carrying inserts with tapered ends installed in a mouthpiece made with an internal tapered hole and connected to the body of the guide channel, characterized in that KPDon is provided with an axially spring-loaded guide washer, made with a tapered bore, the surface of which is installed in contact with the ends of the current-carrying inserts, and the angles of the cones of the inserts are equal to the angles of

в контакте поверхностей конусных отвер- стий мундштука и шайбы и св заны соотно- шениемat the contact of the surfaces of the cone holes of the mouthpiece and the washers and are related by the relation

/3 arctg(2K + tg a ).,/ 3 arctg (2K + tg a).,

где /3 - половина угла конусного от- версти мундштука;where / 3 is the half angle of the cone hole of the mouthpiece;

К-коэффициенттрени скольжени материалов проволоки и токоведущих вставок;K-coefficient of slip of wire materials and current-carrying inserts;

а- половина угла конусного отверсти подпружиненной направл ющей шайбы.a is the half angle of the tapered hole of the spring-loaded guide washer.

2.Горелка по п.1,отличающа с тем, что угол конусного отверсти мундштука и угол конуса вставок определ етс выражением .2. Burner according to claim 1, characterized in that the angle of the cone of the mouthpiece and the angle of the cone of the inserts is determined by the expression.

р р amgKi,p p amgKi,

где р - приведенный угол трени между поверхност ми конусного отверсти мундштука и конусной части токоподвод щих вставок;where p is the reduced friction angle between the surfaces of the cone hole of the mouthpiece and the tapered portion of the current-carrying inserts;

Ki - коэффициент трени скольжени материалов мундштука и токоподвод щих вставок.Ki is the friction coefficient of the slide of the mouthpiece materials and the current-carrying inserts.

3.Горелка по п. 1,отличающа с тем, что, с целью устранени вли ни направл ющего канала на усилие поджати направл ющей шайбы на то коп од вод щие вставки, она снабжена регулирующим элементом и установленной в контакте с ним упорной шайбой, котора жестко св зана с направл ющим каналом.3. Burner according to claim 1, characterized in that, in order to eliminate the influence of the guide channel on the force of pressing the guide washer on that copy of the driving inserts, it is provided with a regulating element and a stop washer in contact with it rigidly connected to the guide channel.

4.Горелка по п. 1 /отличающа с тем, что направл юща шайба выполнена разрезной в радиальном направлении.4. Burner according to claim 1 /, characterized in that the guide washer is made cutting in the radial direction.

б.Горелка по п.1, от л ича ю ща с тем, что токоподвод щие вставки выполнены из токопровод щей керамики.B. Burner according to claim 1, from a lid with the fact that the current-carrying inserts are made of conductive ceramics.

б.Горелка по п.1, от л и,ча ю ща с j тем, что, с целью визуального контрол ресурса выработки токоподвод щих вставок, конусна поверхность последних, установленна в контакте с поверхностью конусного отверсти мундштука, снабжена меткой выработки.B. Burner according to claim 1, from l and, with j with the fact that, for the purpose of visual control of the resource generation of current-carrying inserts, the conical surface of the latter, installed in contact with the surface of the cone hole of the mouthpiece, is provided with a production marker.