НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД

НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД


RU (11) 2070495 (13) C1

(51) 6 B23K35/02, B23K9/167 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.12.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93043170/08 
(22) Дата подачи заявки: 1993.08.31 
(45) Опубликовано: 1996.12.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 432997, кл. B 23 K 35/02, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР N 589102, кл. B 23 K 35/02, 1978. 3. Авторское свидетельство СССР N 793794, кл. B 23 K 9/167, 1981. 
(71) Имя заявителя: Гринин Владимир Васильевич 
(72) Имя изобретателя: Гринин Владимир Васильевич 
(73) Имя патентообладателя: Гринин Владимир Васильевич 

(54) НЕПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД 

Использование: при сварке многопроходных швов в труднодоступных местах и при однопроходной сварке тонкостенных конструкций. Сущность изобретения: рабочий конец неплавящегося электрода выполнен в виде конуса, ось которого расположена под углом к оси электрода, а его вершина смещена относительно оси электрода. Величина смещения (Rk) составляет от 0,5 до 1,5 диаметров электрода. 3 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предполагаемое изобретение относится к области сварки в среде защитных газов и может быть использовано как при сварке деталей большой толщины по узкощелевому зазору, так и при однопроходной сварке тонкостенных конструкций, например по жесткой расчетной программе на станках с ЧПУ, когда электроду придают вращательное движение по окружности.

Известен неплавящийся электрод для сварки в среде защитных газов с конической рабочей частью, вершина которой смещена относительно оси электрода [1]

Недостатком этого электрода является незначительный угол и величина смещения вершины конической рабочей части электрода. Это не позволяет в полной мере использовать технологические возможности дуги, в том числе давление дуги на жидкий металл сварочной ванны и сужает область применения известного электрода.

Известен неплавящийся электрод для дуговой сварки в среде защитных газов, содержащий цилиндрическую и коническую рабочую части [2]

К недостаткам этого электрода следует отнести низкую технологическую возможность по варьированию углом наклона дуги к поверхности изделия.

Наиболее близким по технической сущности к изложенному является электрод, содержащий цилиндрическую и коническую рабочую часть [3]

Недостатком электрода является низкая стойкость при сварке на больших плотностях тока.

Предложенный неплавящийся электрод отличается от известного тем, что ось конической рабочей части расположена под углом к оси цилиндрической части электрода, а ее вершина смещена относительно оси электрода на величину, определяемую уравнением Rk=(0,5-1,5)d, где Rk смещение оси электрода, мм. d диаметр электрода.

Предложенное техническое решение поясняется фиг.1 3, где показаны: на фиг. 1 неплавящийся электрод с коническим рабочим концом; на фиг.2 то же, с комбинированным рабочим концом, состоящим из усеченного конуса и конуса с увеличенным телесным углом при вершине; на фиг.3 схема расположения неплавящегося электрода в приспособлении для локального нагрева и изгиба на заданный угол.

Неплавящийся электрод (фиг.1 и 2) выполнен из цилиндрической части 1 диаметром d с эксцентричным рабочим концом в виде конуса 2 (фиг.1) и в виде конуса 2' (фиг.2), вершина которого отсечена поверхностью второго конуса с телесным углом при вершине меньше 180o, причем вершины обеих конусов лежат на одной оси.

Телесный угол при вершине конуса 2 и 2' составляет 20-70o, а ось конуса 2 и 2' расположена под углом b, равным 10-60o к оси электрода.

Вершина конуса 2 и усеченного конуса 2' смещена относительно оси цилиндрической части 1 неплавящегося электрода более чем на половину диаметра электрода Rk=(0,5-1,5)d.

Экспериментально установлено, что если телесный угол a при вершине конуса 2 (фиг.1) и конуса 2' (фиг.2) будет меньше 20o, то резко снижается стойкость электрода из-за чрезмерного перегрева рабочего конца.

При a больше 70o снижается плотность столба дуги и ее устойчивое горение из-за подогрева рабочего конца и блуждания катодного пятна дуги на его поверхности.

Угол наклона оси рабочего конца к оси электрода и поверхности изделия оказывает большое влияние на силовое воздействие дуги и условия ввода тепловой энергии в изделие.

Чем больше угол наклона электрода (рабочего конца) к изделию, тем больше горизонтальная и меньше вертикальная составляющая давления дуги на жидкий металл, тем меньше глубина проплавления свариваемых кромок.

Эту зависимость можно выгодно использовать при сварке изделий как малых, так и больших толщин. Если угол b будет меньше 10o, то горизонтальная составляющая силового давления дуги будет чрезмерно мала, а вертикальная - велика. В этом случае получить эффект стабилизации качества за счет уменьшения прожогов тонкостенных изделий не удается. Если угол b будет больше 60o, то существенно снижается эффективность нагрева изделия дугой.

Наибольшее влияние на эффективность нагрева изделия дугой оказывает величина эксцентриситета вершины конуса (рабочего конца) Rk.

C увеличением Rk, при сварке с вращательным движением рабочего конца по окружности, эффективность нагрева изделия дугой вначале возрастает до определенного предела, а затем падает.

Экспериментально установлено, что максимум наступает, когда Rk близок, но не превышает половину ширины жидкой ванны, которую можно получить при сварке на данном режиме обычным электродом.

Соотношение практических значений свариваемых толщин, ширины шва, диаметра электрода и оптимальных значений Rk (таблица) показывают, что принимать Rk меньше 0,5 d нецелесообразно.

Величины Rk превышающие половину ширины жидкой ванны, при которых эффективность нагрева изделия дугой начинает снижаться, целесообразно использовать, например, для наложения поверхностных декоративных швов, для нагрева при пайке, для локальной поверхностной термообработки, зондирования поверхности и т.п.

Таким образом смещение вершины конуса относительно оси электрода должно быть более половины диаметра электрода.

Телесный угол (фиг.2) выбирают больше угла, но меньше 180o. Чем больше угол, тем больше притупление вершины конуса 3 (фиг.2), тем выше стойкость электрода при заданной плотности тока.

Неплавящийся электрод предложенной конструкции был опробован при многопроходной сварке коротких стыков толщиной 45 мм из стали ВНС-2 по щелевому зазору шириной 8-12 мм. Сварку выполняли вольфрамовым электродом с углом a= 60o, угол b=30o, Rk=6 мм (1,5), угол g=90o. Cварку выполняли постоянным током величиной 2855 A. Наработка электрода до начала разрушения его катодной поверхности составила 427,5 амперчаса, что примерно в 1,5 раза больше, чем у известного электрода.

Предложенный неплавящийся электрод был опробован также при сварке по программе на станках с ЧПУ тонкостенных конструкций с плоскими и криволинейными панелями из стали ВНС-2. Стыковые соединения с толщиной кромок 1,5-2,5 мм сваривались на весу без подкладки и прижимов с защитой обратной стороны шва аргоном на токе 90 120 А. Сварку выполняли вольфрамовым электродом d=3,0 мм с углом a 30o, углом b 40o, Rk=1,8 мм (0,6). Наработка электрода до начала разрушения катодной поверхности составила 480 Ач. Дефекты в шве при смещении электрода от оси шва до 1,0 мм отсутствовали.

Неплавящийся электрод с эксцентричным рабочим концом изготавливается следующим образом.

Неплавящийся электрод с цилиндрической частью 1 и конической частью 2 устанавливается заточенным концом в отверстие 3 основания 4 приспособления для изгиба электрода (фиг.3).

На основании 4 установлен с возможностью подстроечных перемещений упор 5, на котором крепится рабочая, изгибающая пружина 6. При локальном нагреве изгибаемого электрода в зоне основания конуса до пластического состояния электрической дугой с помощью горелки 7 для аргонно-дуговой сварки, под действием усилия Р рабочей пружины 6 цилиндрическая часть электрода 1 отклоняется до упора 5 на заданный угол b..

После охлаждения в струе защитного газа горелки 7 и освобождения от рабочей пружины 6 электрод готов к работе.

Чтобы изменить угол наклона от конуса к оси электрода при изгибе, подвижный упор 5 сдвигают в необходимую сторону, приближая к отверстию 3 или удаляя от него по индикаторной линейке, закрепленной на основании 4.2 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Неплавящийся электрод, содержащий цилиндрическую часть и коническую рабочую часть, отличающийся тем, что ось конической рабочей части расположена под углом к оси цилиндрической части электрода, а ее вершина смещена относительно оси электрода на величину, определяемую уравнением

Rк (0,5 1,5)d,

где Rк смещение оси электрода, мм;

d диаметр электрода, мм. 


РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Технология сварки и сварочное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+сварка -металлов".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сварка" будут найдены слова "газасварка", "электросварка" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("сварка!").



Рейтинг@Mail.ru