УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
DEVICE FOR ARC AUTOMATED WELDING IN MEDIUM OF PROTECTIVE GASES

Изобретение относится к электродуговой сварке, в том числе при использовании адаптивных автоматизированных технологий сварки, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для сварки стыковых соединений ответственных конструкций больших толщин плавящимся электродом в среде защитных газов во всех пространственных положениях, а также для сварки неповоротных стыков.
Известно устройство для газовой защиты сварного шва при автоматической сварке изделий из активных металлов (патент РФ №2232069), состоящее из защитного козырька для подачи и распределения защитного газового потока, закрепляемого на горелке сварочного автомата, и теплоотводящих прижимных пластин. Защитный козырек выполнен в виде камеры, состоящей из двух корпусов, расположенных один в другом с образованием зазоров по периметру, причем внутренний корпус выступает в нижней части козырька и служит его основанием, а наружный корпус снабжен узлом, обеспечивающим крепление козырька к горелке и свободное ее перемещение в вертикальной плоскости, теплоотводящие пластины, в свою очередь, выполнены с горизонтальными уступами, служащими для установки на них основания защитного козырька и обеспечивающими совместно с боковыми поверхностями корпусов козырька и зазорами между ними лабиринтное газовое уплотнение, при этом в торцах защитного козырька зазоры между корпусами обеспечивают газовую завесу. Устройство позволяет исключить подсосы атмосферного воздуха в зону сварочной ванны и остывающего шва, что обеспечивает качественную защиту сварного соединения при сварке активных металлов в обычных производственных помещениях в любое время года при наличии различных колебаний воздушных потоков окружающей среды.
Известно также устройство для сварки в среде защитных газов (патент РФ №2056237). Это устройство состоит из сварочной горелки, включающей корпус, мундштук, электрод, сопло, концентрично расположенный канал для отсоса газов, фильтр, осушитель, очиститель, газоохладитель, вентилятор, расходомер с вентилем и защитную камеру, соединенные последовательно с каналом для отсоса газов. Корпус защитной камеры выполнен незамкнутым, разъемным с окном во всю длину образующей и шириной в 2-3 диаметра корпуса горелки и по форме детали, охватывает ее с зазором. Задачей этого устройства является увеличение срока службы сопл горелки в 2-3 раза, улучшение качества наплавленного слоя и снижение концентрации вредных сварочных аэрозолей в атмосфере.
За прототип предлагаемого устройства выбрано изобретение по патенту №2103127 «Устройство для дуговой сварки в среде защитных газов». Устройство для дуговой сварки в среде защитных газов содержит мундштук со смотровым каналом, средство визуального наблюдения зоны сварки через мундштук, патрубок подачи защитного газа в зону сварки, а также электрододержатель с электродом, соединенным с токоподводом. Мундштук устройства выполнен в виде полого усеченного конуса, направленного меньшим окном к зоне сварки, а средство визуального наблюдения зоны сварки - в виде размещенных на большем окне мундштука смотрового стекла и расположенных над ним светофильтра и светильника для направления светового потока в смотровой канал перед началом сварки, при этом патрубок подачи защитного газа сообщен со щелевым каналом, расположенным в мундштуке под смотровым стеклом и направленным вдоль его поверхности. На меньшем окне мундштука закреплен быстросъемный расширяющийся к сварочной зоне рукав, выполненный из брезента или из эластичного термоустойчивого материала, для образования сухой камеры в зоне сварочной дуги при подводной сварке, на котором закреплены выполненные по форме поверхности свариваемого участка обечайка и уплотнительная прокладка из эластичного материала, например поролона или губчатой резины, при этом обечайка снабжена зацепами для фиксации устройства, например поясом, на свариваемом участке.
Мундштук этого устройства состоит из трех секций, нижняя из которых жестко соединена со средней и выполнена из меди, а средняя соединена с верхней с возможностью относительных поворотов вокруг вертикальной оси мундштука и соединена с нею посредством бандажа, на котором на горизонтальном шарнире закреплена рукоятка, при этом бандаж установлен с возможностью поворота относительно нижней и верхней секций мундштука. Указанный прототип решает задачу повышения качества и удобства проведения сварочных работ, особенно при подводной сварке.
Заявляемое в качестве изобретения техническое решение направлено на решение задачи улучшения качества сварных соединений, особенно получаемых при использовании адаптивных автоматизированных технологий сварки.
Одним из основных факторов, влияющих на качество сварных соединений, является защита свариваемого металла от воздействия кислорода и азота воздуха. С этой целью большое распространение получила сварка в среде защитных газов. Однако при сварке как внутри, так и вне производственных помещений, ветер или сквозняки могут сдувать струю защитного газа, ухудшая качество сварного соединения. Этот недостаток в значительной степени устраняется при использовании специальных защитных сварочных камер.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в повышении надежности защиты зоны сварки от влияния атмосферного воздуха, что приводит к улучшению стабильности процесса сварки и, в свою очередь, к повышению надежности сварного соединения и конструкции в целом.
Этот результат достигается за счет того, что устройство для дуговой автоматизированной сварки в среде защитных газов содержит корпус для защитного газа, выполненный в виде расширяющейся обечайки, к нижней части которой крепится термостойкая уплотнительная прокладка, устанавливаемая на свариваемое изделие, а к верхней части - эластичный конусообразный фартук, горловина которого крепится на сварочную горелку. В корпусе имеется смотровое окно со сменными стеклами и установлен штуцер для подачи защитного газа, а внутри корпуса установлен светильник. Кроме указанных признаков устройство дополнительно содержит установленные на обечайке подпружиненный V-образный уплотнитель места разделки кромок и узел крепления к сварочному автомату, обечайка выполнена из алюминиевого сплава, а внутри корпуса установлена проходящая по всему периметру обечайки перфорированная трубка, сопряженная одним концом со штуцером и заглушенная с другого конца.
В частном случае решения технический результат дополнительно обеспечивается тем, что узел крепления камеры к сварочному автомату содержит прижимные пружины и механизм регулирования усилия прижима, выполненный в виде регулировочного винта
В другом частном случае решения обечайка корпуса выполнена из алюминиевого сплава.
При использовании предлагаемого устройства для дуговой сварки обеспечивается герметизация зоны сварки внутри корпуса устройства, наполненного защитным газом, за счет его плотного прижима к свариваемому изделию. Подача защитного газа осуществляется из перфорированной по всей длине трубки, установленной по всему периметру в нижней части обечайки корпуса. Такая подача защитного газа обеспечивает равномерное заполнение корпуса устройства газом. Для предотвращения выхода защитного газа из корпуса в зоне прилегания его к свариваемому изделию установлен уплотнитель из эластичного термостойкого материала, а в месте разделки кромок свариваемого металла - подвижный закрывающийся V-образный уплотнитель.
Для обеспечения плотного прилегания корпуса устройства к свариваемому изделию имеется узел крепления камеры к сварочному автомату, содержащий прижимные пружины и механизм регулирования усилия прижима камеры к изделию. Реализация такого крепления позволяет сглаживать прохождение неровных участков изделия, а усилие прижима камеры к изделию регулируется с помощью специального регулировочного винта. Этот регулировочный винт используется также для подъема защитной камеры при работе сварочного автомата в холостом режиме.
В верхней части корпуса устройства находится смотровое окно, предназначенное для визуального наблюдения оператором за правильностью установки сварочного автомата в начальную точку сварки. При установке специального сменного затемняющего стекла через него может осуществляться наблюдение за процессом сварки. Для подсветки камеры внутри ее установлен светильник. Светильник служит для улучшения визуального наблюдения оператором за правильностью установки сварочного автомата в исходное положение перед началом сварки.
Соединение корпуса устройства со сварочной горелкой осуществляется «мягким фартуком» из огнеупорного материала. Данный «фартук» закреплен по всему периметру верхней части камеры и образует конус от основания к вершине. Вершина «фартука» плотно крепится к сварочной горелке с помощью эластичного хомута. Такой способ соединения защитной камеры и сварочной горелки позволяет свободно перемещать горелку внутри корпуса с обеспечением необходимой герметизации.
Корпус обечайки изготовлен из алюминиевого сплава, внутренняя его поверхность имеет покрытие для защиты от прилипания брызг расплавленного металла.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено заявляемое устройство в двух проекциях, на фиг.2 - механизм регулирования усилия прижима.
Устройство для дуговой сварки в среде защитных газов по предлагаемому техническому решению содержит эластичный фартук 1, смотровое окно 2, хомут крепления «фартука» к сварочной горелке 3, обечайку корпуса 4, термостойкий уплотнитель 5, подвижной закрывающийся уплотнитель 6, штуцер для подключения шланга подачи защитного газа 7, поворотный угольник 8, перфорированную трубку подачи защитного газа 9, крепление защитной камеры к сварочному автомату 10, прижимные пружины 11, механизм регулирования усилия прижима камеры к изделию 12 и светильник 13.
Механизм регулирования усилия прижима содержит регулировочный винт 1, поворотную скобу 2 и прижимную пружину 3.