Вспомогательное устройство для подачи присадочной проволоки в процессе дуговой сварки " холодного переноса металла"
AUXILIARY APPARATUS FOR FEEDING FILLER WIRE IN THE PROCESS OF COLD METAL TRANSFER ARC WELDING

B23K 9/133
МПК
Вспомогательное устройство для подачи присадочной проволоки в
процессе дуговой сварки «холодного переноса металла»
Изобретение относится к области сварочного оборудования и касается вспомогательного устройства подачи проволоки для изготовления присадки для дуговой сварки на основе холодного перехода металла.
Из уровня техники известно, что стандартно наплавка при аргонно-дуговой сварке осуществляется с помощью горелки, через центральный канал которой подается наплавочная проволока.
В Европейском патенте (ЕР 1901874, В23К 9/12, публ. 26.03.2008) описан сварочный процесс «переноса холодного металла» (Cold Metal Transfer). В фазе существования электрической дуги сварочная проволока подается вперед до соприкосновения с обрабатываемой деталью. В фазе существования электрической дуги происходит расплавление сварочной проволоки, так что на конце сварочной проволоки появляется капля. Сварочный ток и/или сварочное напряжение регулируются таким образом, что не происходит отделения капли и возникает короткое замыкание. В этот момент изменяется направление подачи проволоки, так что сварочная проволока до выявления короткого замыкания, то есть образования электрической дуги и/или определенного расстояния и/или отсчета определенного промежутка времени, подается назад. Затем снова возникает фаза существования электрической дуги, вслед зачем снова меняется направление движения сварочной проволоки и сварочная проволока перемещается в направлении обрабатываемой детали и цикл повторяется.
Для осуществления возвратно-поступательного перемещения проволоки известны различные устройства подачи проволоки.
Известна установка для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом и устройство для автоматической подачи присадочной проволоки при дуговой сварке неплавящимся электродом (патент ЕР1080818, В23К 9/133, публ. 7.03.2001).
Известная установка содержит сварочную горелку, соединенную с устройством для автоматической подачи присадочной проволоки. В установке устройство для автоматической подачи присадочной проволоки обеспечивает непрерывную протяжку сварочной проволоки, при котором сварочная проволока совершает возвратно-поступательное движение. Устройство для автоматической подачи присадочной проволоки содержит корпус, в котором зафиксировано устройство протяжки и приводной мотор устройства протяжки, Корпус закреплен неподвижно на направляющих салазках, которые соединены с отдельным приводным мотором.  Указанный приводной мотор приводит направляющие салазки в линейное возвратно-поступательное движение. Оболочка для протяжки проволоки соединена со сварочной горелкой, а именно, конец оболочки неразъемно закреплен в корпусе сварочной горелки.
Известно устройство (ЕР 2036647, В23К 9/133, публ. 18.03.2009) осуществляющее направление проволочного электрода в направляющую для проволоки и непрерывную подачу электрода из намотанной на катушку проволоки в направлении горелки. Прерывистое движение электрода обеспечивается реверсивным блоком таким образом, что путь подачи электрода удлиняется или укорачивается за счет линейного движения электромеханической системы линейного привода.
Известно устройство для подачи присадочной проволоки (RU 128538, В23К 9/32, публ. 27.05.2013). Устройство для подачи присадочной проволоки при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом, содержит узел протяжки присадочной проволоки, механизм возвратно-поступательного перемещения указанного узла протяжки, гибкую оболочку, соединенную с одного конца с узлом протяжки проволоки, с возможностью пропуска проволоки с возвратно-поступательным ее перемещением вдоль указанной гибкой оболочки. В предлагаемом устройстве протяжки проволоки отсутствует постоянная конструктивная связь между неплавящимся электродом и проволокой, а именно между корпусом сварочной горелки и концевым участком гибкой оболочки устройства подачи проволоки, что позволяет использовать устройство подачи проволоки в качестве самостоятельного устройства.
Недостатками всех известных устройств является то, что конструктивно может использоваться только одна металлическая присадочная проволока, тем самым ограничивая состав сплава, особенно для изготовления многоэлементных сплавов. С развитием науки и техники предъявляются все более высокие требования к свойствам материала. Необходимо иметь не только высокую прочность, но и особые характеристики, такие как легкий вес, высокая термостойкость, коррозионная стойкость и хорошая проводимость. Механические свойства традиционных отдельных материалов больше не могут отвечать требованиям практического использования и композитные материалы, состоящие из двух или более материалов, являются наиболее востребованными.
Использование технологии изготовления порошковых добавок (патент RU 2443506, B22F 3/105, публ. 27.02.2012) позволяет преодолеть это ограничение и получить два или более композиционных материалов. Однако недостатком данной технологии является необходимость расплавления всего объема металла в процессе формирования изделия, что делает процесс трудоемким, экономически не эффективным и затратным.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, которое позволит получать два или более композиционных материала с наименьшими затратами.
В приведенных выше устройствах подачи присадочной проволоки проходит только одна проволока (одна жила) и нельзя одновременной использовать несколько проволок разного материала.
Техническим результатом использования изобретения является обеспечение возможности использовать одновременно композицию двух проволок с разным химическим составом и с разными скоростями подачи в сварочном процессе «переноса холодного металла» (Cold Metal Transfer).
Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагается вспомогательное устройство для подачи присадочной проволоки в процессе дуговой сварки «холодного переноса металла», включающее узел подачи присадочной проволоки и механизм перемещения узла подачи проволоки, соединительную пластину и зажимной механизм, выполненный с возможностью фиксации сварочной горелки для дуговой сварки. Механизм перемещения узла подачи проволоки выполнен в виде механизма регулировки перемещения узла подачи проволоки, включающего компонент регулировки вверх-вниз, компонент регулировки влево-вправо, компонент регулировки вперед-назад и компонент регулировки угла, и установлен в верхней части соединительной пластины. Нижняя часть соединительной пластины соединена с зажимным механизмом. Зажимной механизм используется для фиксации сварочной горелки для дуговой сварки «холодного переноса металла». Узел подачи присадочной проволоки выполнен в виде механизма для направления проволоки, соединенного с механизмом регулировки посредством компонента регулировки угла.  Механизм для направления проволоки имеет два отверстия для направления проволоки, выполненные с возможностью соединения со шлангом подачи проволоки, и соединенную с ними трубку подачи проволоки. Посредством паза, выполненного в соединительной пластине, можно дополнительно регулировать высоту вспомогательного устройства подачи проволоки.
Конструкция зажимного механизма имеет крепежный болт со структурой дугообразной канавки на головке, который может быть устойчиво закреплен на цилиндрическом сварочном пистолете. Механизм регулировки имеет компонент регулировки вверх-вниз, компонент регулировки влево-вправо, компонент регулировки вперед-назад, и компонент регулировки угла, все они соединены между собой через структуру зацепления с фигурными канавками. Посредством механизма регулировки можно выполнять всестороннюю микрорегулировку вспомогательного устройства подачи проволоки.
Конкретная реализация устройства описана более подробно ниже со ссылкой на фиг.1 и вариант осуществления. Следующие примеры используются для иллюстрации технического решения, но не для ограничения его объема.
На фиг.1 приведена схематическая структура вспомогательного устройства для подачи присадочной проволоки в процессе дуговой сварки «холодного переноса металла», где 1-соединительная пластина, 2,28-сквозное отверстие, 3,29-изогнутое сквозное отверстие, 4-компонент регулировки вверх-вниз, 5,9,11-длинная пластина для фиксации, 6,10,12,13-регулировочный болт, 7-компонент регулировки влево-вправо, 8-компонент регулировки вперед-назад, 14,16-отверстие для направления проволоки, 15,17,18,24,26,27-установочныи болт, 19-компонент регулировки угла, 20-механизм для направления проволоки, 21-трубка для подачи проволоки, 22-механизм регулировки, 23- зажимной механизм, 25-крепежный болт.
Вспомогательное устройство для подачи присадочной проволоки в процессе дуговой сварки «холодного переноса металла», включает в себя: соединительную пластину (1), зажимной механизм (23), механизм регулировки перемещения узла подачи проволоки (22) и механизм для направления проволоки (20). Нижняя часть соединительной пластины (1) соединена с зажимным механизмом (23). Зажимной механизм (23) используется для фиксации сварочной горелки, путем регулировки установочного болта (24), (26) и крепежного болта (25). Верхняя часть соединительной пластины (1) соединена с механизмом регулировки перемещения узла подачи проволоки (22). Механизм регулировки (22) соединен с механизмом для направления проволоки (20) с помощью компонента регулировки угла (19). Механизм для направления проволоки (20) имеет два отверстия для направления проволоки (14), (16), которые объединены со шлангом подачи проволоки и соединены с трубкой подачи проволоки (21).
В настоящем примере нижняя часть соединительной пластины (1) соединена с механизмом зажима (23), а верхняя часть соединена с механизмом регулировки через два сквозных отверстия (2), (28) или два изогнутых сквозных отверстия (3), (29). Ввиду того, что верхняя часть головки сварочной горелки, для большинства переходных сварок холодного металла, частично изогнута, иногда она фиксируется через два сквозных отверстия (2), (28). Верхнее положение установочного болта (27) и сварочного пистолета (на фиг. не показан) иногда конфликтует, так что вспомогательное устройство подачи проволоки не может быть зафиксировано в подходящем положении сварочного пистолета. В этом случае можно использовать изогнутые сквозные канавки отверстии (3), (29) для фиксации. Кривизна изогнутого сквозного отверстия (3), (29) не очень велика. Соединительная пластина (1) также может регулировать высоту вспомогательного устройства для подачи проволоки через два сквозных отверстия (2), (28) или два изогнутых сквозных отверстия (3), (29).
Зажимной механизм (23) используется для фиксации сварочной горелки (на фиг. не показана) путем регулировки установочных болтов (24), (26) и крепежных болтов (25). Головка крепежного болта (25) имеет дугообразную структуру с канавкой, которая может быть устойчиво закреплена на цилиндрическом сварочном пистолете.
Механизм регулировки (22) имеет компонент регулировки вверх-вниз (4), компонент регулировки влево-вправо (7), компонент регулировки вперед-назад (8) и компонент регулировки угла (19), которые соединены с помощью системы зацепления с фигурными канавками. Компонент регулировки вверх-вниз (4) регулируется с помощью регулировочных болтов (6), соединенных с длинной неподвижной пластиной (5). Компонент регулировки влево-вправо (7) регулируется с помощью регулировочных болтов (12), соединенных с длинной неподвижной пластиной (11). Компонент регулировки вперед-назад (8) регулируется с помощью регулировочных болтов (10), соединенных с длинной неподвижной пластиной (9). Компонент регулировки угла (19) регулируется с помощью регулировочных болтов (13). Механизм регулировки (22) может выполнять многомерную микрорегулировку вспомогательного устройства подачи проволоки, что приводит к улучшению качества дуговой сварки методом холодного переноса металла.
Механизм для направления проволоки (20) имеет два отверстия для направления проволоки (14), (16.) Во время работы, в зависимости от требований, можно выбрать одну или две проволоки. Установочные болты (15), (17), (18) используются для закрепления шланга подачи проволоки, чтобы обеспечить направление подачи проволоки. Два направляющих отверстия для проволоки (14), (16) объединены со шлангом подачи проволоки и соединены с трубкой подачи проволоки (21), таким образом, что как двойная подача проволоки, так и одиночная подача проволоки могут хорошо входить в трубку подачи проволоки (21).
Изобретение может быть установлено на сварочную горелку для дуговой сварки «холодного переноса металла» и имеет простую конструкцию, обеспечивает удобство работы и хорошую стабильность. За счет использования вспомогательного устройства подачи проволоки могут быть эффективно получен два или более видов композитных материалов. По сравнению с производством порошковых добавок с использованием лазерного или электронного луча в качестве источника тепла, стоимость процесса сварки значительно снижается. Также устройство обеспечивает возможность подачи проволоки с разными скоростями.  Основная скорость проволоки, выходящей через тарелку, регулируется сварочным комплексом, и дополнительно скорость подачи присадочной проволоки регулируется посредством предлагаемого устройства.