ПЛАЗМОТРОН ДЛЯ СВАРКИ ПРОТЯЖЕННЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовано для сварки протяженных стыковых соединений плоских деталей в виде панелей.
Известен плазмотрон (патент РФ №1510234 МКП В23К 9/16) для сварки, содержащий катододержатель, в которой закреплен катод с активной вставкой. Внутри катододержателя с возможностью продольного перемещения установлена трубка подачи охлаждающей жидкости. Торец указанной трубки выполнен с вырезами на боковой стенке для прохода жидкости и установлен в контакте с внутренней торцевой поверхностью катода. Отличительной чертой данного плазмотрона является возможность снижения точности изготовления деталей плазмотрона. Трубка для подачи охлаждающей жидкости подпружинена относительно катода, а катод с катододержателем соединены по конусной посадке.
При использовании данного плазмотрона для сварки протяженных стыковых соединений плоских изделий в виде панелей из алюминиевых
сплавов наблюдается перегрев активной вставки в зоне активного пятна дуги и ее частое разрушение с образованием металлических включений в металле шва.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому плазмотрону является плазмотрон для сварки соединений алюминиевых сплавов, содержащий корпус, электрододержатель с электродом, плазмообразующее сопло, держатель сопла с системой его водяного охлаждения и сопло для газовой защиты свариваемого металла (Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./ Редкол: Г.А.иколаев (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1978. T.1. С.455, рис.103в).
Использование данного плазмотрона для сварки соединений алюминиевых сплавов сопряжено с необходимостью проведения процесса на обратной полярности. В этом случае реализуется катодное распыление оксидной пленки на свариваемых деталях. Однако, при сварке на обратной полярности интенсивно перегревается вольфрамовый электрод и имеет место загрязнение металла шва частицами вольфрама.
Кроме того, упомянутый электрод не обеспечивает качественной защиты металла шва, особенно, при выполнении соединений алюминиевых сплавов, легированных литием.
Предлагаемый плазмотрон обеспечивает повышение качества сварных соединений за счет надежной газовой защиты металла шва и предупреждения загрязнения металла шва частицами вольфрама.
Технический результат, на достижение которого направлена данная полезная модель, обеспечивается путем закрепления электрододержателя с электродом в катодном блоке, плазмообразующего сопла с системой его охлаждения - в анодном блоке, между катодным и анодным блоками установлена изоляционная проставка с каналом для подвода плазмообразующего газа, а к анодному блоку со стороны свариваемого изделия прикреплена микрокамера с четырьмя роликовыми опорами.
Подробнее сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
- на фиг.1 показана в разрезе конструкция плазмотрона для сварки протяженных стыковых соединений плоских изделий в виде панелей;
- на фиг.2 - схема подключения плазмотрона к источникам питания дуги;
- на фиг.3 - внешний вид заявляемого плазмотрона.
Заявляемый плазмотрон (фиг.1) содержит вольфрамовый электрод 1, закрепленный в электрододержателе 2. Фиксация электрода 1 осуществляется в электрододержателе 2 за счет разрезной шайбы 3 и гайки 4.
Электрододержатель 2 с электродом 1 закреплен в катодном блоке 5. В катодном блоке 5 высверлен канал 6 для подвода охлаждающей воды. Подача охлаждающей воды в катодный блок 5 осуществляется через штуцер 7.
К катодному блоку 5 прикреплена изоляционная проставка 8, в которой выполнен канал для подачи плазмообразующего газа. В канал вставлен штуцер 9.
К изоляционной проставке 8 прикреплен анодный блок 10. Катодный блок 5, изоляционная проставка 8 и анодный блок 10 объединены в единый корпус с помощью шпилек 11, которые изолированы от катодного блока 5 изоляционными втулками 12.
В анодном блоке 10 выполнен канал 13 для отвода охлаждающей воды от узла крепления 14 плазмообразующего сопла 15. Отвод охлаждающей воды производится через штуцер 16. На узле крепления 14 плазмообразующего сопла 15 закреплен рассекатель 17 плазмообразующего газа. Каналы 6 и 13 соединены между собой переходным каналом 18.
К анодному блоку 10 со стороны свариваемого изделия через изоляционные вкладыши 19 прикреплена защитная микрокамера 20. Микрокамера 20 прикреплена к анодному блоку 10 шпилькой 21, которая
изолирована от катодного блока 5 изоляционной втулкой 22. Защитный газ в микрокамеру поступает через штуцер 23.
Микрокамера 20 в процессе сварки опирается на поверхность свариваемого изделий на четыре ролика 24. Для наблюдения за процессом сварки в микрокамере 20 выполнен колодец 25 со светофильтром для защиты от излучения дуги.
Заявляемый плазмотрон работает следующим образом. Перед сваркой плазмотрон размещается на поверхности свариваемой панели с опорой на ролики 24. В плазмотрон через штуцер 9 подается плазмообразующий газ, который через рассекатель 17 поступает внутрь плазмообразующего сопла 15. Через штуцер 23 в микрокамеру 20 поступает защитный газ.
Через штуцер 7 в катодный блок 5 и анодный блок 10 поступает охлаждающая вода.
Затем производится зажигание дежурной дуги между электродом 1 и плазмообразующим соплом 15. Дежурная дуга горит на прямой полярности, что обеспечивает высокую стойкость вольфрамового электрода в процессе сварки и предотвращение загрязнения шва включениями вольфрама (фиг.2). После возбуждения дежурной дуги осуществляется зажигание основной дуги между плазмообразующим соплом 15 и свариваемой деталью 26. Основная дуга горит на обратной полярности, что обеспечивает надежное катодное распыление оксидной пленки на поверхности свариваемого изделия.
В случае горения основной дуги на обратной полярности между вольфрамовым электродом 1 и свариваемой деталью на электроде 1 в зоне активного пятна дуги выделяется значительное количество тепловой энергии. В результате этого происходит перегрев электрода 1 и расплавление части Егор материала в зоне активного пятна дуги. Частицы вольфрама электрода 1 через дуговой промежуток поступают в расплавленную сварочную ванну и при кристаллизации образуют металлические включения в металле шва.
Изоляционная проставка 8 предотвращает образование короткого замыкания между катодным блоком 5 и анодным блоком 10. Чрез штуцер 9 в
зону горения дуги (во внутреннюю часть плазмообразующего сопла) поступает плазмообразующий газ.
После зажигания основной дуги и установки рабочего значения сварочного тока, плазмотрон перемещается вдоль стыка свариваемых деталей при вращении роликов 24. Опоры 24 обеспечивают в процессе сварки постоянство расстояния между срезом плазмообразующего сопла 15 и поверхностью свариваемой детали.
Через колодец 25, сориентированный на сварочную ванну и срез плазмообразующего сопла, осуществляется наблюдение за формированием сварного шва.
Внешний вид плазмотрона для сварки протяженных панелей обшивки вагонов - рефрижераторов представлен на фиг.3.
Использование заявляемого плазмотрона в производстве позволило обеспечить качественное формирование соединений панелей обшивки рефрижераторов, и снизить в 8...12 раз количество соединений, имеющих включения вольфрама.