сварочная головка для сварки и наплавки изделий в среде защитного газа

Формула изобретения

Сварочная головка для сварки и наплавки изделий в среде защитного газа, содержащая удлиненный наконечник и шаровой подшипник, удлиненный наконечник выполнен в виде двуплечего рычага со сферической втулкой между плечами, на одном конце наконечника закреплен элемент для поворота, внутри которого находится канал для подачи защитного газа, а на другом конце расположена рабочая часть сварочного электрода, отличающаяся тем, что шаровой подшипник образован корпусом и крышкой, в шаровом подшипнике установлена сферическая втулка, а наконечник установлен во сферической втулке с возможностью продольного перемещения и снабжен подпружиненным фиксатором зазора между рабочим концом электрода и свариваемым изделием, фиксатор выполнен в виде втулки, наружная поверхность которой контактирует с расточкой в крышке шарового подшипника и определяет траекторию перемещения рабочего конца электрода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электродуговой сварке и наплавке с использованием защитных газов и неплавящегося электрода в труднодоступных местах.

Известно устройство для сварки кольцевых швов по а.с. СССР 140929, В 23 К 9/16, В 23 К 37/00 от 24.02.61 г. Оно предназначено для приварки патрубков к плоским изделиям в среде защитного газа и содержит поворотный мундштук для направления электрода и гибкий приводной вал.

Известное устройство не содержит средств для регулирования положения электрода при зажигании и горении дуги, что отрицательно сказывается на качестве сварного шва.

Известно также устройство для вибродуговой наплавки цилиндрических изделий по а.с. СССР 114270, В 23 К 9/04, В 23 К 9/30 от 10.12.56 г., которое состоит из электрододержателя с электродом и механизма перемещения электрода относительно изделия.

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, так как электрододержатель укреплен внутри пустотелого вала с резьбой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является сварочная головка для сварки и наплавки цилиндрических изделий в среде защитного газа, содержащая удлиненный наконечник, выполненный в виде двуплечего рычага со сферическим шарниром между плечами, причем на одном конце наконечника закреплен элемент для поворота, внутри которого находится канал для подачи защитного газа, а на другом конце расположена рабочая часть сварочного электрода (см. описание изобретения а.с. СССР 125635, В 23 К 9/04, В 23 К 9/12 от 07.05.59 г.).

Известная сварочная головка неудобна в работе, так как она установлена стационарно, а наплавляемое изделие вращается и перемещается относительно этой головки. Этот недостаток особенно проявляется при наплавке сварных швов в труднодоступных местах стационарно установленных изделий, когда требуется высокое качество этих работ.

Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение удобства пользования сварочной горелкой, повышение качества сварки за счет стабильности зажигания и горения дуги. Эта задача решается благодаря тому, что в известной сварочной головке для сварки и наплавки изделий, содержащей удлиненный наконечник, выполненный в виде двуплечего рычага со сферическим шарниром между плечами, у которого на одном конце закреплен элемент для поворота с каналом для подачи защитного газа, а на другом конце расположена рабочая часть сварочного электрода, корпус наконечника установлен в сферической втулке шарнира с возможностью продольного перемещения и снабжен подпружиненным фиксатором зазора между рабочим концом электрода и свариваемым изделием, а фиксатор выполнен в виде втулки, наружная поверхность которой контактирует с расточкой шарового подшипника и определяет траекторию перемещения электрода.

Такое выполнение сварочной головки позволяет перемещать наконечник вдоль оси, достигая неудобного места сварки, обеспечивает зажигание дуги путем преодоления силы пружины фиксатора и приведения в электрический контакт электрода со свариваемым изделием, а затем дает возможность автоматически установить за счет упругости пружины рабочий зазор между электродом и свариваемым изделием и направлять рабочий конец электрода по заданной траектории, что обеспечивает стабильность качества.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемой сварочной головки; на фиг.2 - вид по стрелке А с показом четырех положений элемента для поворота конца электрода.

Удлиненный наконечник 1 установлен в сферической втулке 2 шарнира с возможностью продольного перемещения так, что он образует двуплечий рычаг, концы которого способны выполнять заданную траекторию. Внутри наконечника 1 установлен электрод 3, а его рабочая часть выступает из наконечника и свободно опирается на опору 4. На приводном конце наконечника закреплен элемент 5 для поворота, например рукоятка для случая ручной сварки. Внутри элемента 5 находятся токоподвод 6 с каналами для подачи и отвода охлаждающей воды и канал 7 для подачи защитного газа.

Сферическая втулка 2 установлена в корпусе 8 с крышкой 9, образующих шаровой подшипник. На выступе 10 корпуса подшипника имеется резьба или другое посадочное место для установки на обрабатываемом изделии.

На корпусе наконечника 1 между сферической втулкой 2 и рукояткой 5 установлен фиксатор 11 с пружиной 12. Фиксатор 11 крепится с помощью винта 13 на заданном расстоянии, требуемом для сварки изделия. Фиксатор 11 выполнен в виде втулки, наружная поверхность которой контактирует с расточкой в крышке шарового подшипника в точке "а" и определяет траекторию перемещения рабочего конца электрода. Траектория перемещения рабочего конца электрода может быть различной: окружность, эллипс и т.д.; расточка в крышке 9 подшипника выполнена соответственно.

На фиг.1 фиксатор 11 изображен с двумя различными наружными диаметрами и выточками для пружины 12 на обоих торцах. Поэтому фиксатор 11 может быть переустановлен для изменения траектории (диаметра) сварного шва при одном и том же соотношении плеч двуплечего рычага. Сварочная головка может иметь несколько сменных фиксаторов с различными наружными диаметрами. Пружина 12 в свободном состоянии образует зазор "е₁" между торцом фиксатора и сферической втулкой 2, который обеспечивает установку рабочего зазора "е₂".

Работа сварочной головки поясняется на примере обварки труб 14 в трубной доске 15 теплообменника без добавления присадочного материала через технологические отверстия в крышке 16 теплообменника.

Для обварки трубы 14 в трубной доске 15 сварочную головку устанавливают в технологическом отверстии крышки и настраивают длину плеч двуплечего рычага установкой фиксатора 11 и закрепляют его винтом 13. Включают подачу газа и нажатием на пружину 12 приводят в соприкосновение рабочий конец электрода со свариваемым изделием для зажигания дуги. Отпускают пружину 13, при этом между рабочим концом электрода и свариваемым изделием образуется зазор "е₂" для стабильного горения дуги. Элементом 5 (рукояткой) производят поворот короткого плеча рычага по стрелкам "в" (см. фиг.2). При этом фиксатор своей наружной поверхностью обкатывается по расточке шарового подшипника с контактом в одной точке и обеспечивает перемещение рабочего конца электрода по траектории "с".