CZ20004253A3 - Způsob zlepšení kvality operací sváření tavením a zařízení pro sváření tavením - Google Patents

Description

Způsob zlepšení kvality operací sváření tavením a zařízení pro sváření tavením

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu zlepšení kvality 5 operací sváření tavením, ve kterých je ochranný plyn přiváděn k místu svaru hadicovým vedením. Vynález se rovněž týká zařízení pro sváření tavením.

Dosavadní stav techniky

Při sváření hliníku tavením se vyskytuje množství problémů s kvalitou, specifických pro materiál, které vedou na velké náklady při opravách. Hlavní a nejrozšířenější problém vzniká v důsledku přítomnosti poréznosti ve svarovém spoji. Hlavní příčinou poréznosti je to, že vodík, H₂, se ¹⁵ snadno rozpouští v kapalném hliníku. Tento rozpuštěný vodík se akumuluje a tvoří plynové bublinky ve ztuhlém kovu, čímž vzniká poréznost ve svarovém spoji, která snižuje pevnost svaru. Ve svářeném kovu je tedy žádoucí docílit tak málo poréznosti, jak jen je možné.

Nejběžnějšími zdroji vodíku jsou vlhkost, nečistoty, olej a tuk, které přicházejí do kontaktu s roztaveným kovem během svařování. Svařování by tudíž mělo probíhat za čistých a suchých podmínek. Navzdory té skutečnosti, že již byly provedeny pokusy dosáhnout podmínek, které dosahují co největšího sucha, nebylo doposud možné překonat poré.znost ve svarovém spoji, způsobenou vlhkostí.

Předkládaný vynález je založen na znalosti, že přispívající příčinou takové poréznosti, vyplývající z vlhkosti, může být kondenzát, který se z různých důvodů ftft · «·· ·♦ ftft ftft « · · * · · · · · · • ftft ftft · · · · · • · · · · · · · · · • · ftftftft ftft • ft ftftft ftft ftftftft ftft · vytváří na vnitřku hadic pro ochranný plyn a svařovacích pistolí. Tato vlhkost je potom dopravována dopředu ochranným plynem k lázni ve svarovém spoji. Provedené testy rovněž potvrdily tento předpoklad.

Při jiných operacích sváření, jako je svařování nerezové oceli, titanu, vysokolegované nerezové oceli, niklové oceli a hořčíku, vznikají problémy, kromě jiného s oxidací, které je obtížné v krátkosti vysvětlit. Se znalostmi, které byly získány při vývoji předkládaného vynálezu, se postupně ukázalo, že tyto problémy mohou být rovněž způsobovány nečistotami, které pocházejí z vnitřku hadice na ochranný plyn a jsou přiváděny k lázni tokem plynu. Takové nečistoty mohou sestávat z kyslíku a také vlhkostí, která proniká dovnitř skrz stěny hadic použitých pro tok ochranného plynu. Jiné nečistoty, přítomné v hadicích, mohou rovněž ovlivnit kvalitu svařování.

Hlavním cílem předkládaného vynálezu je vytvořit techniku, která podstatně omezí zhoršování kvality, ke kterému dochází při svařování tavením, využívajícím ochranný plyn, v důsledku nečistot přinášených ochranným plynem z vnitřku hadic pro ochranný plyn.

Podstata vynálezu

Podle předkládaného vynálezu je shora uvedeného cíle dosaženo prostřednictvím té skutečnosti, že se zajistí, aby skrz ochranou hadici protékal malý proplachovací tok plynu, dokonce i když je normální průtok ochranného plynu uzavřen. Tímto způsobem se zabrání vlhkosti v kondenzování na vnitřku hadice a dalším nečistotám je zabráněno v akumulování na vnitřku hadice, když je uzavřen průtok ochranného plynu.

0000 00 00

0 0 0 0 0

0000 0 0 ·

Obzvláště charakteristické znaky způsobu a zařízení podle předkládaného vynálezu jsou definovány v patentových nárocích 1 a 6. Další znaky vynálezu jsou definovány v přidružených závislých nárocích.

Předkládaný vynalez bude podrobněji popsán mze prostřednictvím provedení zařízení podle vynálezu a s odkazy na schematické znázornění na připojeném výkresu.

Přehled obrázků na výkrese

Obr.l znázorňuje schematické uspořádání zařízení podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna plynová láhev i obsahující 15 plyn nebo směs plynů pro použití jako ochranného plynu při operaci sváření. Tímto plynem může být, například, netečný plyn nebo směs plynů nebo může zahrnovat dusík. Zejména v případě svařování hliníku je důležité, aby byl zajištěn nízký obsah vlhkosti plynu nebo směsi plynů.

Na obrázku je dále znázorněn redukční ventil 2., který je spojen hadicí 3. na ochranný plyn se solenoidovým ventilem 4., který je obvykle řízen prostřednictvím svařovací pistole spojené s ventilem. Solenoidový ventil je obvykle kombinován s jednotkou pro přivádění drátu.

²⁵

Na začátku operace sváření je spuštěna svařovací pistole a potom je otevřen solenoidový ventil 4_, takže ochranný plyn může protékat směrem k lázni. To znamená, že ochranný plyn protéká pouze během a ve spojení se samotným svářením. Když svařování právě neprobíhá, je tedy tok ochranného plynu uzavřen. Důsledkem toho je, že v závislosti • 00« • 0

na' okolí a teplotních podmínkách, převažujících v prostorách, ve kterých je zařízení uloženo mezí operacemi sváření, bude možné, aby ve větší či menší míře docházelo ke kondenzaci na vnitřku hadice pro ochranný plyn a ve svařovací pistoli.

Vlhkost a plyny, jako je kyslík, mohou rovněž pronikat dovnitř skrz stěnu hadice a mohou se akumulovat na jejím vnitřku. Když je potom opětovně započato svařování, budou vlhkost a další nečistoty na vnitřku hadice pro ochranný plyn dopravovány k lázni prostřednictvím toku ochranného plynu.

Jak bylo zmiňováno výše, vlhkost tvoří zdroj porézností ve svarovém spoji, zejména v případě svařování hliníku, a kyslík zase způsobuje nežádoucí oxidaci svařovaného kovu.

Ve znázorněném provedení bylo paralelně se solenoidovým ventilem zapojeno obtokové vedení 5. s ventilem

q. Ventil 6 může být nastaven tak, že malý průtok ochranného plynu vždy prochází skrz obtokové vedení, což znamená, že je dosaženo kontinuálního toku skrz hadici 3 pro ochranný plyn a skrz svařovací pistoli, dokonce i když ochranný plyn právě neprotéká skrz solenoidový ventil 4.. Tento proplachovací tok plynu brání vlhkosti a dalším nečistotám, aby se. akumulovaly na vnitřním povrchu hadice 3. pro ochranný plyn během té doby, ve které je zařízení neaktivní. Takové nečistoty by jinak byly přivedeny do lázně při následující operaci sváření.

Ventil 6, může sestávat z pevné škrtící klapky nebo ²⁵ regulačního ventilu, který, pokud je to žádoucí, může být řízen v závislosti na otevření a uzavření solenoidového ventilu 4.. Proplachovací průtok plynu může být řádově, například, 1 1/min a může protékat jak skrz hadici pro ochranný plyn tak i skrz svařovací pistoli. Když je pro svařování použito to, co je známo jako ochrana kořene svaru,

Φ Φ «φφφ φ φ φ • φ φφφ φ φ · φ φ · φφ φφφ φ φ φφ φφφ· může proplachovací tok plynu rovněž protékat skrz přidružené hadicové vedení.

Namísto použití obtokového vedení 5. může být samotný solenoidový ventil A vytvořen s průchodem pro proplachovací c ₀ tok plynu, který protéká dokonce i když je hlavní průchod solenoidového ventilu uzavřen.

Princip podle předkládaného vynálezu může být použit při všech typech operací svařování tavením bez ohledu na materiálové kombinace určené ke svařování.

Proplachovací tok plynu výhodně sestává ze stejného plynu nebo směsi plynů jako tok ochranného plynu. Je ale samozřejmě možné použít samostatný zdroj proplachovací plynu, pokud je to žádoucí. Proplachovací plyn by měl být výhodně netečné povahy, ale pro některé aplikace může rovněž sestávat z dusíku. Zejména v případě svařování hliníku je důležité, aby byl zajištěn nízký obsah vlhkosti plynu nebo směsi plynů. Při jiných aplikacích, jako je například svařování nerezové oceli a podobně, může být větší požadavek na to, aby proplachovací plyn měl nízký obsah kyslíku.

Plyn může být připraven smíchaný nebo může být směšován prostřednictvím směšovače. Může být uchováván v tlakovém kontejneru, jako je plynová láhev, nebo v kapalné formě v tlakové nádrži.

Zastupuje :

β

2WC — W-FZ

1 |Ο· ‘ · · ·♦ · · I ·

9 9 4 9 9 9 4 4 99

44949 44 9 99 4

9 4 9 4 4 4 4 4 4 4

4 9 9 4 4 4 4 4

944 44 4999 94 944

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zlepšení kvality operací sváření tavením, ve kterých je ochranný plyn přiváděn k místu svařování přes hadicové vedení, vyznačující se tím, že množství nečistot přinášených tokem ochranného plynu z vnitřku hadice pro ochranný plyn a přiváděných k místu svařování se omezí prostřednictvím toho, že se zajistí, aby skrz hadici pro ochranný plyn nebo skrz podstatnou část její délky procházel malý proplachovací průtok plynu, když je normální průtok ochranného plynu uzavřen.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok ochranného plynu rovněž prochází skrz svařovací pistoli připojenou k hadici pro ochranný plyn.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pro uvedený proplachovací tok plynu se použije stejný plyn nebo směs plynu jako pro tok ochranného plynu.
4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že pro tok proplachovacího plynu se použije netečný plyn nebo směs plynů a/nebo dusík.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se realizuje při svařování hliníku tavením, a že se pro proplachovací tok plynu použije plyn nebo směs plynů s nízkým obsahem vlhkosti.
6. 6. Zařízení pro sváření tavením, které zahrnuje řídící ventil (4) pro přivádění ochranného plynu k místu svařování přes hadicové vedení, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředky (5, 6) umožňující malému kontinuálnímu proplachovacímu toku plynu obtékat řídící ventil (4), když je •0 0000

   0 · 0 <0

   0 0 0 *0 0 0 0

   T.2W0-W7

   0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0

   0 * 0 0 0 0 00 0000 »0 ··· tento ventil uzavřen, a procházet skrz hadici (3) pro ochranný plyn nebo skrz podstatnou část její délky pro snížení množství nečistot přinášených tokem ochranného plynu z vnitřku hadice (3) pro ochranný plyn a přiváděných k lázni,

   5 když je řidiči ventil otevřen.
7. 7. Svařovací zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že řídícím ventilem je solenoidový ventil (4) zapojený do hadice (3) pro ochranný plyn, a že zařízení zahrnuje obtokové vedení (5), které je zapojeno paralelně se solenoidovým ¹⁰ ventilem (4) a má regulační uspořádání (6) pro proplachovací tok plynu.
8. 8. Svařovací zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že regulační uspořádání (6) zahrnuje regulační ventil nebo

   25 škrtící klapku.
9. 9. Svařovací zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že proplachovací tok plynu sestává ze stejného plynu nebo směsi plynů jako tok ochranného plynu.
10. 10. Svařovací zařízení podle kteréhokoliv z nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že zahrnuje samostatný zdroj proplachovacího plynu.