RU2172661C1 - Device for arc multi-electrode welding - Google Patents
Device for arc multi-electrode weldingInfo
- Publication number
- RU2172661C1 RU2172661C1 RU2000106948/02A RU2000106948A RU2172661C1 RU 2172661 C1 RU2172661 C1 RU 2172661C1 RU 2000106948/02 A RU2000106948/02 A RU 2000106948/02A RU 2000106948 A RU2000106948 A RU 2000106948A RU 2172661 C1 RU2172661 C1 RU 2172661C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- welding
- electrode
- welded
- common
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, для сварки угловых стыков труб прямоугольного сечения. The invention relates to mechanical engineering and can be used, for example, for welding corner joints of rectangular pipes.
Известен способ дуговой сварки (Идэ Эйдзо, Фудзимура Хароси, Иноуэ Хиронори, заявка N 63313674, Япония, от 21.12.88 г., РЖ 1.63.263П, 1990 г.), согласно которому сварку выполняют несколькими плавящимися электродами с образованием общей ванны. Проволоку каждого электрода подают с помощью индивидуального механизма через медную токоподводящую трубку. Все трубки собраны в пучок и электрически изолированы друг от друга. Питание каждого электрода производят автономно от отдельного источника тока. В середину пучка, не доходя до нижнего конца токоподводов, через такую же трубку подают защитный газ. Всю сборку трубок помещают в окружающее их сопло для формирования потока газа, защищающего сварочную ванну от воздуха. В результате обеспечивается высокая производительность процесса сварки, улучшается формирование шва и снижается расход защитного газа. Но известный способ усложняет оборудование из-за необходимости автономного питания каждого электрода от отдельного источника питания. There is a known method of arc welding (Ide Eijo, Fujimura Haroshi, Inoue Hironori, application N 63313674, Japan, 12/21/88, RJ 1.63.263P, 1990), according to which welding is performed by several melting electrodes with the formation of a common bath. The wire of each electrode is fed using an individual mechanism through a copper current supply tube. All tubes are bundled and electrically isolated from each other. The power of each electrode is produced independently from a separate current source. In the middle of the beam, before reaching the lower end of the current leads, shielding gas is supplied through the same tube. The entire tube assembly is placed in a nozzle surrounding them to form a gas stream that protects the weld pool from air. As a result, high productivity of the welding process is ensured, weld formation is improved, and shielding gas consumption is reduced. But the known method complicates the equipment due to the need for autonomous power supply of each electrode from a separate power source.
Известен также способ многоэлектродной дуговой сварки (Казаков Ю.В., Акимов А.В., авторское свидетельство СССР N 1779504 от 02.01.91 г.), согласно которому выполняют сварку преимущественно тонколистовых конструкций несколькими электродами. Сварочное напряжение подается одновременно на все электроды, и перед началом сварки включают поперечное магнитное поле на дуговых промежутках. Сварка ведется по заданной программе. Для этого последовательно зажигают дугу на очередном электроде путем отключения на нем поперечного магнитного поля. При сварке по этому способу за счет применения нескольких электрически соединенных между собой электродов и управления зажиганием дуги путем коммутации слаботочных цепей упрощается конструкция сварочной головки и экономится электроэнергия. Однако этот способ при сварке коротких швов, например ферменных конструкций из труб прямоугольного сечения, требует перемещения электродов после окончания сварки каждого шва на новый участок стыка деталей и повторной настройки электродов на стык. Это повышает трудоемкость процесса сварки. There is also known a method of multi-electrode arc welding (Kazakov Yu.V., Akimov A.V., USSR author's certificate N 1779504 dated 02.01.91), according to which mainly thin-sheet structures are welded with several electrodes. Welding voltage is applied simultaneously to all the electrodes, and before starting welding, the transverse magnetic field at the arc gaps is turned on. Welding is carried out according to a given program. To do this, the arc is sequentially ignited on the next electrode by turning off the transverse magnetic field on it. When welding according to this method, by using several electrodes electrically interconnected to each other and controlling the ignition of the arc by switching low-current circuits, the design of the welding head is simplified and energy is saved. However, this method when welding short seams, for example trusses from rectangular pipes, requires the movement of the electrodes after welding of each seam to a new section of the parts and re-setting the electrodes to the joint. This increases the complexity of the welding process.
Известен способ и устройство для дуговой сварки (Генри Томас Лейби, патент N 3114829, США от 17.12.1963 г.), который принят за прототип. По этому способу сварку ведут несколькими неплавящимися электродами, которые располагают последовательно вдоль свариваемого стыка. Электроды поочередно включают в сварочную цепь. Каждый электрод выполняет сварку одной точки, которые перекрывают друг друга. Для защиты металла сварочной ванны с лицевой и с обратной стороны стыка применяют камеру, заполненную защитным газом. Этот способ позволяет повысить производительность процесса сварки, но устройство для его осуществления имеет сложную конструкцию вследствие того, что на каждый электрод должен быть подведен отдельный силовой кабель, электроды требуется изолировать друг от друга и устройство должно быть снабжено силовым коммутатором сварочного тока. Кроме того, при сварке коротких швов каркасных конструкций, например из прямоугольных труб, устройство по прототипу так же, как и предыдущий аналог, потребует частой перестановки электродов и повторной иx настройки на новый стык деталей, что повысит трудоемкость процесса сварки. A known method and device for arc welding (Henry Thomas Leibey, patent N 3114829, USA from 12/17/1963), which is adopted as a prototype. According to this method, welding is carried out by several non-consumable electrodes, which are arranged sequentially along the welded joint. The electrodes are alternately included in the welding circuit. Each electrode performs welding of one point, which overlap each other. To protect the metal of the weld pool from the front and back of the joint, a chamber filled with protective gas is used. This method allows to increase the productivity of the welding process, but the device for its implementation has a complex structure due to the fact that a separate power cable must be connected to each electrode, the electrodes must be isolated from each other, and the device must be equipped with a welding current power switch. In addition, when welding short seams of frame structures, for example, from rectangular pipes, the prototype device, like the previous analogue, will require frequent rearrangement of the electrodes and repeated adjustment to a new joint of parts, which will increase the complexity of the welding process.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, - упрощение оборудования и повышение производительности процесса сварки. The technical problem solved by the proposed device is to simplify the equipment and increase the productivity of the welding process.
Предлагаемое устройство содержит защитную камеру с установленной в ней сварочной головкой, содержащей несколько последовательно установленных неплавящихся электродов, закрепленных в электрододержателях и подключенных к общему источнику питания сварочной дуги. В отличие от прототипа сварочная головка состоит из нескольких блоков сварочных электродов, электрически соединенных между собой. Блоки закреплены на изолированном от свариваемого изделия хомуте при помощи консолей с возможностью поворота относительно них и снабжены скобами для крепления электродов в общих электрододержателях. Количество блоков выбрано равным количеству швов в стыке деталей, свариваемых головкой. Количество электродов в каждом блоке определено из выражения
где L - длина шва, выполняемого данным блоком, мм;
dm - диаметр точки, свариваемой одним электродом за цикл его работы.The proposed device contains a protective chamber with a welding head installed in it, containing several series-mounted non-consumable electrodes fixed in electrode holders and connected to a common power source of the welding arc. Unlike the prototype, the welding head consists of several blocks of welding electrodes that are electrically connected to each other. The blocks are mounted on a clamp isolated from the item to be welded using consoles with the possibility of rotation relative to them and equipped with brackets for attaching the electrodes in common electrode holders. The number of blocks is chosen equal to the number of seams in the joint of parts welded by a head. The number of electrodes in each block is determined from the expression
where L is the length of the seam performed by this unit, mm;
d m is the diameter of the point welded by one electrode per cycle of its operation.
Каждый электрод снабжен соленоидом, торец сердечника которого расположен против рабочего конца электрода. Соленоиды закреплены в общих держателях и подключены к источнику их питания через устройство программной коммутации тока. Each electrode is equipped with a solenoid, the end of the core of which is located against the working end of the electrode. Solenoids are fixed in common holders and connected to their power source through a software current switching device.
Такая совокупность новых признаков с известными позволит повысить производительность процесса сварки конструкций с большим количеством коротких свариваемых стыков за счет того, что обеспечится возможность механизации этого процесса. В свою очередь эта возможность обеспечится упрощением конструкции устройства в связи с тем, что становятся ненужными токоподводы к каждому электроду и отпадает необходимость в коммутации сильноточных цепей. Such a combination of new features with the known ones will make it possible to increase the productivity of the process of welding structures with a large number of short welded joints due to the fact that it will be possible to mechanize this process. In turn, this feature will be provided by simplifying the design of the device due to the fact that current leads to each electrode become unnecessary and there is no need to switch high-current circuits.
Устройство иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид сверху; фиг. 4 - вид слева сварочной головки. The device is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 is a front view; in FIG. 3 is a top view; FIG. 4 is a left view of the welding head.
Предлагаемое устройство содержит защитную камеру 1 с установленной в ней сварочной головкой, состоящей из нескольких блоков 2 последовательно установленных неплавящихся сварочных электродов 13, подключенных к общему источнику питания 3 сварочной дуги. Блоки 2 электродов 13 электрически соединены между собой и закреплены на изолированном от свариваемого изделия хомуте 5 при помощи консолей 6,7,8 и 9 с возможностью поворота относительно них. Электроды 13 закреплены в общих электрододержателях 11 с помощью скоб 10. Каждый электрод 13 снабжен соленоидом 12, причем торец сердечника каждого соленоида 12 расположен против рабочего конца своего электрода 13. Соленоиды 12 закреплены в общих соленоидодержателях 14 и подключены к источнику 15 их питания через устройство 4 программной коммутации тока. Количество блоков 2 выбрано равным количеству швов в стыке деталей сварного узла 16, свариваемого головкой. Количество электродов 13 в каждом блоке 2 определено из выражения
где L - длина шва, выполняемого данным блоком, мм;
dm - диаметр точки, свариваемой одним электродом за один цикл его работы.The proposed device comprises a protective chamber 1 with a welding head installed in it, consisting of
where L is the length of the seam performed by this unit, mm;
d m is the diameter of the point welded by one electrode in one cycle of its operation.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. На свариваемом узле 16, например T-образном стыке двух труб прямоугольного сечения, устанавливают и фиксируют изолированный от узла 16 хомут 5. На нем при помощи консолей 6,7,8 и 9 закрепляют блоки 2 последовательно установленных неплавящихся, например вольфрамовых, электродов 13. Количество блоков 2 в составе сварочной головки выбирают равным количеству швов на стыке деталей свариваемого узла 16. Количество электродов 13 в каждом блоке 2 определяют из выражения
где L - длина шва, выполняемого данным блоком, мм;
dm - диаметр точки, свариваемой одним электродом за один цикл его работы.The proposed device operates as follows. On the
where L is the length of the seam performed by this unit, mm;
d m is the diameter of the point welded by one electrode in one cycle of its operation.
Выбор предела коэффициента в знаменателе этого выражения обусловлен тем, что при его значении менее 0,4 с обратной стороны шва не будет перекрытия точек, свариваемых каждым из электродов 13, а при значении более 0,8 точки будут почти полностью переплавляться повторно, что уменьшит производительность процесса. В обоих случаях понизится качество сварных швов. The choice of the coefficient limit in the denominator of this expression is due to the fact that when it is less than 0.4, there will be no overlap of the points welded by each of the
В блоках 2 электроды 13 закреплены в общих электрододержателях 11 с помощью скоб 10 и подключены к общему источнику питания 3 сварочной дуги, другой полюс которого подключен к свариваемому узлу 16. Все электроды 13 снабжены соленоидами 12, торцы сердечников которых располагают против рабочих концов электродов 13. Соленоиды 12 закреплены в общих соленоидодержателях 14 и подключены к отдельному источнику питания через устройство 4 программной коммутации тока. Блоки 2 закреплены на консолях 6,7,8 и 9 с возможностью поворота относительно них, что позволяет устанавливать электроды 13 под острым углом к поверхностям свариваемых деталей узла 16 в случае их таврового соединения (фиг. 2) или под прямым углом к этим поверхностям в случае стыкового соединения (фиг. 4). Сверху собранной из блоков 2 сварочной головки устанавливают защитную камеру 1, в качестве которой может быть использована любая камера известной конструкции, например жесткая камера из двух половин, снабженная уплотнениями в разъеме и по периметру охватываемых деталей, штуцерами для подвода защитного газа и вывода силовых и коммутирующих проводов. Камеру 1 заполняют, например, путем продувки, защитным газом, в качестве которого может быть взят аргон. Напряжение от источника питания 3 сварочной дуги подают одновременно на все электроды 13 всех блоков 2, электрически соединенных между собой. Одновременно через устройство 4 программной коммутации тока подают напряжение от источника питания 15 на все соленоиды 12, которые генерируют поперечное относительно осей электродов 13 магнитное поле, что препятствует зажиганию сварочных дуг. Устройство приведено в исходное состояние перед сваркой. In
Процесс сварки начинают, разрывая с помощью устройства 4 программной коммутации тока цепь питания одного из соленоидов 12. Против рабочего торца соответствующего электрода 13 прекратится воздействие поперечного магнитного поля, между торцом этого электрода и поверхностью свариваемого детали узла 16 возбудится сварочная дуга, которая будет гореть до тех пор, пока на этот соленоид 12 устройством 4 не будет подано напряжение от источника питания 15. За время горения дуги под электродом 13 сформируется сварная точка диаметром dm. Затем устройство 4 по заданной программе подает напряжение от источника питания 15 на данный соленоид 12 и выключит его на другом соленоиде 12. Цикл будет повторяться до тех пор, пока не сформируется сварная точка под последним из электродов 13 каждого блока 2. Точки взаимно перекроются, образуя сплошной сварной шов. Сварка может вестись без присадки или с присадочным материалом, заранее уложенным в стык деталей. В качестве устройствa 4 программной коммутации тока может быть применен любой известный коммутатор, собранный, например, из серийно выпускаемых шаговых искателей. Такое устройство коммутации может обеспечить любую последовательность возбуждения дуг с электродов 13, что позволит уменьшить напряжения в сварочном узле 16.The welding process is started by breaking off the power circuit of one of the
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает более простой конструкцией, поскольку не требует подключения отдельных силовых проводов к каждому электроду и не нуждается в изоляции электродов 13 и блоков 2 друг от друга. Коммутация зажигания дуг на электродах 13 производится в слаботочных цепях соленоидов 12, что упрощает конструкцию устройства 4 коммутации тока. Кроме того, с помощью предлагаемого устройства один сварщик может вести сварку сразу на нескольких стыках деталей свариваемого узла 16, в его функции будет входить только установка блоков 2 сварочных головок и защитных камер 1 на свариваемые стыки деталей, а также снятие их после сварки. Эти операции он может производить на одних стыках деталей в то время, когда на других стыках происходит сварка. В результате повысится производительность процесса. The proposed device in comparison with the prototype has a simpler design, because it does not require the connection of individual power wires to each electrode and does not need to isolate the
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает технический эффект и может быть изготовлено и применено с помощью известных в технике средств. Следовательно, предлагаемое устройство для дуговой многоэлектродной сварки обладает промышленной применимостью. Thus, the proposed device provides a technical effect and can be manufactured and applied using means known in the art. Therefore, the proposed device for multi-electrode arc welding has industrial applicability.
Claims (1)
где L - длина шва, выполненного данным блоком, мм;
dm - диаметр точки, свариваемой одним электродом за цикл его работы,
причем каждый электрод снабжен соленоидом, торец сердечника которого расположен против рабочего конца электродов, а соленоиды закреплены в общих держателях и подключены к источнику их питания через устройство программной коммутации тока.A device for multi-electrode arc welding, containing a protective chamber with a welding head installed in it with several non-consumable electrodes sequentially fixed in the electrode holders, connected to a common power source of the welding arc, characterized in that the welding head consists of several blocks of welding electrodes connected electrically to each other, the blocks are mounted on a clamp isolated from the product being welded by means of consoles with the possibility of rotation relative to them and equipped with For mounting electrodes in common electrode holders, the number of blocks is chosen equal to the number of seams in the joint of parts welded by a head, and the number of electrodes in each block is determined from the expression
where L is the length of the seam made by this unit, mm;
d m is the diameter of the point welded by one electrode per cycle of its operation,
moreover, each electrode is equipped with a solenoid, the end of the core of which is located against the working end of the electrodes, and the solenoids are fixed in common holders and connected to their power source through a software current switching device.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2172661C1 true RU2172661C1 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272699C2 (en) * | 2003-07-11 | 2006-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Multielectrode electric arc welding apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3114829A (en) * | 1961-11-10 | 1963-12-17 | Gen Electric | Arc welding method and apparatus |
| US3350534A (en) * | 1964-04-06 | 1967-10-31 | Gen Electric | Electrode holder |
| SU585928A1 (en) * | 1974-04-01 | 1977-12-30 | Предприятие П/Я Р-6476 | Arrangement for multielectrode arc welding |
| SU1316767A1 (en) * | 1984-12-18 | 1987-06-15 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of multiple-electrode welding |
| SU1349923A1 (en) * | 1986-04-24 | 1987-11-07 | Предприятие П/Я Р-6476 | Method of multihead welding with nonconsumable electrode |
| WO1997045227A1 (en) * | 1996-05-29 | 1997-12-04 | Fronius Schweissmaschinen Kg Austria | Wire-guiding elements for a plurality of approximately mutually parallel welding wires for a welding torch |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3114829A (en) * | 1961-11-10 | 1963-12-17 | Gen Electric | Arc welding method and apparatus |
| US3350534A (en) * | 1964-04-06 | 1967-10-31 | Gen Electric | Electrode holder |
| SU585928A1 (en) * | 1974-04-01 | 1977-12-30 | Предприятие П/Я Р-6476 | Arrangement for multielectrode arc welding |
| SU1316767A1 (en) * | 1984-12-18 | 1987-06-15 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of multiple-electrode welding |
| SU1349923A1 (en) * | 1986-04-24 | 1987-11-07 | Предприятие П/Я Р-6476 | Method of multihead welding with nonconsumable electrode |
| WO1997045227A1 (en) * | 1996-05-29 | 1997-12-04 | Fronius Schweissmaschinen Kg Austria | Wire-guiding elements for a plurality of approximately mutually parallel welding wires for a welding torch |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272699C2 (en) * | 2003-07-11 | 2006-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Multielectrode electric arc welding apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW458843B (en) | Method of pipe welding | |
| JP2007513779A (en) | Welding unit and welding method combining at least two separate welding processes | |
| JPH11509477A (en) | Enhanced laser beam welding | |
| NO782792L (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR IMPULSE WELDING WITH INTERMITTING WIRE FEEDING | |
| CN1050554C (en) | Ignition method for electric arc-welding | |
| RU2172661C1 (en) | Device for arc multi-electrode welding | |
| RU99102179A (en) | METHOD FOR PRODUCING A WELDED JOINT | |
| US4233489A (en) | Method of and device for plasma MIG-welding | |
| RU96112780A (en) | METHOD FOR IGNITING A WELDING ARC | |
| JPS60210370A (en) | Tig multielectrode torch | |
| JPS5820373A (en) | Narrow gap welding method and device | |
| JPH09256637A (en) | Automatic arc welding equipment for rebar | |
| JPH0415407A (en) | Sheathed glow plug | |
| RU97105016A (en) | METHOD FOR MAKING A WELDED-BRAZED STRUCTURE | |
| SU1437173A1 (en) | Method of arc spot welding | |
| JP2000153397A (en) | Arc welding jig for cruciform joint | |
| JPS5970469A (en) | Dc arc welding device | |
| US2806126A (en) | Arc welding apparatus | |
| JPS61186171A (en) | Control method of tig arc welding device | |
| WO1987004956A1 (en) | Method of electroslag welding | |
| JPH10109174A (en) | Two pole variable welding torch nozzle | |
| RU2272699C2 (en) | Multielectrode electric arc welding apparatus | |
| SU859070A1 (en) | Method of exciting arc at automatic welding by non-meltable electrode | |
| RU97119419A (en) | ELECTRIC ARC WELDING METHOD | |
| JP2007237247A (en) | Welding torch assembly, and method for using the same |