Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3895
.pdf
Сварочная дуга, поддерживаемая между заготовкой и электродом в водородной атмосфере, обладает
специфическими свойствами и характерно отличается от любой другой сварочной дуги, с которой мы
знакомы. Как указывалось ранее, при использовании постоянного тока и подключении положительной
стороны сварочной цепи к обрабатываемой детали таким образом, чтобы кратер дуги находился в металле
детали, стабильная дуга может поддерживаться непрерывно при условии, что напряжение зажигания
сварочной цепи превышает 120 вольт.
Как уже указывалось ранее, для обеспечения возможности легкого поддержания дуги, значительной
регулировки ее длины и использования как непокрытых, так и покрытых флюсом электродов, в коммерческих
целях мы предпочитаем использовать сварочную цепь с напряжением зажигания от 180 до 200 вольт.
Поддержание сварочной дуги между заготовкой и электродом в водородной атмосфере значительно
повышает скорость и эффективность сварки по сравнению с дуговой сваркой на воздухе. Нагрев
обрабатываемой детали происходит не только за счет прямого воздействия дуги, но и за счет водородной
атмосферы, что значительно усиливает тепловой эффект по сравнению со сварочной дугой на воздухе. Тот
факт, что дуга поддерживается между расплавленным металлом и электродом, по-видимому, является
преимуществом, позволяющим поддерживать стабильную дугу в водородной среде, особенно в тех случаях,
когда работа выполняется на положительном электроде или аноде. Поскольку кратер находится в зоне
действия дуги, большая часть тепла, выделяемого в результате прямого воздействия дуги, также находится в
зоне действия дуги. Размеры кратера сварочной дуги в водороде примерно вдвое превышают размеры
кратера в воздухе.
В расплавленном металле происходит прямое воздействие потока горячего водорода, и, вероятно, водород
также непрерывно контактирует с расплавленным металлом за счет диффузии. Расплавленный металл
поглощает большое количество водорода в той или иной форме, о чем свидетельствует поток пузырьков,
поднимающийся с поверхности расплавленного металла на краю кратера.
Этот заключенный в пленку газ выделяется непосредственно перед затвердеванием металла, и, таким
образом, осажденный металл промывается этим газом непосредственно перед его затвердеванием.
Создаются такие условия, что удаляются последние следы кислорода, поступающие из окалины на
свариваемых пластинах, содержащиеся в пластинах в виде оксидов или внедренные в них, а осажденный
металл затвердевает в состоянии высокой чистоты.
При сварке стальных пластин мы заметили, что при заданном сварочном токе, когда дуга очень короткая,
например, порядка 1/16 дюйма в длину, металл в значительной степени переносится за счет прохождения
капель металла, и скорость наплавки, по-видимому, практически не зависит от небольших изменений длины
дуги. По мере увеличения длины дуги шарообразное осаждение в значительной степени исчезает, и дуга
становится все более похожей на чисто ионную дугу. Скорость осаждения увеличивается с увеличением
длины дуги и достигает максимума, когда длина дуги составляет примерно 3/1 дюйма. Дальнейшее
увеличение длины дуги не приводит к соответствующему увеличению скорости осаждения, а, наоборот,
скорость осаждения падает почти до нуля, когда длина дуги достигает примерно 1/2 дюйма. Шарик металла
может перекрывать расстояние между электродом и обрабатываемой деталью только при коротких дуговых
разрядах. При любой заданной длине дуги скорость наплавки может регулироваться путем изменения
сварочного тока.
Поскольку можно использовать дугу большой длины без повреждения наплавляемого металла, оператор
имеет широкий диапазон регулировки электрических условий в соответствии с выполняемой работой. Кроме
того, при ручной или полуавтоматической сварке с практически постоянной скоростью подачи электрода
оператор может контролировать скорость наплавки, просто изменяя длину дуги.
На рис. 1 показано появление так называемой ионной дуги при сварке стали в водороде с положительным
зарядом на заготовке. По всей видимости, эта область состоит из четко выраженного дугового ядра 20,
которое выглядит как яркая узкая полоса, исходящая от кончика электрода и заканчивающаяся в кратере.
Конец полосы, прилегающий к кратеру, непрерывно проходит по его поверхности. Сердцевина дуги имеет
белый раскаленный вид и покрыта тонкой оболочкой красного цвета.
Вокруг этой основной части дуги, по которой протекает ток, или ее ядра, имеются четко выраженные
стримеры 21, которые, по-видимому, начинаются в практически перпендикулярном направлении от самой
горячей точки на кончике электрода и заканчиваются где-то на краях кратера. Они имеют ярко-белый цвет и
выглядят так же, как следы альфа-частиц, выбрасываемых радиоактивными веществами. На рисунке 1
показано пламя неправильной формы, охватывающее выступающую часть электрода и конец дуги,
окружающий расплавленный металл изделия.
Эта пылающая оболочка содержит водород, часть которого сгорает в контакте с воздухом и содержит пары,
выходящие из кратера. Таким образом, атмосферный воздух исключается из дуги и расплавленной части
изделия, и металл, проходящий через дугу, а также расплавленный металл изделия не только защищены от
воздействия элементов атмосферного воздуха, но и подвергаются энергетическому восстановительному
действию.
Мы не стали подробно описывать механизм подачи электрода и конструкцию гибкой направляющей трубки,
показанные на рис. 1, поскольку эти детали хорошо известны в области дуговой сварки на воздухе.
Подобное устройство показано, например, в патентной заявке № 184141. В аппаратах такого типа оператор
вручную удерживает или направляет сварочное устройство или инструмент над свариваемой деталью, а
автоматическая система непрерывно подает металлический электрод от инструмента к детали для
поддержания дуги.
В таких устройствах скорость подачи электрода может регулироваться автоматически для поддержания
длины дуги практически постоянной. В упомянутой выше патентной заявке описываются устройства для
автоматического регулирования скорости подачи электрода в соответствии с электрической характеристикой
дуги, которая изменяется в зависимости от длины дуги. На иллюстрации показано устройство, в котором
подающие ролики электрода приводятся в движение электродвигателем, скорость вращения которого зависит
от напряжения на дуге. При увеличении напряжения дуги и её длительности двигатель вращает подающие
ролики быстрее, а при укорочении дуги — медленнее.
Таким образом, электрод подается через инструмент к обрабатываемой детали с необходимой скоростью,
чтобы поддерживать длину дуги практически постоянной. В процессе сварки оператор перемещает
инструмент над заготовкой, чтобы нанести металл вдоль линии свариваемого соединения. Для
преобразования подобного аппарата или аппарата, изображенного на рис. 1 и используемого аналогичным
образом, в полностью автоматическую машину, достаточно лишь обеспечить подходящие средства для
автоматического создания относительного перемещения между электродом и заготовкой вдоль линии
свариваемого соединения. Таким образом, электрод будет не только автоматически подаваться для
поддержания дуги, но и перемещение вдоль свариваемого шва также будет осуществляться автоматически.
Линия соединения, разумеется, может быть прямой или изогнутой.
При использовании схемы, показанной на рис. 1, для полуавтоматической сварки оператору не требуется
вступать в электрический контакт с токопроводящими частями инструмента подачи электрода, поскольку
части инструмента, удерживаемые в руке оператора, могут быть соответствующим образом изолированы.
Кроме того, постоянное напряжение порядка 200 вольт безвредно для оператора.
Мы использовали как сухой водород, так и невысушенный водород, полученный электролитическим путем,
который практически насыщен водяным паром, и получили совершенно успешные результаты.
На рис. 2 показана модификация сварочного инструмента, в которой водород подается в элемент 22,
закрепленный на элементе 23. Электрод и сопло подачи газа 24 снабжены отверстиями 25, через которые газ
выходит, охватывая дугу и воздействуя на обрабатываемую деталь, как описано выше.
На рис. 3 показана дальнейшая модификация, в которой гибкая направляющая трубка электрода 7, которая
может представлять собой металлический паронепроницаемый шланг, окружена гибкой изоляционной
трубкой, например, резиновой трубкой 26.
На этом рисунке проводник, под которым сварочный ток поступает к инструменту, а от инструмента – к
электроду, показан под номером 27.
Изолирующая трубка 26 служит для подачи газа к сварочному инструменту, а также для изоляции проводника,
по которому протекает ток, от заземления.
Корпус 28 инструмента и сопло 29 снабжены ребрами жесткости для облегчения охлаждения инструмента.
Отверстие 30 направляет газ через элемент 28. На рисунке показано, что элемент 31 надлежащим образом
ввинчен в элемент 28, а газ отводится через кольцевое отверстие 32 между элементами 29 и 31.
На рис. 4 показана дальнейшая модификация, в которой кожух 33 крепится к элементу 34 инструмента. Этот
колпак может быть изготовлен из любого подходящего материала, например, асбеста, и при желании для
целей наблюдения могут быть предусмотрены средства, например, кварцевая крышка 35.
Как показано на рис. 4, водород отводится через отверстия 36. Для облегчения заполнения вытяжного шкафа
водородом могут быть предусмотрены дополнительные отверстия 37, но эти дополнительные отверстия не
являются обязательными.
На рис. 5 схематически показана схема ручной сварки в водородной атмосфере. На этом рисунке электрод 11
показан в положении, когда он удерживается в держателе 38, как при обычной металлической или углеродной
дуговой сварке на воздухе.
Над свариваемой частью детали 8 устанавливается асбестовый кожух 39 с открытым верхом 40.
Водород подается внутрь вытяжного колпака 39 через соединение 41. Водород сгорает на небольшом
расстоянии над отверстием 40, которое предусмотрено в вытяжном колпаке, чтобы оператор мог
манипулировать электродом для зажигания и поддержания дуги. В качестве электрода может использоваться
либо металлический, либо углеродный электрод, как описано выше. Водородная атмосфера окружает дугу и
контактирует с расплавленной частью изделия, исключая воздействие атмосферного воздуха.
Конкретная схема, показанная на рис. 5, не столь экономична с точки зрения использования водорода, как
описанные ранее схемы, однако мы получили с помощью такого оборудования вполне качественные сварные
швы, а наплавленный металл является прочным и пластичным.
Хотя для зажигания и поддержания дуги в водородной атмосфере необходимо напряжение зажигания более
120 вольт, могут быть предусмотрены устройства, позволяющие поддерживать напряжение на относительно
низком уровне, за исключением случаев, когда электрод перемещается для начала сварки. Одна из таких
схем для системы постоянного тока показана на фиг. 5, где источником сварки обозначен генератор
постоянного тока 42, снабженный шунтирующей возбуждающей обмоткой 43 и последовательно намотанной
кумулятивной обмоткой 44. Один вывод генератора показан подключенным к затвору 8, а другой — к
электроду 11 через стабилизирующий резистор 45 и реактивное сопротивление 46. Когда сварочная цепь
разомкнута между заготовкой и сварочным карандашом или электродом, ток через последовательную
обмотку 44 отсутствует, и напряжение генератора ограничивается напряжением, вырабатываемым обмоткой
43, и может быть относительно низким. Всякий раз, когда электрод касается заготовки для возникновения
дуги, и до тех пор, пока сварочная дуга поддерживается, сварочный ток протекает через последовательную
обмотку 44, которая помогает обмотке 43 повышать напряжение генератора до желаемого значения для
зажигания и поддержания дуги.
Конструкция генератора может быть такой, что обмотка 44, через которую протекает ток через сварочную
цепь, значительно меньший, чем обычно, будет поддерживать магнитную цепь генератора в практически
насыщенном состоянии. Таким образом, колебания тока, вызванные обычными изменениями длины дуги, не
будут существенно изменять напряжение генератора, который во время сварки действует как обычный
источник постоянного потенциала. Таким образом, всегда доступно достаточно высокое напряжение
зажигания для зажигания и поддержания дуги, но это напряжение снижается до относительно низкого
значения всякий раз, когда сварочная цепь намеренно прерывается оператором. В тех случаях, когда дуга
питается от источника переменного напряжения, в отличие от источника постоянного потенциала, могут быть
предусмотрены другие устройства для поддержания низкого напряжения при прерывании дуги и поддержания
надлежащего напряжения зажигания во время сварки. Подобные средства регулировки напряжения
представляют собой особые характеристики и приобретают практическое значение, особенно в тех случаях,
когда электрические условия сварочной цепи таковы, что оператор может подвергнуться опасному поражению
электрическим током.
Подобные средства были бы желательны, например, при использовании цепи питания переменного тока с
относительно более высоким напряжением зажигания.
Таким образом, дуговая сварка в водороде, как описано выше, может быть выполнена простой ручной сваркой
или с использованием полуавтоматических или полностью автоматических аппаратов, при этом может
использоваться металлический или углеродный электрод, либо электрод-карандаш. В тех случаях, когда
используется угольный электрод, скорость его износа настолько низка, что подача электрода в
автоматическом устройстве представляет собой простую задачу и может осуществляться любым подходящим
способом, примеры которого хорошо известны в данной области техники.
Наше изобретение следует отличать от работ, которые были проведены по обработке бутылок, как показано,
например, в патентных заявках № 8641/1907 и № 27714/1904. При такой работе дуга зажигается и быстро
прерывается в атмосфере азота, водорода или смеси газов. Для образования небольшого шарика металла,
скрепляющего мелкие предметы, используется кратковременный локальный нагрев, однако между
электродом или карандашом и расплавленным металлом не образуется устойчивая дуга, и расплавленный
металл не подвергается непрерывному восстановительному действию водорода при высокой температуре,
как в нашем процессе.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_245091.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=245091&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB245091A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
- - Дата проведения съезда (Норвегия): декабрь. 23, 1924. 245,4 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): декабрь. 17, 1925, Нет, 31 327/25, Завершено: Янв. 27, 1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к роторным молоткам или связанные с ними.
Я, Оле Рольфсен, инженер, из Ларвика, Норвегия, гражданин Норвегии, настоящим заявляю о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к инструментам для выемки или дробления земли, камней, металла,
дерева и тому подобного, в которых несколько молотков закреплены на двух дискообразных элементах,
причем устройство вращается на главном шпинделе, а головки молотков вращательно установлены на
штифтах, соединяющих два диска.
Вращающийся инструмент такого типа включает в себя два параллельных диска, установленных на
вращающемся валу, в сочетании с рядом многоугольных молоточков, вращательно закрепленных с
небольшим люфтом на штифтах, соединяющих указанные два диска вблизи их окружности, причем отверстия
в молоточках, с помощью которых они крепятся к штифтам, имеют ту же многоугольную форму, что и сами
молоточки, причем молоточки установлены на вращающемся валу таким образом, что часть одного из
молоточков выступает за окружность указанных дисков.
Главная отличительная особенность изобретения заключается в том, что соединительные болты
установлены между дисками, несущими головки молотков, таким образом, что во время работы они могут
поддаваться радиальному давлению и перемещаться радиально относительно дисков.
Для лучшего понимания изобретения я сейчас более подробно опишу его со ссылкой на прилагаемые
чертежи, иллюстрирующие некоторые предпочтительные варианты его осуществления.
На рисунках 1 и 2 представлены поперечное и осевое сечения изобретения, а на рисунках 3 и 4 —
аналогичные виды модификации изобретения.
Согласно изображенной конструкции, внутренняя окружность болтовых опорных колец 1 снабжена
радиальными 50 пазами, в которые болты 3 вдавливаются с податливостью посредством изогнутой пружины
6.
Кольца 1 соединены между собой и закреплены на валу 2 с помощью дисков 7, снабженных болтами 8 и
расположенных на внешней стороне колец 1.
Внутри круглой или изогнутой пружины 6 может располагаться многоугольный диск 9, углы которого
прижимают пружины к внутренней окружности 60 колец 1 в точках, расположенных между болтами 3.
Расстояние от штифтов 3 до вала 2 достаточно велико, чтобы обеспечить свободное вращение молотков 4
вокруг штифтов 3 в любом положении, которое принимают молотки. 65 Согласно изображенной на рисунках 3
и 4 конструкции, болты 3 установлены в пазах 10 в шарнирных рычагах 11, которые расположены с
противоположных сторон от штифтов или болтов. Рычаги 70 могут быть уравновешены, как показано на левой
половине рисунка 3.
Такая конструкция позволяет вдавливать штифты 3 радиально внутрь в случае, если молотки ударятся о
препятствие 75, и сразу после этого штифты возвращаются в свое нормальное положение благодаря
центробежной силе, действующей на головку молотка.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
Соседние файлы в папке патенты