RU2802612C2 - Gas nozzle for release of shielding gas flow and burner with gas nozzle - Google Patents

Gas nozzle for release of shielding gas flow and burner with gas nozzle Download PDF

Info

Publication number
RU2802612C2
RU2802612C2 RU2021116829A RU2021116829A RU2802612C2 RU 2802612 C2 RU2802612 C2 RU 2802612C2 RU 2021116829 A RU2021116829 A RU 2021116829A RU 2021116829 A RU2021116829 A RU 2021116829A RU 2802612 C2 RU2802612 C2 RU 2802612C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
gas nozzle
nozzle
flow
welding
Prior art date
Application number
RU2021116829A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021116829A (en
Inventor
Саша РОЗЕ
Андреас НОЛЛЬ
Original Assignee
Александер Бинцель Швайсстехник Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александер Бинцель Швайсстехник Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Александер Бинцель Швайсстехник Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of RU2021116829A publication Critical patent/RU2021116829A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2802612C2 publication Critical patent/RU2802612C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: welding.
SUBSTANCE: gas nozzle (1) is designed to emit a shielding gas flow when joining workpieces using an electric arc and can be used for thermally joining workpieces, preferably by arc welding or arc brazing. The gas nozzle has a gas outlet channel (2) and comprises a gas distribution section (3) to form a structural unit. At least in a separate section of the gas distribution section (3), the nozzle is double-walled to form an additional flow zone (16) for the shielding gas flow. The gas distribution section (3) has on the peripheral side one or more gas outlet holes (8) placed at the same distance from each other, providing communication of the gas outlet channel (2) through the fluid medium with the gas outlet hole or holes (8).
EFFECT: laminar flow at the front end of the burner with maximum heat transfer, whereas the design of the nozzle provides the possibility of automated cleaning of the burner, in particular, by means of a cutter.
15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к газовому соплу для выпускания потока защитного газа согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, и к шейке горелки с газовым соплом согласно родовому понятию пункта 11 формулы изобретения, к горелке согласно родовому понятию пункта 15 формулы изобретения, а также к способу термического соединения по меньшей мере одной заготовки согласно родовому понятию пункта 16 формулы изобретения.The invention relates to a gas nozzle for releasing a flow of protective gas according to the generic concept of paragraph 1 of the formula, and to a burner neck with a gas nozzle according to the generic concept of paragraph 11 of the formula, to a burner according to the generic concept of paragraph 15 of the formula, as well as to a thermal connection method according to at least one workpiece according to the generic concept of paragraph 16 of the claims.

Для способов термического соединения с использованием дуговой сварки требуется энергия, чтобы расплавить детали и соединить их. При обработке листовых заготовок применяют типовые технологии «MIG», «MAG», а также «WIG».Thermal joining methods using arc welding require energy to melt the parts and join them together. When processing sheet blanks, standard technologies “MIG”, “MAG”, and also “WIG” are used.

В способах дуговой сварки в защитном газе плавящимся электродом (MSG) под «MIG» подразумевают «металл-инертный газ», и под «MAG» подразумевают «металл-активный газ». В способах дуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом (WSG) под «WIG» подразумевают «вольфрам-инертный газ». Соответствующие изобретению сварочные устройства могут быть выполнены как управляемая оператором сварочная горелка.In consumable shielded gas (MSG) methods, "MIG" means "metal inert gas" and "MAG" means "metal active gas". In gas shielded arc welding (WSG) methods, "WIG" refers to "tungsten inert gas". The welding devices according to the invention can be designed as an operator-controlled welding torch.

MAG-сварка представляет собой способ сварки металла в защитном газе (MSG) с использованием активного газа, в котором электрическую дугу зажигают между непрерывно подаваемым плавящимся проволочным электродом и заготовкой. Плавящийся электрод поставляет дополнительный материал для формирования сварного шва. MAG-сварка может быть простым и экономичным путем применена почти для всех пригодных для сварки материалов. При этом в зависимости от требований и материала, используют различные защитные газы.MAG welding is a metal shielding (MSG) welding process using an active gas in which an electric arc is struck between a continuously fed consumable wire electrode and the workpiece. The consumable electrode supplies additional material to form the weld. MAG welding can be applied simply and economically to almost all weldable materials. In this case, depending on the requirements and material, various protective gases are used.

При MSG-сварке подводимый активный газ защищает электрод, электрическую дугу и ванну расплава от атмосферы. Он обеспечивает хорошие результаты сварки с высокими коэффициентами расплавления в различных условиях. В зависимости от материала, в качестве защитного газа применяют газовую смесь «аргон-СО2», «аргон-О2», или чистый аргон, или чистый СО2. В зависимости от требований используют различные проволочные электроды. MAG-сварка представляет собой более надежный, экономичный и широко используемый способ сварки, который пригоден для способов как ручной, так и механической и автоматической сварки.During MSG welding, the supplied active gas protects the electrode, the electric arc and the melt pool from the atmosphere. It provides good welding results with high melting rates under a variety of conditions. Depending on the material, a gas mixture of “argon-CO 2 ”, “argon-O 2 ”, or pure argon, or pure CO 2 is used as a shielding gas. Depending on the requirements, different wire electrodes are used. MAG welding is a more reliable, economical and widely used welding method, which is suitable for both manual, mechanical and automatic welding methods.

MAG-сварка пригодна для сварки нелегированных и, соответственно, низколегированных сталей. Высоколегированные стали и сплавы на основе никеля в принципе также могут быть подвергнуты сварке MAG-способом. Правда, содержание О2 или СО2 в защитном газе является низким. В зависимости от требований к сварному шву, и для оптимального результата сварки, применяют различные типы электрической дуги и технологии сварки, такие как стандартный или импульсный процесс.MAG welding is suitable for welding unalloyed and, accordingly, low-alloy steels. High-alloy steels and nickel-based alloys can in principle also be welded using the MAG process. True, the content of O 2 or CO 2 in the shielding gas is low. Depending on the requirements of the weld, and for optimal welding results, different types of electric arc and welding technologies, such as standard or pulsed process, are used.

Устройства для дуговой сварки для расплавления сварочного материала создают электрическую дугу между заготовкой и плавящимся или неплавящимся сварочным электродом. Сварочный материал, а также место сварки защищены от атмосферных газов, главным образом N2, О2, Н2, окружающего воздуха.Arc welding devices create an electric arc between the workpiece and a consumable or non-consumable welding electrode to melt the welding material. The welding material, as well as the welding site, are protected from atmospheric gases, mainly N 2 , O 2 , H 2 , and ambient air.

При этом сварочный электрод предусмотрен на корпусе сварочной горелки, который соединен со сварочным генератором для дуговой сварки. Корпус горелки обычно содержит группу размещенных внутри него подводящих сварочный ток деталей, которые подводят сварочный ток от источника сварочного тока в сварочном генераторе для дуговой сварки к вершине сварочного электрода на головке горелки, чтобы затем создавать там электрическую дугу с заготовкой.In this case, a welding electrode is provided on a body of a welding torch, which is connected to a welding generator for arc welding. The torch body typically contains a group of welding current supply parts housed within it that conduct welding current from the welding current source in the arc welding generator to the top of the welding electrode on the torch head to then create an electric arc there with the workpiece.

Поток защитного газа обтекает сварочный электрод, дугу, ванну расплава и зону термического влияния на заготовке, и при этом подается в эти области через головку горелки сварочной горелки. Газовое сопло направляет поток защитного газа к переднему концу головки горелки, где поток защитного газа вытекает из головки горелки, почти кольцеобразно окружая сварочный электрод. Как правило, в уровне техники подача газа к газовому соплу производится через детали из материала с низкой электрической проводимостью (полимера или оксидной керамики), которые в то же время могут служить в качестве изоляции.The shielding gas flows around the welding electrode, arc, melt pool, and heat-affected zone of the workpiece, and is supplied to these areas through the torch head of the welding torch. The gas nozzle directs a stream of shielding gas to the front end of the torch head, where a stream of shielding gas flows out of the torch head in an almost ring-like manner surrounding the welding electrode. Typically, in the prior art, gas is supplied to the gas nozzle through parts made of a material with low electrical conductivity (polymer or oxide ceramic), which at the same time can serve as insulation.

Образуемая для сварки электрическая дуга в ходе сварки нагревает свариваемую деталь, а также, при необходимости, подводимый сварочный материал, так, что они расплавляются. В результате подачи энергии электрической дуги высокоэнергетическое тепловое излучение и конвекция приводят к значительному переносу тепла на головку сварочной горелки. Часть переданного тепла может быть опять отведена протекающим через головку горелки потоком защитного газа, соответственно, пассивным охлаждением в окружающем воздухе, а также путем теплопроводности в кабельную сборку.During welding, the electric arc formed for welding heats the part to be welded, as well as, if necessary, the supplied welding material, so that they melt. As a result of the application of electric arc energy, high-energy thermal radiation and convection result in significant heat transfer to the welding torch head. Part of the transferred heat can again be removed by the flow of protective gas flowing through the burner head, respectively, by passive cooling in the ambient air, as well as by heat conduction into the cable assembly.

Однако, при превышении известной токовой нагрузки сварки на головке горелки теплопененос оказывается настолько большим, что требуется так называемое активное охлаждение головки горелки, чтобы защитить применяемые детали от термического повреждения материала и выхода из строя. Для этого головку горелки активно охлаждают посредством хладагента, который протекает через головку горелки и при этом отводит поступающее от процесса сварки и нежелательное тепло. В качестве хладагента при этом применяют, например, деминерализованную воду с добавками этанола или пропанола для защиты от замерзания.However, when the known welding current load at the torch head is exceeded, the heat transfer becomes so large that so-called active cooling of the torch head is required to protect the parts used from thermal damage to the material and failure. To do this, the torch head is actively cooled by a coolant that flows through the torch head and in doing so removes the heat generated by the welding process and the unwanted heat. In this case, for example, demineralized water with the addition of ethanol or propanol is used as a refrigerant for protection against freezing.

Кроме сварки, также принимают во внимание пайку, применительно к соединение листовых заготовок. При этом, в отличие от сварки, расплавляют не деталь, а только присадочный материал. Это обусловлено тем, что при пайке соединяют друг с другом две кромки припоем как присадочным материалом. Температуры плавления материала припоя и материала заготовки далеки друг от друга, вследствие чего при обработке расплавляется только припой. Для пайки, наряду с WIG-, плазменными и MIG-горелками, пригодны также лазерные устройства.In addition to welding, soldering is also taken into account in relation to joining sheet metal workpieces. In this case, unlike welding, it is not the part that is melted, but only the filler material. This is due to the fact that when soldering, two edges are connected to each other using solder as a filler material. The melting temperatures of the solder material and the workpiece material are far from each other, as a result of which only the solder melts during processing. In addition to TIG, plasma and MIG torches, laser devices are also suitable for soldering.

Дуговые способы пайки могут быть подразделены на способы пайки «металл-защитный газ» (MSG-L) и «вольфрам-защитный газ» (WSG-L). В качестве присадочного материала при этом главным образом применяют проволочные материалы на основе меди, температуры плавления которых находятся в более низком диапазоне, нежели температуры плавления основного материала. Принцип MSG-дугового способа пайки в отношении оборудования практически идентичен MSG-сварке проволочным присадочным материалом. При WIG-пайке проволочный присадочный материал вручную или механически подают сбоку в электрическую дугу. При этом присадочный материал подают без подведения тока, в виде холодной проволоки, или же в виде горячей проволоки под токовой нагрузкой. Посредством горячей проволоки достигаются более высокие мощности расплавления, но на электрическую дугу влияет дополнительное магнитное поле.Arc soldering methods can be divided into metal-shielded gas (MSG-L) and tungsten-shielded gas (WSG-L) soldering methods. Copper-based wire materials, whose melting temperatures are in a lower range than the melting temperatures of the base material, are mainly used as filler materials. The principle of the MSG arc soldering method in relation to equipment is almost identical to MSG welding with wire filler material. In TIG brazing, wire filler material is manually or mechanically fed from the side into an electric arc. In this case, the filler material is supplied without current supply, in the form of a cold wire, or in the form of a hot wire under a current load. Higher melting powers are achieved with the hot wire, but the electric arc is affected by the additional magnetic field.

Как правило, дуговую пайку применяют на имеющих качественное поверхностное покрытие или, соответственно, непокрытых тонких листах, так как, помимо всего прочего, вследствие более низкой температуры плавления припоя по сравнению со сваркой достигается меньшая термическая нагрузка на детали, и покрытие меньше повреждается. При дуговой пайке не происходит существенное расплавление основного материала.As a rule, arc soldering is used on thin sheets that have a high-quality surface coating or, accordingly, uncoated ones, since, among other things, due to the lower melting temperature of the solder compared to welding, a lower thermal load on the parts is achieved and the coating is less damaged. When arc soldering, there is no significant melting of the base material.

Способы дуговой пайки чаще всего применяют на непокрытых и снабженных металлическим покрытием листах из нелегированной и малолегированной стали с толщиной в диапазоне максимально около 3 мм.Arc brazing methods are most often used on uncoated and metal-coated sheets of unalloyed and low-alloy steel with a thickness in the range of a maximum of about 3 mm.

Для дуговой пайки обычно могут быть использованы газы Argon I1 или Ar-смеси с примешанными CO2, O2 или H2 согласно стандарту DIN ISO 14175. При WIG-пайке могут быть применены стандартные WIG-горелки.For arc brazing, the gases Argon I1 or Ar mixtures mixed with CO 2 , O 2 or H 2 can usually be used according to DIN ISO 14175. For TIG brazing, standard TIG torches can be used.

Из патентных документов EP 2 407 267 B1 и EP 2 407 268 B1 известна сварочная горелка с подачей защитного газа, с соединительной колодкой горелки, присоединенной одним концом к соединительной колодке горелки шейкой горелки, и с предусмотренной на другом конце шейки горелки головкой горелки, причем шейка горелки имеет внутреннюю трубку, наружную трубку и предусмотренный между внутренней трубкой и наружной трубкой изоляционный слой.From patent documents EP 2 407 267 B1 and EP 2 407 268 B1 there is known a welding torch with a supply of shielding gas, with a torch connection block connected at one end to the torch connection block by a torch neck, and with a torch head provided at the other end of the torch neck, the neck being The burner has an inner tube, an outer tube and an insulating layer provided between the inner tube and the outer tube.

Подобные сварочные горелки, помимо всего прочего, применяются в уровне техники для сварки металлов в инертном газе (MIG). Например, такая сварочная горелка описана в патентном документе DE 10 2004 008 609 A1. У этой сварочной горелки сварочный ток подается через контактный токоподводящий мундштук к находящейся во внутренней трубке сварочной проволоке. При этом наружные части горелки электрически изолированы от внутренней трубки, чтобы предотвратить течение сварочного тока через корпус горелки. В процессе сварки происходит разогревание сварочной проволоки, и тепло частично передается в сварочную горелку.Such welding torches are, among other things, used in the prior art for metal inert gas welding (MIG). For example, such a welding torch is described in patent document DE 10 2004 008 609 A1. With this welding torch, the welding current is supplied through a contact current supply nozzle to the welding wire located in the inner tube. In this case, the outer parts of the torch are electrically isolated from the inner tube to prevent welding current from flowing through the torch body. During the welding process, the welding wire heats up and the heat is partially transferred to the welding torch.

Соответственно обсуждаемому типу, и без того используемый в процессе сварки сварочный газ, который по большей части представляет собой инертный защитный газ, может быть использован, по возможности эффективно, для охлаждения внутренней трубки. Эффективное охлаждение внутренней трубки может быть достигнуто, когда газ протекает вдоль плоских каналов на наружной стороне внутренней трубки. Для создания газопроточных каналов снаружи внутренней трубки в уровне техники применена трубчатая оболочка на внутренней трубке. Сборный узел из внутренней трубки и трубчатой оболочки тогда изолирован от наружного трубчатого корпуса изоляционным слоем.According to the type discussed, the welding gas already used in the welding process, which is mostly an inert shielding gas, can be used as efficiently as possible to cool the inner tube. Effective cooling of the inner tube can be achieved when gas flows along flat channels on the outside of the inner tube. To create gas flow channels outside the inner tube, the prior art uses a tubular shell on the inner tube. The inner tube and tubular shell assembly is then insulated from the outer tubular body by an insulating layer.

Соответственно обсуждаемому типу, подачу защитного газа производят через подводящий канал для защитного газа, который обычно выполнен в форме просверленного отверстия в соединительной колодке горелки. Поскольку подача защитного газа к внутренней трубке происходит несимметрично, защитный газ должен быть по возможности равномерно распределен вокруг внутренней трубки. Для этой цели, например, в патентном документе EP 2 407 267 B1 предложено, что внутри соединительной колодки горелки и вокруг внутренней трубки образован наружный кольцевой канал, через который защитный газ может быть распределен вокруг внутренней трубки. Тем самым защитный газ протекает, начиная с просверленного отверстия в соединительной колодке горелки, через наружный кольцевой канал и радиальные газовые каналы в промежуточное пространство между внутренней трубкой и изоляционным слоем, соответственно, при необходимости также в промежуточное пространство между изоляционным слоем и наружной трубкой.According to the type discussed, the supply of shielding gas is carried out through a shielding gas supply channel, which is usually made in the form of a drilled hole in the connection block of the torch. Since the supply of shielding gas to the inner tube is asymmetrical, the shielding gas should be distributed as evenly as possible around the inner tube. For this purpose, for example, patent document EP 2 407 267 B1 proposes that an outer annular channel is formed inside the torch connection block and around the inner tube, through which protective gas can be distributed around the inner tube. The protective gas thereby flows, starting from the drilled hole in the torch connection block, through the outer annular channel and the radial gas channels into the intermediate space between the inner tube and the insulating layer, or, if necessary, also into the intermediate space between the insulating layer and the outer tube.

Из патентного документа EP 0 074 106 A1 известна охлаждаемая водой сварочная горелка с защитным газом для сварки непрерывно плавящимся электродом для автоматических сварочных установок. Периодическая очистка напором воздуха должна проводиться через коаксиальный блок из двух электрически изолированных друг от друга наружных профильных трубок, пазы которых сформированы как каналы. Эти каналы проходят от головки горелки с газовым соплом на держателе газового сопла до корпуса горелки. Внутренние каналы для защитного газа одновременно должны служить для того, чтобы во время периодической очистки газового сопла подавать в газовое сопло продувочный воздух. Наружные водяные каналы являются протяженными до держателя газового сопла так, что непосредственно охлаждают его. В результате специальной конструкции головки горелки и соединительных деталей защитный газ или сжатый воздух для промывочной и охлаждающей воды подается коаксиально размещенные профильные трубки.From patent document EP 0 074 106 A1 a water-cooled welding torch with shielding gas for welding with a continuous melting electrode for automatic welding systems is known. Periodic cleaning with air pressure should be carried out through a coaxial block of two external profile tubes electrically isolated from each other, the grooves of which are formed as channels. These channels run from the burner head with the gas nozzle on the gas nozzle holder to the burner body. The internal shielding gas channels must also serve to supply purge air into the gas nozzle during periodic cleaning of the gas nozzle. The outer water channels extend to the gas nozzle holder so that they directly cool it. As a result of the special design of the burner head and connecting parts, protective gas or compressed air for flushing and cooling water is supplied through coaxially arranged profile tubes.

Из патентного документа EP 2 487 003 A1 известен сварочный пистолет установки для дуговой сварки, который на сварочном конце имеет сформированное окружающей проточный канал стенкой гильзообразное газовое сопло, и размещенный в газовом сопле газораспределитель с газовыпускными отверстиями. Газовое сопло имеет соединительную структуру на соединительном конце внутри на внутренней стороне стенки. Кроме того, на внутренней стороне стенки, если смотреть по направлению газовыпускного конца, в газовом сопле позади соединительной структуры образован сплошной, окружной выступ, который обусловливает уменьшенное по сравнению с окружением выступа поперечное сечение проточного канала. Кроме того, газораспределитель, если смотреть по направлению газовыпускного конца, имеет перед газовыпускными отверстиями соответствующий уступ.From patent document EP 2 487 003 A1 there is known a welding gun of an arc welding installation, which at the welding end has a sleeve-shaped gas nozzle formed by the wall surrounding the flow channel, and a gas distributor with gas outlets located in the gas nozzle. The gas nozzle has a connecting structure at the connecting end inside on the inner side of the wall. In addition, on the inner side of the wall, when viewed in the direction of the gas outlet end, a continuous, circumferential protrusion is formed in the gas nozzle behind the connecting structure, which causes a cross-section of the flow channel to be reduced in comparison with the surrounding protrusion. In addition, the gas distributor, when viewed in the direction of the gas outlet end, has a corresponding ledge in front of the gas outlet holes.

При этом недостатком является то, что газораспределитель защищен и удерживается кольцевым пазом, но, напротив, не является прочно соединенным с ним. Вследствие этого в несвинченном состоянии не обеспечивается гарантия от потери газораспределителя. После этого газовое сопло навинчивают на эту горелку с пропускным каналом для проволоки и газораспределителем. Соответственно этому, газораспределитель соединен не с газовым соплом с гарантией от потери, а с остальной частью горелки.The disadvantage is that the gas distributor is protected and held by the annular groove, but, on the contrary, is not firmly connected to it. As a result, in an unscrewed state there is no guarantee against loss of the gas distributor. After this, the gas nozzle is screwed onto this burner with a wire passage and a gas distributor. Accordingly, the gas distributor is not connected to the gas nozzle with a guarantee against loss, but to the rest of the burner.

Автоматическая очистка описанного в патентном документе EP 2 487 003 A1 газового сопла также невозможна, так как оно удерживается только кольцевым пазом, но не является прочно соединенным. Поэтому оно не является предохраненным от проворачивания даже в свинченном состоянии.Automatic cleaning of the gas nozzle described in patent document EP 2 487 003 A1 is also not possible, since it is only held by an annular groove, but is not firmly connected. Therefore, it is not protected from turning even in the screwed state.

Из патентного документа JPA 1985072679 известен способ дуговой сварки. Защитный газ вытекает по центру из размещенного во внутренней трубке газового сопла. Надеваемый на корпус горелки газораспределитель выполнен из электрически изолирующего материала.From patent document JPA 1985072679, an arc welding method is known. Shielding gas flows centrally from a gas nozzle located in the inner tube. The gas distributor mounted on the burner body is made of electrically insulating material.

Из патентного документа JPU 11982152386 известна горелка для дуговой сварки с плавящимся электродом, причем защитный газ подается по центру в шейку горелки и радиально вытекает через отверстия в газораспределителе.From patent document JPU 11982152386 a consumable electrode arc welding torch is known, wherein the shielding gas is fed centrally into the torch neck and radially flows out through holes in the gas distributor.

Из патентного документа DE 602 24 140 T2 известна сварочная горелка для применения при сварке металла в защитном газе. Сварочная горелка имеет секцию шейки и диффузор на первом конце секции шейки. Она является протяженной до контактной оконечности диффузора. На втором конце секции шейки находится соединитель, и служит для присоединения секции шейки к блоку силового кабеля. Секция шейки имеет электрический проводник и протяженный в продольном направлении переходник. Газ служит для защиты места сварки от загрязнений из атмосферы, когда места сварки получают с использованием сварочной горелки. Газ протекает от блока силового кабеля вдоль переходника и через отверстия в диффузоре и выходит из сварочной горелки.From patent document DE 602 24 140 T2 a welding torch is known for use in metal welding in shielding gas. The welding torch has a neck section and a diffuser at the first end of the neck section. It extends to the contact tip of the diffuser. There is a connector at the second end of the neck section and is used to connect the neck section to the power cable block. The neck section has an electrical conductor and an adapter extended in the longitudinal direction. The gas serves to protect the welding site from contamination from the atmosphere when welding sites are produced using a welding torch. Gas flows from the power cable block along the adapter and through the holes in the diffuser and exits the welding torch.

В случае соответствующих данному типу сварочных горелок, в частности, MSG-сварочных горелок, на переднем конце, помимо всего прочего, происходит контактирование проволочного электрода со сварочным потенциалом в контактном токоподводящем мундштуке и выпрямление и ламинаризация потока защитного газа к сварочному металлу, в частности, к заготовке. Кроме того, в системах с жидкостным охлаждением часть выделяющегося в процессе тепла передается на контур охлаждения.In the case of welding torches corresponding to this type, in particular MSG welding torches, at the front end, among other things, the wire electrode comes into contact with the welding potential in the contact current supply nozzle and straightens and laminarizes the flow of shielding gas to the weld metal, in particular to workpiece In addition, in liquid-cooled systems, some of the heat generated during the process is transferred to the cooling circuit.

Для оптимального охлаждения подверженных износу деталей, например, контактного токоподводящего мундштука, тем самым расстояние от источника тепла, то есть, от места сварки до контура охлаждения, при жидкостном охлаждении выдерживают как можно более коротким. Для выпрямления и ламинаризации потока защитного газа требуется достаточное время пребывания посредством надлежащей геометрической формы подводимого защитного газа, в частности, внутри подверженных износу деталей. Более того, наружная и внутренняя трубки MSG-сварочной горелки должны быть, кроме того, электрически изолированы друг от друга.For optimal cooling of parts subject to wear, for example the contact tip, the distance from the heat source, that is, from the welding point to the cooling circuit, is kept as short as possible in liquid cooling. In order to straighten and laminarize the flow of protective gas, a sufficient residence time is required through the appropriate geometric shape of the supplied protective gas, in particular inside parts subject to wear. Moreover, the outer and inner tubes of the MSG welding torch must also be electrically insulated from each other.

При проведении сварочного процесса, в зависимости от технологических параметров, это может приводить к более или менее сильным налипаниям капель на подверженные износу детали. При MSG-сварочной горелке, как правило, их удаляют в автоматически управляемых системах посредством очистительного устройства с моторным приводом с фрезой. Подверженные износу детали, в частности, газовое сопло или контактный токоподводящий мундштук, а также изолятор, должны выдерживать эти механические нагрузки.When carrying out the welding process, depending on the technological parameters, this can lead to more or less strong adhesion of droplets on parts subject to wear. With an MSG welding torch, they are usually removed in automatically controlled systems by means of a motor-driven cleaning device with a milling cutter. Parts subject to wear, in particular the gas nozzle or contact tip, as well as the insulator, must withstand these mechanical loads.

В известных шейках горелок, например, конструктивного ряда «ABIROB® W500» настоящего заявителя, защитный газ может быть пропущен по центру во внутренней трубке. Центральной подачей газа называются такие конструкции, в которых защитный газ может быть пропущен вместе с присадочной проволокой внутри внутренней трубки. Таким образом, внутренняя трубка может быть выполнена одностенной. Через отверстия в штуцере поток защитного газа поступает радиально в брызгозащитный щиток и вытекает по направлению к газовому соплу. При этом брызгозащитный щиток выполнен так, что дополнительно также электрически изолирует газораспределитель.In known burner necks, for example the design series "ABIROB® W500" of the present applicant, the protective gas can be passed centrally in the inner tube. Central gas feed refers to designs in which the shielding gas can be passed along with the filler wire inside the inner tube. Thus, the inner tube can be made single-walled. Through the holes in the fitting, the flow of protective gas enters radially into the splash guard and flows towards the gas nozzle. In this case, the splash guard is designed in such a way that it also electrically insulates the gas distributor.

Брызгозащитный щиток при очистке токоподводящего мундштука и газового сопла, например, посредством фрезы, находится на достаточном расстоянии от них, так что он не повреждается.When cleaning the current supply nozzle and gas nozzle, for example with a milling cutter, the splash guard is positioned at a sufficient distance from them so that it is not damaged.

В дополнительных известных шейках горелок, в частности, в конструктивном ряду «ABIROB® W600» настоящего заявителя, защитный газ подается во внутреннюю трубку внецентренно. При внецентренной подаче газа защитный газ подается в двойную стенку внутренней трубки. Другими словами, тогда внутренняя трубка представляет собой композитную трубку, соответственно, комбинированное соединение «трубка-в-трубке», причем трубка является профилированной так, что между обеими стенками трубки могут быть образованы свободные пространства. Через отверстия во внутренней трубке поток защитного газа может вытекать радиально наружу. Тогда через газораспределитель защитный газ поступает в газовое сопло. Газораспределитель состоит из фенольной пресс-массы, и действует как электрический изолятор, посредством которого не только распределяется защитный газ, но и изоляция между наружной и внутренней трубками переносится на соответственные концы трубок. Вследствие этого газопропускные отверстия при очистке токоподводящего мундштука и газового сопла не могут быть совместно очищены фрезой. Газораспределитель размещают вращающимся вокруг оси вращения фрезы. Тем самым хотя и может быть минимизирована механическая нагрузка от высвобожденных брызг во время процесса очистки, но, в действительности, не может быть осуществлена оптимальная очистка посредством фрезы. Другими словами, вследствие этой конструкции все же невозможно применение фрезы (приводимой в действие сжатым воздухом). В качестве альтернативы здесь согласно уровню техники предложен брызгозащитный щиток, который обеспечивает изоляцию, но вследствие этого не может быть осуществлен положительный эффект подачи ламинарного потока через газораспределитель.In additional known burner necks, in particular in the design series "ABIROB® W600" of the present applicant, the shielding gas is supplied eccentrically into the inner tube. With eccentric gas supply, shielding gas is supplied into the double wall of the inner tube. In other words, the inner tube is then a composite tube, or a combined tube-in-tube connection, the tube being profiled such that free spaces can be formed between both walls of the tube. Through holes in the inner tube, the protective gas flow can flow radially outward. Then, through the gas distributor, the protective gas enters the gas nozzle. The gas distributor consists of a phenolic press compound, and acts as an electrical insulator, through which not only the protective gas is distributed, but also the insulation between the outer and inner tubes is transferred to the respective ends of the tubes. As a result, the gas passage holes cannot be cleaned together with a cutter when cleaning the current supply nozzle and the gas nozzle. The gas distributor is placed rotating around the axis of rotation of the cutter. In this way, although the mechanical load from the released splashes during the cleaning process can be minimized, in reality optimal cleaning cannot be achieved by means of the cutter. In other words, due to this design, the use of a milling cutter (powered by compressed air) is still not possible. As an alternative, the prior art here proposes a splash guard which provides insulation, but as a result the positive effect of laminar flow through the gas distributor cannot be realized.

В дополнительных известных шейках горелок в конструктивном ряду «ABIROB® TWIN 600W» настоящего заявителя защитный газ подается во внутреннюю трубку децентрально. Через отверстия во внутренней трубке поток защитного газа вытекает радиально. Защитный газ протекает через газораспределитель аксиально к брызгозащитному щитку, и от него опять радиально проходит в газовое сопло. Газораспределитель состоит из фенольной пресс-массы, а брызгозащитный щиток состоит из армированного стекловолокном силикона. Газораспределитель и брызгозащитный щиток размещены с возможностью вращения. Газовые отверстия в брызгозащитном щитке при очистке токоподводящего мундштука и газового сопла фрезой также не могут быть очищены совместно.In additional known burner necks in the design series "ABIROB® TWIN 600W" of the present applicant, the protective gas is supplied decentrally into the inner tube. The shielding gas flows out radially through the holes in the inner tube. The protective gas flows through the gas distributor axially to the splash guard, and from there it again passes radially into the gas nozzle. The gas distributor is made of phenolic molding compound and the splash guard is made of glass fiber reinforced silicone. The gas distributor and splash guard are rotatable. The gas holes in the splash guard cannot be cleaned together when cleaning the current supply nozzle and the gas nozzle with a milling cutter.

Поэтому из вышеизложенного следует, что конструктивные требования в отношении ламинаризации потоков и максимизации передачи выделяющегося в процессе тепла являются взаимоисключающими. Более того, известные горелки имеют тот недостаток, что невозможна автоматизированная очистка, например, посредством фрезы, без повреждения подверженных износу деталей. Кроме того, известные горелки имеют тот недостаток, что в отношении газового сопла и газораспределителя речь может идти о не конструктивном узле, но, напротив, об отдельных конструкционных деталях, которые, в частности, при замене могут легко теряться, так как они механически не связаны друг с другом с гарантией от утери.It therefore follows from the above that the design requirements for laminarization of flows and maximizing the transfer of heat generated in the process are mutually exclusive. Moreover, the known burners have the disadvantage that automated cleaning, for example by means of a milling cutter, is not possible without damaging the wear parts. In addition, the known burners have the disadvantage that in relation to the gas nozzle and gas distributor we are not talking about a structural unit, but, on the contrary, about individual structural parts, which, in particular, can easily be lost during replacement, since they are not mechanically connected with each other with a guarantee against loss.

Исходя из вышеописанных недостатков, в основу изобретения положена задача создания усовершенствованного газового сопла и улучшенной шейки горелки, которые обеспечивают возможность автоматизированной очистки горелки, в частности, посредством фрезы, даже тогда, когда подача газа для ламинарно текущего потока защитного газа производится децентрально, то есть, через каналы внутри (композитной) внутренней трубки.Based on the above-described disadvantages, the basis of the invention is to provide an improved gas nozzle and an improved torch neck, which allow automated cleaning of the torch, in particular by means of a milling cutter, even when the gas supply for the laminar flow of protective gas is carried out decentrally, that is, through channels inside the (composite) inner tube.

Эта задача решена посредством газового сопла для выпускания потока защитного газа согласно пункту 1 формулы изобретения, и шейки горелки для термического соединения по меньшей мере одной заготовки, в частности, для соединения с использованием электрической дуги, предпочтительно для дуговой сварки или дуговой пайки, согласно пункту 11 формулы изобретения, а также горелки с подобной шейкой горелки согласно пункту 15 формулы изобретения, и способа термического соединения по меньшей мере одной заготовки согласно пункту 16 формулы изобретения.This object is achieved by means of a gas nozzle for releasing a flow of shielding gas according to claim 1, and a torch neck for thermally joining at least one workpiece, in particular for joining using an electric arc, preferably for arc welding or arc soldering, according to claim 11 claims, as well as a burner with a similar burner neck according to paragraph 15 of the claims, and a method for thermally joining at least one workpiece according to claim 16 of the claims.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Согласно изобретению, предусмотрено газовое сопло для выпускания потока защитного газа из газовыпускного канала с газораспределительной секцией, причем газовое сопло, по меньшей мере на одном участке газораспределительной секции, выполнено как двухстенное с образованием проточной зоны для потока защитного газа.According to the invention, a gas nozzle is provided for discharging a flow of protective gas from a gas outlet channel with a gas distribution section, wherein the gas nozzle, in at least one section of the gas distribution section, is made as a double-walled one to form a flow zone for the flow of protective gas.

Таким образом создана дополнительная ограниченная проточная зона, соответственно, полость, внутри конструктивного узла, то есть, между газовым соплом и газораспределительной секцией, соответственно, переходы к этой проточной зоне или от нее.In this way, an additional limited flow zone, respectively, a cavity, is created inside the structural unit, that is, between the gas nozzle and the gas distribution section, respectively, transitions to or from this flow zone.

Проточный канал для потока защитного газа удлинен за счет поворота потока защитного газа в двухстенной газораспределительной секции так, что возникает желательное ламинарное течение на переднем конце головки горелки, и это несмотря на укороченное по сравнению с известными системами газовое сопло для максимизации переноса выделяющегося в процессе тепла.The shielding gas flow path is extended by rotating the shielding gas flow in the double-walled gas distribution section so that the desired laminar flow occurs at the front end of the torch head, despite the gas nozzle being shortened compared to prior art systems to maximize the transfer of heat generated in the process.

Газовое сопло, по сравнению с известными соплами, является укороченным, чтобы разместить жидкостное охлаждение как можно ближе к источнику тепла (процессу сварки), то есть, сделать расстояние от источника тепла до контура охлаждения как можно более коротким.The gas nozzle, in comparison with known nozzles, is shortened in order to place the liquid cooling as close as possible to the heat source (welding process), that is, to make the distance from the heat source to the cooling circuit as short as possible.

При внецентренном газораспределении распределение и ламинаризацию потока защитного газа в газовом сопле уже можно не осуществлять через внутреннюю трубку и, соответственно, штуцер. Кроме того, отверстия в отдельном газораспределителе можно не очищать механически с использованием фрезы. Тем самым ламинарное течение на переднем конце головки горелки может быть сформировано даже при укороченном газовом сопле. Вследствие соответствующей изобретению конструкции газового сопла с дополнительным ограниченной проточной зоной внутри конструктивного узла, то есть, между газовым соплом и газораспределительной секцией, при минимальном расстоянии от источника выделяющегося в процессе тепла до контура охлаждения можно ламинаризировать поток защитного газа и одновременно автоматически очищать газовыпускные отверстия встроенного газораспределителя фрезой. Другими словами, горелка является нечувствительной к автоматизированной очистке посредством фрезы.With eccentric gas distribution, the distribution and laminarization of the protective gas flow in the gas nozzle can no longer be carried out through the inner tube and, accordingly, the fitting. In addition, the holes in a separate gas distributor do not need to be cleaned mechanically using a cutter. Thus, a laminar flow at the front end of the burner head can be formed even with a shortened gas nozzle. Due to the inventive design of the gas nozzle with an additional limited flow zone inside the structural unit, that is, between the gas nozzle and the gas distribution section, with a minimum distance from the source of heat generated in the process to the cooling circuit, it is possible to laminarize the flow of protective gas and at the same time automatically clean the gas outlets of the built-in gas distributor cutter. In other words, the torch is insensitive to automated cleaning by means of a cutter.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, газораспределительная секция и газовое сопло выполнены в виде цельного блока. Например, газовое сопло и газораспределительная секция могут быть изготовлены способом 3D-печати особенно простым и эффективным путем.According to a first preferred embodiment of the invention, the gas distribution section and the gas nozzle are formed as a single unit. For example, the gas nozzle and the gas distribution section can be produced by 3D printing in a particularly simple and efficient way.

В альтернативном варианте предполагается, что газораспределительная секция образована закрепленным на газовом сопле газораспределителем. Этим путем газовое сопло и газораспределитель создают конструктивный узел. Более того, обеспечивается гарантия от потери, так как газораспределительная секция соединена с газовым соплом без риска утери. В частности, при замене газового сопла, то есть, даже в не навинченном на горелку состоянии, газораспределитель зафиксирован на газовом сопле без опасности потерять его.In an alternative embodiment, it is assumed that the gas distribution section is formed by a gas distributor mounted on the gas nozzle. In this way, the gas nozzle and gas distributor create a structural unit. Moreover, there is a guarantee against loss since the gas distribution section is connected to the gas nozzle without the risk of loss. In particular, when replacing the gas nozzle, that is, even when it is not screwed onto the burner, the gas distributor is fixed to the gas nozzle without the danger of losing it.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что газораспределительная секция имеет на периферийной стороне по меньшей мере одно газовыпускное отверстие, в частности, многочисленные размещенные на примерно одинаковых расстояниях друг от друга газовыпускные отверстия, так, что газовыпускной канал находится в сообщении по текучей среде с газовыпускным отверстием или, соответственно, отверстиями. Через эти газовыпускные отверстия защитный газ соответственно радиальному распределению отверстий равномерно вытекает по окружности. Выходящий через отверстия газ тем самым отклоняется и изменяет направление в газовом сопле так, что получается улучшенный в отношении ламинарности газовый поток защитного газа по направлению к газовыпускному каналу.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the gas distribution section has at least one gas outlet opening on the peripheral side, in particular multiple gas outlet openings arranged at approximately equal distances from each other, such that the gas outlet channel is in fluid communication with the gas outlet hole or holes, respectively. Through these gas outlet openings, the protective gas flows out uniformly around the circumference according to the radial distribution of the openings. The gas escaping through the openings is thereby deflected and changed direction in the gas nozzle so that an improved laminarity gas flow of the shielding gas towards the gas outlet channel is obtained.

На этом основании является целесообразным размещение газовыпускных отверстий в дополнительной вставленной в газовое сопло конструкционной детали, которая нечувствительна к очистке фрезой. В то же время конструктивный узел из газового сопла и дополнительной конструкционной детали образует удлинение проточного канала для защитного газа, в котором уже на переднем конце шейки горелки может быть сформировано желательное ламинарное течение.For this reason, it is advisable to place the gas outlet openings in an additional structural part inserted into the gas nozzle, which is insensitive to cleaning with a milling cutter. At the same time, the structural assembly of the gas nozzle and an additional structural part forms an extension of the flow channel for the protective gas, in which the desired laminar flow can already be formed at the front end of the burner neck.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения определяемый газовым соплом и поверхностью участка присоединения газораспределителя внутренний диаметр газового сопла для потока газа ниже по потоку выполнен постоянным или сходящимся на конус, то есть, сужающимся. Тем самым можно без проблем ввести в газовое сопло механически направляемую фрезу и довести ее до газовыпускных отверстий так, чтобы выполнять простую очистку газового сопла и газовыпускных отверстий.In one preferred embodiment of the invention, determined by the gas nozzle and the surface of the gas distributor connection area, the inner diameter of the gas nozzle for the downstream gas flow is made constant or conical, that is, tapered. This makes it possible to easily insert a mechanically guided cutter into the gas nozzle and bring it up to the gas outlet openings so that the gas nozzle and gas outlet openings can be easily cleaned.

Дополнительным предпочтительным вариантом осуществления изобретения предусмотрено, что газораспределитель состоит из металлического материала, в частности, из меди или медного сплава, или же изготовлен также из керамического материала. При этом, правда, особенно благоприятным является металлический материал, так как газовыпускные отверстия не могут быть очищены фрезой в автоматизированном режиме, в обычных керамических или полимерных материалах. Хотя также могут быть применены современные обрабатываемые резанием стеклокерамические материалы, однако, как правило, они являются очень дорогостоящими и с трудом поддаются прессованию.A further preferred embodiment of the invention provides that the gas distributor consists of a metallic material, in particular copper or a copper alloy, or is also made of a ceramic material. In this case, however, metallic material is especially favorable, since gas outlet holes cannot be cleaned with a milling cutter in an automated mode, in conventional ceramic or polymer materials. Although modern glass-ceramic materials that can be cut can also be used, they are generally very expensive and difficult to press.

Вследствие этого по меньшей мере газораспределительную секцию газового сопла предпочтительно изготавливают из металлического материала, чтобы обеспечить возможность автоматизированной очистки газовыпускных отверстий, в частности, также при внецентренно организованном газораспределении. Кроме того, при металлическом материале становятся весьма маловероятными повреждения фрезой благодаря высокой ударной прочности. Требуется высокая твердость материала, чтобы выдерживать возникающие при абразивной очистке фрезой силы. В контексте изобретения также возможно применение ударопрочных, твердых и термостойких неметаллических материалов.As a result, at least the gas distribution section of the gas nozzle is preferably made of a metallic material in order to enable automated cleaning of the gas outlet openings, in particular also with eccentrically organized gas distribution. In addition, with metallic materials, damage by the cutter becomes very unlikely due to the high impact strength. A high hardness of the material is required to withstand the forces generated by abrasive cleaning with a milling cutter. In the context of the invention, it is also possible to use impact-resistant, hard and heat-resistant non-metallic materials.

В одном варианте осуществления изобретения газораспределитель, по меньшей мере на отдельных участках, присоединен к газовому соплу по существу заподлицо. Тем самым можно без проблем ввести в газовое сопло механически направляемую фрезу и довести ее до газовыпускных отверстий так, чтобы обеспечить возможность оптимальной очистки. Внутренние детали, в частности, контактный токоподводящий мундштук и его держатель, для этого изменять не нужно.In one embodiment of the invention, the gas distributor is, at least in certain portions, connected to the gas nozzle in a substantially flush manner. This makes it possible to easily insert a mechanically guided cutter into the gas nozzle and bring it up to the gas outlets in such a way that optimal cleaning is possible. The internal parts, in particular the contact current-carrying mouthpiece and its holder, do not need to be modified for this.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, газораспределитель соединен с газовым соплом с геометрическим замыканием, и/или с силовым замыканием, и/или неразъемно.According to an additional preferred embodiment of the invention, the gas distributor is connected to the gas nozzle with a positive connection, and/or with a force connection, and/or permanently.

Под соединениями с силовым замыканием, соответственно, с фрикционным стопорением подразумевают, что они основаны на том, что соединительные элементы передают усилия, за счет того, что они вызывают прижатие друг к другу поверхностей соединения. Между поверхностями возникает сопротивление трения, которое является бóльшим, чем воздействующие снаружи на соединение силы. При соединении с силовым замыканием силы и моменты передаются силами трения.By force-locking connections, respectively, with frictional locking, it is meant that they are based on the fact that the connecting elements transmit forces due to the fact that they cause the connection surfaces to be pressed against each other. Frictional resistance arises between the surfaces, which is greater than the external forces acting on the joint. When connected to a power closure, forces and moments are transmitted by friction forces.

Соединения с геометрическим замыканием выполнены так, что форма соединяемых деталей или соединительных элементов обеспечивает возможность передачи усилий, и тем самым создает сцепление. Соединения с геометрическим замыканием возникают при взаимозацеплении по меньшей мере двух участников соединения. Тем самым участники соединения не могут быть разъединены даже при периодическом приложении разрывающего усилия или без него. Иначе говоря, при соединении с геометрическим замыканием один участник соединения является мешает перемещению другого . При геометрическом замыкании детали соединены благодаря согласованным друг с другом формам.Form-fit connections are designed in such a way that the shape of the connected parts or connecting elements allows for the transmission of forces, and thereby creates adhesion. Joints with positive closure occur when at least two members of the joint are interlocked. Thus, the members of the connection cannot be separated even with or without periodic application of breaking force. In other words, when connected with a geometric closure, one participant in the connection interferes with the movement of the other. With geometric closure, parts are connected due to shapes consistent with each other.

Неразъемные соединения возникают в результате объединения материалов, то есть, детали соединены друг с другом силами когезии (силой внутренней связности) и адгезии (силой сцепления). Другими словами, участники соединения удерживаются вместе силами межатомного или межмолекулярного взаимодействия. В то же время они представляют собой неразъемные соединения, которые могут быть разделены только разрушением связующего средства, образованного, например, пайкой, сваркой, склеиванием или вулканизацией.Permanent connections arise as a result of the combination of materials, that is, parts are connected to each other by the forces of cohesion (the force of internal cohesion) and adhesion (the force of adhesion). In other words, the members of the compound are held together by forces of interatomic or intermolecular interaction. At the same time, they are permanent connections that can only be separated by breaking the bonding agent formed, for example, by soldering, welding, gluing or vulcanization.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что газораспределитель соединен с газовым соплом разъемно, в частности, свинчен или запрессован. В альтернативном варианте может быть предусмотрено, что газораспределитель прочно соединен с газовым соплом, в частности, приклеен, припаян или запрессован в газовое сопло. Тем самым создано соединение газораспределителя и сварочной горелки с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием. В остальном под разборными соединениями подразумевают, что они могут быть разъединены без разрушения детали или соединительного элемента. Напротив, неразъемные соединения могут быть разделены только с разрушением детали или соединительного элемента.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the gas distributor is connected to the gas nozzle detachably, in particular screwed or pressed. Alternatively, it can be provided that the gas distributor is firmly connected to the gas nozzle, in particular glued, soldered or pressed into the gas nozzle. This creates a connection between the gas distributor and the welding torch with a positive connection and/or a force connection. Otherwise, separable connections mean that they can be separated without destroying the part or connecting element. In contrast, permanent connections can only be separated by destroying the part or connecting element.

Кроме того, газораспределитель может быть сформирован кольцеобразным, вращательно-симметричным или шлицованным. Предпочтительно применяют восемь осесимметричных выпускных отверстий, и газораспределитель запрессовывают в газовое сопло посредством рифленой поверхности на наружной окружной поверхности газораспределителя. Преимуществом варианта исполнения с восемью отверстиями является то, что тем самым получают достаточную «поверхность покоя» для защитного газа, но в то же время восьми выпускных отверстий достаточно, чтобы достигать необходимого объемного расхода потока для стабильного процесса соединения.In addition, the gas distributor can be formed annular, rotationally symmetrical or splined. Preferably, eight axisymmetric outlets are used and the gas distributor is pressed into the gas nozzle by means of a grooved surface on the outer circumferential surface of the gas distributor. The advantage of the eight-hole version is that it provides a sufficient "resting surface" for the shielding gas, but at the same time the eight outlet holes are sufficient to achieve the required volumetric flow rate for a stable joining process.

Согласно одной независимой идее изобретения, предусмотрена шейка горелки для термического соединения по меньшей мере одной заготовки, в частности, соединения с использованием электрической дуги, предпочтительно для дуговой сварки или дуговой пайки, с размещенным в шейке горелки электродом или проволокой для создания электрической дуги между электродом или проволокой и заготовкой. Кроме того, шейка горелки имеет газовое сопло для выпускания потока защитного газа из газовыпускного канала. В отношении этого газового сопла речь может идти о вышеописанном газовом сопле.According to one independent idea of the invention, a torch neck is provided for thermally connecting at least one workpiece, in particular a connection using an electric arc, preferably for arc welding or arc soldering, with an electrode or wire arranged in the torch neck to create an electric arc between the electrode or wire and workpiece. In addition, the torch neck has a gas nozzle for releasing a flow of shielding gas from the gas outlet channel. This gas nozzle may be the gas nozzle described above.

Как было упомянуто выше, в отношении сварочных горелок, в частности, в случае машинных горелок, в процессе сварки могут возникать отложения загрязнений на газовом сопле и на газовыпускных отверстиях. Эти загрязненные детали очищают с использованием фрезы, и тем самым освобождают от образующихся при сварке брызг. Подверженные износу детали, в частности, газовое сопло, контактный токоподводящий мундштук или изоляция, тем самым должны выдерживать создаваемые фрезой механические нагрузки.As mentioned above, with regard to welding torches, in particular in the case of machine torches, deposits of contaminants on the gas nozzle and on the gas outlets can occur during the welding process. These contaminated parts are cleaned using a cutter, and thereby freed from welding spatter. Parts subject to wear, in particular the gas nozzle, contact tip or insulation, must therefore withstand the mechanical loads created by the cutter.

Согласно уроню техники, эти газовыпускные отверстия находятся на детали из полимерного или керамического материала, которая одновременно служит для электрической изоляции между внутренней и наружной трубками головки горелки. При этом недостатком является то, что фреза для очистки не доходит до данной детали из полимерного или керамического материала. Во-вторых, была бы слишком большой опасность повреждения подверженных износу деталей фрезой.According to the technology, these gas outlets are located on a part made of polymer or ceramic material, which also serves as electrical insulation between the inner and outer tubes of the burner head. The disadvantage is that the cleaning cutter does not reach this part made of polymer or ceramic material. Secondly, there would be too great a risk of damage to wear parts by the cutter.

При соответствующей изобретению шейке горелки эти недостатки устранены. В частности, у горелок с внутренней и наружной трубками передача тока и перенос выделенного в процессе тепла выполняются только через внутреннюю трубку. Поэтому является благоприятным пропускание потока защитного газа через наружную трубку или между наружной и внутренней трубками. Чтобы увеличить время ламинаризации на переднем конце горелки, предусмотрены дополнительные изменения поперечного сечения и направлений течения на основе геометрии газового сопла.With the burner neck according to the invention, these disadvantages are eliminated. In particular, for burners with inner and outer tubes, current transmission and heat generated during the process are transferred only through the inner tube. It is therefore advantageous to pass a flow of shielding gas through the outer tube or between the outer and inner tubes. To increase laminarization time at the front end of the torch, additional changes are made to the cross-section and flow directions based on the geometry of the gas nozzle.

Поэтому на основе конструкции шейки горелки с соответствующей геометрией газового сопла с газораспределительной секцией и газовыпускными отверстиями, причем газовое сопло выполнено по меньшей мере на одном участке газораспределительной секции двухстенным для образования проточной зоны для потока защитного газа, благодаря надлежащей геометрии даже при незначительном расстоянии от источника тепла обеспечивают достаточное время пребывания для выпрямления и ламинаризации потока защитного газа.Therefore, based on the design of the burner neck with the corresponding geometry of the gas nozzle with the gas distribution section and gas outlet openings, the gas nozzle is made in at least one section of the gas distribution section double-walled to form a flow zone for the flow of protective gas, thanks to the proper geometry even at a small distance from the heat source provide sufficient residence time for straightening and laminarization of the shielding gas flow.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрический изолятор электрически изолирует электрически соединенную с контактным токоподводящим мундштуком внутреннюю трубку шейки горелки от отстоящей на расстоянии от внутренней трубки наружной трубки.According to a first preferred embodiment of the invention, the electrical insulator electrically insulates the inner tube of the torch neck, which is electrically connected to the contact current supply tip, from the outer tube, which is spaced apart from the inner tube.

В известных горелках применяют изолированный газораспределитель, посредством которого не только распределяется защитный газ, но и изоляция между наружной и внутренней трубками переносится на соответственные концы трубок. При этой конструкции невозможна автоматизированная очистка, в частности, применением приводимой в действие сжатым воздухом фрезы. В качестве альтернативы в данном случае согласно уровню техники предложен брызгозащитный щиток, который обеспечивает изоляцию, но тем самым, напротив, не может быть осуществлен положительный эффект подачи ламинарного потока через газораспределитель.Known burners use an insulated gas distributor, through which not only the protective gas is distributed, but also the insulation between the outer and inner tubes is transferred to the respective ends of the tubes. With this design, automated cleaning is not possible, in particular using a cutter driven by compressed air. As an alternative, in this case, the prior art proposes a splash guard, which provides insulation, but thereby, on the contrary, the positive effect of laminar flow through the gas distributor cannot be realized.

При внецентренной подаче газа защитный газ подается в двойную стенку внутренней трубки. Тем самым собственно внутренняя трубка представляет собой композитную трубку, соответственно, комбинированное соединение «трубка-в-трубке», причем трубка является профилированной так, что между обеими стенками трубки могут быть образованы свободные пространства.With eccentric gas supply, shielding gas is supplied into the double wall of the inner tube. The inner tube itself is therefore a composite tube, or a combined tube-in-tube connection, the tube being profiled such that free spaces can be formed between both walls of the tube.

Электрическая изоляция между внутренней трубкой и наружной трубкой предпочтительно создана крышкой на конце обеих трубок. При этом наружные части горелки электрически изолированы от внутренней трубки, чтобы предотвратить течение сварочных токов через корпус горелки от внутренней трубки. В процессе сварки происходит нагревание сварочной проволоки, и тепло частично передается в сварочную горелку.Electrical insulation between the inner tube and the outer tube is preferably created by a cap at the end of both tubes. In this case, the outer parts of the torch are electrically isolated from the inner tube to prevent welding currents from flowing through the torch body from the inner tube. During the welding process, the welding wire heats up and the heat is partially transferred to the welding torch.

Может быть предусмотрено такое исполнение изоляции, что она функционально отделена от подачи газа. Быстроизнашивающаяся деталь для электрической изоляции между внутренней и наружной трубками может быть выполнена более простой и тем самым более выгодной. Более того, возможно использование фрезы для очистки без повреждения быстроизнашивающейся детали.The insulation can be designed in such a way that it is functionally separated from the gas supply. The wearing part for the electrical insulation between the inner and outer tubes can be made simpler and thus more advantageous. Moreover, it is possible to use a cutter for cleaning without damaging the wear part.

Разделением изоляции и пропускания потока при брызгозащитном щитке можно сформировать изоляцию конструктивно гораздо более простой и толстостенной, например, в форме крышки и распорки на конце передних концов внутренней и наружной трубок в виде держателя газового сопла. Это значит, что, в частности, значительно улучшается надежность защиты от сотрясений, то есть, позиционная стабильность шейки горелки при ударной механической нагрузке, в частности, при столкновении сварочной горелки с заготовкой, и в газовом сопле может быть выполнен неизолированный газораспределитель и, соответственно, газораспределительная секция.By separating insulation and flow through the splash guard, it is possible to form a much simpler and thicker-walled insulation, for example, in the form of a cover and spacer at the end of the front ends of the inner and outer tubes in the form of a gas nozzle holder. This means that, in particular, the reliability of protection against shocks is significantly improved, that is, the positional stability of the torch neck under mechanical shock loads, in particular when the welding torch collides with the workpiece, and a non-insulated gas distributor can be made in the gas nozzle and, accordingly, gas distribution section.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению шейки горелки предусмотрено фильтрующее кольцо из спеченного материала для снижения давления, причем фильтрующее кольцо размещают в газовом сопле ниже по потоку внутри выполненной на одном участке как двухстенной газораспределительной секции. Укорочением газового сопла может быть достигнуто то, что время пребывания защитного газа в сопле уже не будет достаточным, чтобы обеспечить ламинаризацию газа. Вследствие этого предусмотрено фильтрующее кольцо из спеченного материала для снижения давления.In a further preferred embodiment of the burner neck according to the invention, a filter ring of sintered material is provided to reduce the pressure, the filter ring being placed in a gas nozzle downstream inside a one-piece, double-walled gas distribution section. By shortening the gas nozzle, it can be achieved that the residence time of the protective gas in the nozzle is no longer sufficient to ensure laminarization of the gas. Therefore, a sintered material filter ring is provided to reduce the pressure.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, предусмотрен брызгозащитный щиток для защиты от образующихся при сварке брызг. Защитный газ протекает через газораспределитель, соответственно, газораспределительную секцию аксиально относительно брызгозащитного щитка и от него опять радиально проходит в газовое сопло. Брызгозащитный щиток предпочтительно состоит из термостойкого изолятора, такого как армированный стекловолокном политетрафторэтилен (PTFE), и при очистке токоподводящего мундштука и газового сопла фрезой находится на достаточном расстоянии от них, так что брызгозащитный щиток не повреждается фрезой.According to a further preferred embodiment of the invention, a splash guard is provided to protect against welding spatter. The protective gas flows through the gas distributor or gas distribution section axially relative to the splash guard and from there again passes radially into the gas nozzle. The splash guard preferably consists of a heat-resistant insulator such as glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene (PTFE), and when cleaning the current carrying tip and gas nozzle with a router bit, is positioned at a sufficient distance from them so that the splash guard is not damaged by the router bit.

Согласно дополнительной независимой идее изобретения, предусмотрена горелка с шейкой горелки, в частности, с описанной выше шейкой горелки.According to a further independent idea of the invention, a burner is provided with a burner neck, in particular with a burner neck as described above.

Согласно дополнительной независимой идее изобретения, предусмотрен способ термического соединения по меньшей мере одной заготовки, в частности, для соединения с использованием электрической дуги, предпочтительно для дуговой сварки или дуговой пайки, с электродом для создания электрической дуги между электродом и заготовкой. Поток защитного газа вытекает из газового сопла, в частности, согласно описанному выше газовому соплу. Направление течения потока защитного газа по меньшей мере однократно изменяется посредством газораспределительной секции, соответственно, газораспределителя, так, что длительность течения, соответственно, траектория течения потока защитного газа внутри газового сопла удлиняется, причем поток защитного газа по существу кольцеобразно охватывает электрод на газовыпускном канале газового сопла.According to a further independent idea of the invention, there is provided a method for thermally joining at least one workpiece, in particular for joining using an electric arc, preferably arc welding or arc soldering, to an electrode to create an electric arc between the electrode and the workpiece. A flow of shielding gas flows out of the gas nozzle, in particular according to the gas nozzle described above. The flow direction of the protective gas flow is changed at least once by means of the gas distribution section or the gas distributor, such that the duration of the flow or the flow path of the protective gas flow inside the gas nozzle is lengthened, wherein the flow of protective gas envelops the electrode in the gas outlet channel of the gas nozzle in a substantially ring-shaped manner. .

Дополнительные цели, преимущества, признаки и возможности осуществления настоящего изобретения следуют из приеденного ниже описания примера исполнения со ссылкой на чертеж. При этом все описанные и/или графически представленные признаки по отдельности или в любой целесообразной комбинации создают предмет настоящего изобретения, также независимо от их обобщения в пунктах формулы изобретения или их взаимосвязи.Additional objectives, advantages, features and possibilities for implementing the present invention follow from the following description of an example with reference to the drawing. In this case, all described and/or graphically presented features, individually or in any suitable combination, create the subject of the present invention, also regardless of their generalization in the claims or their relationship.

При этом, отчасти схематически, показано:In this case, partly schematically, it is shown:

Фиг. 1 представляет часть шейки горелки для сварочной горелки с газовым соплом,Fig. 1 represents a part of the torch neck for a welding torch with a gas nozzle,

Фиг. 2 представляет подробный вид газового сопла с газораспределительной секцией,Fig. 2 is a detailed view of a gas nozzle with a gas distribution section,

Фиг. 3 представляет подробный вид газового сопла, причем газораспределительная секция и газовое сопло сформированы в виде цельной детали,Fig. 3 is a detailed view of a gas nozzle, wherein the gas distribution section and the gas nozzle are formed as a single piece,

Фиг. 4 представляет вид в разрезе шейки горелки согласно Фиг. 1, иFig. 4 is a sectional view of the burner neck according to FIG. 1, and

Фиг. 5 представляет часть шейки горелки согласно Фиг. 1 и с 7 фрезой.Fig. 5 shows part of the burner neck according to FIG. 1 and with 7 cutter.

Одинаковые или одинаково действующие конструкционные детали снабжены в описанных далее фигурах чертежа кодовыми номерами позиций на основе одного варианта исполнения, чтобы улучшить удобочитаемость.Identical or identically functioning structural parts are provided with reference numerals based on the same embodiment in the drawing figures described below to improve readability.

Из Фиг. 1 следует шейка 10 горелки со штуцером 7 сварочной горелки для термического соединения по меньшей мере одной заготовки, в частности, для соединения с использованием электрической дуги, предпочтительно для дуговой сварки или дуговой пайки. При обработке листовых заготовок применяют типовые технологии «MIG»-, «MAG»-, а также «WIG»-сварки.From Fig. 1 shows a torch neck 10 with a welding torch connection 7 for thermally joining at least one workpiece, in particular for joining using an electric arc, preferably for arc welding or arc soldering. When processing sheet blanks, standard MIG, MAG, and WIG welding technologies are used.

Фиг. 5 отличается от Фиг. 1 тем, что дополнительно показывает еще и фрезу 18.Fig. 5 differs from Fig. 1 in that it additionally shows cutter 18.

В способах дуговой сварки в защитном газе плавящимся электродом (MSG) под «MIG» подразумевают «металл-инертный газ», и под «MAG» подразумевают «металл-активный газ». MAG-сварка представляет собой способ сварки металла в защитном газе (MSG) с использованием активного газа, в котором электрическую дугу зажигают между непрерывно подаваемым плавящимся проволочным электродом и заготовкой. Плавящийся электрод поставляет дополнительный материал для формирования сварного шва.In consumable shielded gas (MSG) methods, "MIG" means "metal inert gas" and "MAG" means "metal active gas". MAG welding is a metal shielding (MSG) welding process using an active gas in which an electric arc is struck between a continuously fed consumable wire electrode and the workpiece. The consumable electrode supplies additional material to form the weld.

В способах дуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом (WSG) под «WIG» подразумевают «вольфрам-инертный газ». Соответствующие изобретению сварочные устройства могут быть выполнены как управляемая оператором сварочная горелка.In gas shielded arc welding (WSG) methods, "WIG" refers to "tungsten inert gas". The welding devices according to the invention can be designed as an operator-controlled welding torch.

Устройства для дуговой сварки для расплавления металла шва создают электрическую дугу между заготовкой и плавящимся или неплавящимся сварочным электродом. Сварочный материал, а также место сварки защищены от атмосферных газов, главным образом N2, О2, Н2, окружающего воздуха.Arc welding devices create an electric arc between the workpiece and a consumable or non-consumable welding electrode to melt weld metal. The welding material, as well as the welding site, are protected from atmospheric gases, mainly N 2 , O 2 , H 2 , and ambient air.

При этом сварочный электрод предусмотрен на корпусе сварочной горелки, который соединен с сварочным генератором для дуговой сварки. Корпус горелки обычно содержит группу размещенных внутри подводящих сварочный ток деталей, которые подводят сварочный ток от источника сварочного тока в сварочном генераторе для дуговой сварки к вершине сварочного электрода на головке горелки, чтобы затем создавать там электрическую дугу к заготовке.In this case, a welding electrode is provided on a body of a welding torch, which is connected to a welding generator for arc welding. The torch body typically includes a group of internal welding current input parts that conduct welding current from the welding current source in the arc welding generator to the top of the welding electrode on the torch head to then create an electric arc there to the workpiece.

Поток защитного газа обтекает сварочный электрод, дугу, ванну расплава и зону термического влияния на заготовке, и при этом подается в эти области через головку горелки сварочной горелки. Газовое сопло 1 направляет поток защитного газа к переднему концу головки горелки, где поток защитного газа вытекает из головки горелки, почти кольцеобразно окружая сварочный электрод.The shielding gas flows around the welding electrode, arc, melt pool, and heat-affected zone of the workpiece, and is supplied to these areas through the torch head of the welding torch. The gas nozzle 1 directs the flow of shielding gas to the front end of the torch head, where the flow of shielding gas flows out of the torch head, surrounding the welding electrode in an almost ring-shaped manner.

Представленная в Фиг. 1 и 5 шейка 10 горелки на головке сварочной горелки в данном примере исполнения имеет газовое сопло 1 для выпускания потока защитного газа из предусмотренного на переднем конце газового сопла 1 газовыпускного канала 2. Подобные газовые сопла 1 подробно изображены в Фиг. 2 и 3.Shown in FIG. 1 and 5, the torch neck 10 on the welding torch head in this embodiment has a gas nozzle 1 for discharging a flow of shielding gas from a gas outlet channel 2 provided at the front end of the gas nozzle 1. Such gas nozzles 1 are shown in detail in FIG. 2 and 3.

Из Фиг. 1-3 и 5 дополнительно видно, что газовое сопло 1, по меньшей мере на одном участке газораспределительной секции 3, сформировано двухстенным для образования проточной зоны 16 для потока защитного газа. Поэтому благодаря конструкции шейки 10 горелки с соответствующей геометрией газового сопла 1 с газораспределительной секцией 3 и газовыпускными отверстиями 8 даже при незначительном расстоянии до источника тепла обеспечивается достаточное время пребывания для выравнивания и ламинаризации потока защитного газа.From Fig. 1-3 and 5 it is additionally seen that the gas nozzle 1, at least in one section of the gas distribution section 3, is formed double-walled to form a flow zone 16 for the flow of protective gas. Therefore, thanks to the design of the burner neck 10 with the corresponding geometry of the gas nozzle 1 with the gas distribution section 3 and gas outlet openings 8, even at a small distance to the heat source, sufficient residence time is provided for leveling and laminarization of the shielding gas flow.

Варианты исполнения газового сопла 1 согласно Фиг. 1 и Фиг. 3 различаются тем, что газораспределительная секция 3 и газовое сопло 1 согласно Фиг. 3 выполнены в виде цельной детали. Например, газовое сопло 1 с газораспределительной секцией 3 может быть изготовлено способом 3D-печати.Options for the gas nozzle 1 according to Fig. 1 and Fig. 3 differ in that the gas distribution section 3 and the gas nozzle 1 according to FIG. 3 are made as a single piece. For example, a gas nozzle 1 with a gas distribution section 3 can be manufactured by 3D printing.

Напротив, Фиг. 2 показывает, что что газораспределительная секция 3 образована в виде размещенного на газовом сопле 1 газораспределителя 4. Тем самым газовое сопло 1 и газораспределитель 4 образуют конструктивный узел.On the contrary, Fig. 2 shows that the gas distribution section 3 is formed in the form of a gas distributor 4 placed on the gas nozzle 1. Thus, the gas nozzle 1 and the gas distributor 4 form a structural unit.

В обоих вариантах исполнения газового сопла 1 согласно Фиг. 2 и Фиг. 3 газораспределительная секция 3 имеет на периферийной стороне многочисленные размещенные на примерно равном расстоянии друг от друга газовыпускные отверстия 8 так, что газовыпускной канал 2 находится в сообщении по текучей среде с газовыпускными отверстиями 8.In both embodiments of the gas nozzle 1 according to Fig. 2 and Fig. 3, the gas distribution section 3 has on its peripheral side numerous gas outlet openings 8 located at approximately equal distances from each other, so that the gas outlet channel 2 is in fluid communication with the gas outlet openings 8.

Поток защитного газа вытекает через эти газовыпускные отверстия 8 соответственно радиальному распределению отверстий 8, будучи равномерно распределенным по окружности. Выходящий через газовыпускные отверстия 8 поток защитного газа тем самым отклоняется и меняет направление в газовом сопле 1 так, что получается улучшенный в отношении ламинарности газовый поток защитного газа по направлению к газовыпускному каналу 2.The shielding gas flow flows out through these gas outlet openings 8 according to the radial distribution of the openings 8, being uniformly distributed around the circumference. The protective gas flow exiting through the gas outlet openings 8 is thereby deflected and changes direction in the gas nozzle 1 so that a laminarity-improved protective gas gas flow towards the gas outlet channel 2 is obtained.

Конструктивный узел из газового сопла 1 и газораспределителя 4, соответственно, газораспределительной секции 3, образует удлинение проточного канала для защитного газа, в котором уже на переднем конце шейки горелки может быть сформировано желательное ламинарное течение.The structural unit of the gas nozzle 1 and the gas distributor 4, respectively, the gas distribution section 3, forms an extension of the flow channel for the protective gas, in which the desired laminar flow can be formed already at the front end of the burner neck.

Кроме того, как следует из Фиг. 1-5, определяемый газовым соплом 1 и поверхностью участка 6 присоединения газораспределителя внутренний диаметр 5 газового сопла 1 для потока газа ниже по потоку выполнен постоянным или сходящимся на конус, то есть, сужающимся. В сварочных горелках, в частности, в машинных горелках, в процессе сварки может происходить засорение газового сопла 1 и газовыпускных отверстий 8 загрязнениями. Эти загрязненные детали автоматически очищаются фрезой 18, и тем самым с них удаляются образованные при сварке брызги. Таким образом, быстроизнашивающиеся детали, в частности, газовое сопло 1, контактный токоподводящий мундштук 11 или брызгозащитный щиток 9, должны выдерживать создаваемые фрезой механические нагрузки. Подобная фреза 18 изображена в Фиг. 5.Moreover, as can be seen from FIG. 1-5, determined by the gas nozzle 1 and the surface of the gas distributor connection section 6, the inner diameter 5 of the gas nozzle 1 for the gas flow downstream is made constant or conical, that is, tapering. In welding torches, in particular in machine torches, during the welding process the gas nozzle 1 and gas outlet openings 8 may become clogged with contaminants. These contaminated parts are automatically cleaned by cutter 18, thereby removing welding spatter from them. Thus, wear parts, in particular, the gas nozzle 1, the contact current-carrying mouthpiece 11 or the splash guard 9, must withstand the mechanical loads created by the cutter. A similar cutter 18 is shown in Fig. 5.

При конфигурации внутреннего диаметра 5 газового сопла 1 можно без проблем ввести в газовое сопло 1 механически направляемую фрезу 18 и довести ее до очищаемых газовыпускных отверстий 8. Тем самым размещенный на газовом сопле 1 газораспределитель 4 и, соответственно, газораспределительная секция 3 являются нечувствительными к очистке фрезой 18.With the configuration of the inner diameter 5 of the gas nozzle 1, it is possible to easily insert a mechanically guided cutter 18 into the gas nozzle 1 and bring it to the gas outlet openings 8 to be cleaned. Thus, the gas distributor 4 located on the gas nozzle 1 and, accordingly, the gas distribution section 3 are insensitive to cleaning by the cutter 18.

При многодетальной конфигурации газового сопла 1 с газораспределителем 4 согласно Фиг. 2, газораспределитель 4 примыкает, по меньшей мере на отдельных участках, к газовому соплу 1 по существу заподлицо. Тем самым обеспечивается возможность оптимальной очистки газового сопла 1. Внутренние детали, в частности, контактный токоподводящий мундштук 11 и его держатель, для этого не должны быть изменены. Тем самым возможна легкая автоматизированная очистка фрезой 18.With a multi-part configuration of the gas nozzle 1 with the gas distributor 4 according to Fig. 2, the gas distributor 4 is adjacent, at least in certain areas, to the gas nozzle 1 substantially flush. This ensures that the gas nozzle 1 can be optimally cleaned. The internal parts, in particular the contact tip 11 and its holder, do not have to be modified for this purpose. This makes easy automated cleaning possible with cutter 18.

При конструкции газового сопла 1 согласно Фиг. 2 газораспределитель 4 соединен с газовым соплом 1 с геометрическим замыканием, и/или с силовым замыканием, и/или неразъемно. В частности, может быть предусмотрено, что газораспределитель 4 соединен с газовым соплом 1 разъемно, в частности, свинчен или запрессован. В альтернативном варианте возможно, что газораспределитель 4 прочно соединен с газовым соплом 1, в частности, приклеен, припаян или запрессован в газовое сопло 1.With the design of the gas nozzle 1 according to FIG. 2, the gas distributor 4 is connected to the gas nozzle 1 with a geometric connection, and/or with a force connection, and/or permanently. In particular, it can be provided that the gas distributor 4 is connected to the gas nozzle 1 detachably, in particular screwed or pressed. Alternatively, it is possible that the gas distributor 4 is firmly connected to the gas nozzle 1, in particular glued, soldered or pressed into the gas nozzle 1.

Как следует из изображения в разрезе шейки 10 горелки согласно Фиг. 4, а также из Фиг. 1 и Фиг. 5, изоляционный чехол 15 электрически изолирует электрически соединенную с контактным токоподводящим мундштуком 11 внутреннюю трубку 13 шейки 10 горелки от находящейся на расстоянии от внутренней трубки 13 наружной трубки 14 шейки 10 горелки, предпочтительно с крышкой на конце обеих трубок 13 и 14. Наружные части горелки и соответственно, шейки 10 горелки электрически изолированы от внутренней трубки 13, чтобы предотвратить течение сварочных токов через корпус горелки.As follows from the cross-sectional image of the burner neck 10 according to FIG. 4 and also from FIG. 1 and Fig. 5, the insulating cover 15 electrically insulates the inner tube 13 of the torch neck 10, which is electrically connected to the contact current supply nozzle 11, from the outer tube 14 of the torch neck 10, located at a distance from the inner tube 13, preferably with a cap at the end of both tubes 13 and 14. The outer parts of the torch and accordingly, the torch necks 10 are electrically insulated from the inner tube 13 to prevent welding currents from flowing through the torch body.

При наличии, держатель 17 газового сопла, наряду с действием в качестве держателя газового сопла 1, также исполняет функцию распределения защитного газа. Поэтому как брызгозащитный щиток 9, так и изоляционный чехол 15 могут быть выполнены функционально отдельными от подачи защитного газа. Поэтому брызгозащитный щиток 9 может быть сформирован в виде сплошной стенки и тем самым более стабильным, чем в традиционных конструкциях, в которых защитный газ пропускают через брызгозащитный щиток через отверстие в нем. Напротив, назначением изоляционного чехла 15 является исключительно позиционирование трубок и изоляции, правда, он должен быть непроницаемым для протекания текучей среды.If provided, the gas nozzle holder 17, in addition to acting as a holder for the gas nozzle 1, also performs the function of distributing the shielding gas. Therefore, both the splash guard 9 and the insulating cover 15 can be designed functionally separate from the protective gas supply. Therefore, the splash shield 9 can be formed as a solid wall and thereby be more stable than in conventional designs in which shielding gas is passed through the splash shield through an opening therein. In contrast, the purpose of the insulating boot 15 is solely to position the tubes and insulation, although it must be impermeable to fluid flow.

Поток защитного газа направляется в двойную стенку внутренней трубки 13. Разделением электрической изоляции 15 и подачи потока защитного газа можно сформировать электрическую изоляцию, например, в форме крышки и распорки на конце передних концов внутренней трубки 13 и наружной трубки 14.The shielding gas flow is directed into the double wall of the inner tube 13. By separating the electrical insulation 15 and supplying the shielding gas flow, the electrical insulation can be formed, for example, in the form of a cap and spacer at the end of the front ends of the inner tube 13 and the outer tube 14.

Кроме того, как следует из Фиг. 1, Фиг. 4 и Фиг. 5, предусмотрен брызгозащитный щиток 9 для защиты от образующихся в процессе сварки брызг. Поток защитного газа протекает через газораспределитель 4, соответственно, газораспределительную секцию 3 аксиально к брызгозащитному щитку 9, и от него опять радиально проходит в газовое сопло 1. Брызгозащитный щиток предпочтительно состоит из армированного стекловолокном политетрафторэтилена (PTFE), и при очистке контактного токоподводящего мундштука 11 и газового сопла 1 фрезой 18 находится на достаточном расстоянии от фрезы 18, так что брызгозащитный щиток 9 не повреждается фрезой 18.Moreover, as can be seen from FIG. 1, Fig. 4 and Fig. 5, a splash guard 9 is provided to protect against splashes generated during the welding process. The flow of protective gas flows through the gas distributor 4, respectively, the gas distribution section 3 axially to the splash guard 9, and from there again passes radially into the gas nozzle 1. The splash guard preferably consists of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene (PTFE), and when cleaning the contact current-carrying mouthpiece 11 and gas nozzle 1 with cutter 18 is located at a sufficient distance from cutter 18 so that the splash guard 9 is not damaged by cutter 18.

При наличии, брызгозащитный щиток 9 исполняет двойную функцию, а именно, предусмотрен не только для защиты от возникающих при сварке брызг, но также принимает на себя функцию электрического изолятора 15. Тем самым посредством единственной детали, а именно, брызгозащитного щитка 9, соответственно, электрического изолятора 15, исполняется двойная функция.If present, the splash guard 9 performs a double function, namely, it is provided not only to protect against splashes arising during welding, but also assumes the function of an electrical insulator 15. Thus, through a single part, namely the splash shield 9, the electrical insulator 15, performs a double function.

Укорочением газового сопла 1 может быть достигнуто то, что время пребывания потока защитного газа в газовом сопле 1 уже не будет достаточным, чтобы обеспечить ламинаризацию защитного газа. Вследствие этого предусмотрено фильтрующее кольцо 12 из спеченного материала для снижения давления. Фильтрующее кольцо 12 размещают в газовом сопле 1 ниже по потоку внутри выполненной на одном участке как двухстенной газораспределительной секции 3.By shortening the gas nozzle 1, it can be achieved that the residence time of the protective gas flow in the gas nozzle 1 is no longer sufficient to ensure laminarization of the protective gas. Therefore, a sintered material filter ring 12 is provided to reduce the pressure. The filter ring 12 is placed in the gas nozzle 1 downstream inside a double-walled gas distribution section 3 made in one area.

Список ссылочных позицийList of reference items

1 газовое сопло1 gas nozzle

2 газовыпускной канал2 gas outlet channel

3 газораспределительная секция3 gas distribution section

4 газораспределитель4 gas distributor

5 внутренний диаметр5 inner diameter

6 участок присоединения газораспределителя6 gas distributor connection area

7 штуцер7 fitting

8 газовыпускное отверстие8 gas outlet

9 брызгозащитный щиток9 splash guard

10 шейка горелки10 burner neck

11 контактный токоподводящий мундштук11-pin current-carrying mouthpiece

12 фильтрующее кольцо12 filter ring

13 внутренняя трубка13 inner tube

14 наружная трубка14 outer tube

15 изоляционный чехол15 insulating cover

16 проточная зона16 flow zone

17 держатель газового сопла17 gas nozzle holder

18 фреза18 cutter

Claims (15)

1. Газовое сопло (1) для выпускания потока защитного газа при соединении заготовок с использованием электрической дуги, имеющее газовыпускной канал (2) и содержащее газораспределительную секцию (3) с образованием конструктивного узла, при этом по меньшей мере на отдельном участке газораспределительной секции (3) сопло выполнено двухстенным с образованием дополнительной проточной зоны (16) для потока защитного газа, причем газораспределительная секция (3) имеет на периферийной стороне одно или несколько размещенных на одинаковом расстоянии друг от друга газовыпускных отверстий (8), обеспечивающих сообщение газовыпускного канала (2) по текучей среде с газовыпускным отверстием или отверстиями (8).1. Gas nozzle (1) for releasing a flow of shielding gas when connecting workpieces using an electric arc, having a gas outlet channel (2) and containing a gas distribution section (3) to form a structural unit, at least in a separate section of the gas distribution section (3 ) the nozzle is made double-walled with the formation of an additional flow zone (16) for the flow of protective gas, and the gas distribution section (3) has on the peripheral side one or more gas outlet holes (8) located at the same distance from each other, providing communication with the gas outlet channel (2) by fluid with a gas outlet or holes (8). 2. Газовое сопло (1) по п. 1, отличающееся тем, что газораспределительная секция (3) сформирована в виде цельной детали с газовым соплом (1).2. Gas nozzle (1) according to claim 1, characterized in that the gas distribution section (3) is formed as a single piece with a gas nozzle (1). 3. Газовое сопло (1) по п. 1, отличающееся тем, что газораспределительная секция (3) образована закрепленным на газовом сопле (1) газораспределителем (4).3. Gas nozzle (1) according to claim 1, characterized in that the gas distribution section (3) is formed by a gas distributor (4) fixed to the gas nozzle (1). 4. Газовое сопло (1) по п. 3, отличающееся тем, что определяемый газовым соплом (1) и примыкающей поверхностью участка (6) газораспределителя внутренний диаметр (5) газового сопла (1) для потока газа ниже по потоку газа выполнен постоянным или сходящимся на конус в направлении потока.4. Gas nozzle (1) according to claim 3, characterized in that the inner diameter (5) of the gas nozzle (1) for the gas flow downstream of the gas flow, determined by the gas nozzle (1) and the adjacent surface of the gas distributor section (6), is made constant or converging to a cone in the direction of the flow. 5. Газовое сопло (1) по п. 3 или 4, отличающееся тем, что газораспределитель (4) выполнен из металлического материала, в частности, меди или медных сплавов, в частности CuCrZr, CuDHP, или из ударопрочных стеклокерамических материалов.5. Gas nozzle (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the gas distributor (4) is made of metal material, in particular copper or copper alloys, in particular CuCrZr, CuDHP, or impact-resistant glass-ceramic materials. 6. Газовое сопло (1) по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что газораспределитель (4), по меньшей мере на отдельных участках, примыкает к газовому соплу (1) заподлицо.6. Gas nozzle (1) according to any one of claims. 3-5, characterized in that the gas distributor (4), at least in some sections, is flush with the gas nozzle (1). 7. Газовое сопло (1) по п. 3, отличающееся тем, что газораспределитель (4) соединен с газовым соплом (1) с геометрическим замыканием, и/или с силовым замыканием, и/или неразъемно.7. Gas nozzle (1) according to claim 3, characterized in that the gas distributor (4) is connected to the gas nozzle (1) with a positive connection, and/or with a force connection, and/or permanently. 8. Газовое сопло (1) по п. 3 или 7, отличающееся тем, что газораспределитель (4) соединен с газовым соплом (1) разъемно, в частности, свинчен или запрессован.8. Gas nozzle (1) according to claim 3 or 7, characterized in that the gas distributor (4) is detachably connected to the gas nozzle (1), in particular, screwed or pressed. 9. Газовое сопло (1) по п. 3 или 7, отличающееся тем, что газораспределитель (4) соединен с газовым соплом (1) неразъемно, в частности, приклеен, припаян или запрессован в газовое сопло (1).9. Gas nozzle (1) according to claim 3 or 7, characterized in that the gas distributor (4) is permanently connected to the gas nozzle (1), in particular, glued, soldered or pressed into the gas nozzle (1). 10. Шейка (10) горелки для соединения заготовок с использованием электрической дуги, выполненная с возможностью размещения в ней электрода или проволоки, содержащая газовое сопло по любому из пп. 1-9.10. Neck (10) of the burner for connecting workpieces using an electric arc, configured to accommodate an electrode or wire, containing a gas nozzle according to any one of claims. 1-9. 11. Шейка (10) горелки по п. 10, отличающаяся тем, что она снабжена фильтрующим кольцом (12) из спеченного материала для снижения давления, причем фильтрующее кольцо (12) размещено в газовом сопле (1) ниже по потоку внутри газораспределительной секции (3) на одном двухстенном участке.11. Burner neck (10) according to claim 10, characterized in that it is equipped with a filter ring (12) made of sintered material to reduce pressure, and the filter ring (12) is located in the gas nozzle (1) downstream inside the gas distribution section ( 3) on one double-walled area. 12. Шейка (10) горелки по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что она содержит соединенную с контактным токоподводящим мундштуком (11) внутреннюю трубку (13) и расположенную на расстоянии от внутренней трубки (13) наружную трубку (14), электрически отделенные друг от друга электрическим изолятором (15). 12. The neck (10) of the burner according to claim 10 or 11, characterized in that it contains an inner tube (13) connected to the contact current-carrying mouthpiece (11) and an outer tube (14) located at a distance from the inner tube (13), electrically separated from each other by an electrical insulator (15). 13. Шейка (10) горелки по п. 12, отличающаяся тем, что она снабжена размещенным перед изолятором (15) брызгозащитным щитком (9) для защиты от возникающих при сварке брызг, который выполнен, в частности, из армированного стекловолокном PTFE.13. The neck (10) of the torch according to claim 12, characterized in that it is equipped with a splash guard (9) placed in front of the insulator (15) to protect against splashes arising during welding, which is made, in particular, of glass fiber reinforced PTFE. 14. Горелка для соединения заготовок с использованием электрической дуги, содержащая шейку (10) горелки по любому из пп. 10-13.14. A torch for connecting workpieces using an electric arc, containing a torch neck (10) according to any one of paragraphs. 10-13. 15. Способ соединения заготовок с использованием электрической дуги, в частности сваркой или пайкой электродом или проволокой, включающий использование газового сопла (1) по любому из пп. 1-9, при этом направление течения потока защитного газа по меньшей мере однократно изменяют посредством газораспределительной секции (3) так, что длительность течения и траектория течения потока защитного газа внутри газового сопла (1) удлиняется, причем поток защитного газа кольцеобразно охватывает электрод или проволоку в газовыпускном канале (2) газового сопла (1).15. A method for connecting workpieces using an electric arc, in particular by welding or soldering with an electrode or wire, including the use of a gas nozzle (1) according to any one of claims. 1-9, wherein the flow direction of the protective gas is changed at least once by means of the gas distribution section (3) so that the flow duration and flow path of the protective gas inside the gas nozzle (1) is extended, and the protective gas flow encircles the electrode or wire in an annular manner in the gas outlet channel (2) of the gas nozzle (1).
RU2021116829A 2019-01-11 2019-12-19 Gas nozzle for release of shielding gas flow and burner with gas nozzle RU2802612C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019100581.7 2019-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021116829A RU2021116829A (en) 2023-02-13
RU2802612C2 true RU2802612C2 (en) 2023-08-30

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210100B (en) * 1960-04-25 1966-02-03 Union Carbide Corp Inert gas arc welding torch
SU1207682A1 (en) * 1984-06-07 1986-01-30 Предприятие П/Я Р-6719 Torch for gas-shielded arc welding
JPH07256462A (en) * 1994-03-17 1995-10-09 Hisao Ishida Structure of welding part in gas shield arc welding equipment
RU2404033C1 (en) * 2006-10-12 2010-11-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Insert, gas lens with said insert and welding torch with said gas lens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210100B (en) * 1960-04-25 1966-02-03 Union Carbide Corp Inert gas arc welding torch
SU1207682A1 (en) * 1984-06-07 1986-01-30 Предприятие П/Я Р-6719 Torch for gas-shielded arc welding
JPH07256462A (en) * 1994-03-17 1995-10-09 Hisao Ishida Structure of welding part in gas shield arc welding equipment
RU2404033C1 (en) * 2006-10-12 2010-11-20 Фрониус Интернэшнл Гмбх Insert, gas lens with said insert and welding torch with said gas lens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6495798B1 (en) Radial tube torch head
US4667083A (en) Torch for preheating a continuously fed welding wire
US7605340B2 (en) Apparatus for cooling plasma arc torch nozzles
KR940002841B1 (en) Plasma arc torch having extended nozzle of substantially
US3612807A (en) Method of and device for plasma arc welding
US20150129571A1 (en) Nozzle insert for an arc welding apparatus
MX2008011246A (en) Hybrid shield device for a plasma arc torch.
JP7281456B2 (en) Plasma torch head, laser cutting head and nozzle for plasma laser cutting head, assembly with nozzle, plasma torch head and plasma torch, laser cutting head with nozzle and plasma laser cutting head with nozzle
GB2116100A (en) Gas-shielded consumable electrode, arc welding gun
US20080061050A1 (en) Tungsten-copper welding tip
JP7410147B2 (en) Gas nozzle and torch with gas nozzle for exiting the shielding gas flow
WO1995031306A1 (en) Gta welding
JP6578078B1 (en) TIG welding torch
RU2802612C2 (en) Gas nozzle for release of shielding gas flow and burner with gas nozzle
US20210078115A1 (en) Torch body for thermal joining
JPH07108378A (en) Torch for arc welding or cutting
JP7176780B2 (en) TIG welding torch with narrow nozzle for spot welding
US5302804A (en) Gas arc constriction for plasma arc welding
CN110891724A (en) Welding gun
CN116568444A (en) Welding torch neck for thermally connecting at least one workpiece, welding torch with welding torch neck, and welding device
JP5472931B2 (en) Plasma welding equipment
CN112789133A (en) Connecting part and wearing part holder for a machining head for hot material machining, in particular a plasma torch head, laser head, plasma laser head and method for joining the same
JP6818172B1 (en) Welding torch
US20220346216A1 (en) Wear Part for an Arc Torch and Plasma Torch, Arc Torch and Plasma Torch Comprising Same, Method for Plasma Cutting and Method for Producing an Electrode for an Arc Torch and Plasma Torch
DE202019100124U1 (en) Gas nozzle for the outflow of a protective gas stream and burner neck with a gas nozzle