SU737153A1 - Горелка дл дуговой сварки плав щимс электродом в среде защитных газов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электродуговой сварке и наплавке металлов и их сплавов в среде активных или инертных газов И может найти применение в машиностроительной, химической и других отрасл х промышленности , а также в строительстве и в сельхоз- j технике.

Известна конструкци  сварочной горелки , включаюш.а  кольцеобразное сопло, которое концентрически окружает токоподвод ший мундштук с наконечником, причем в сопле предусмотрено дроссельное устрой- ° ство, выходные отверсти  которого выведены в паз, соприкасаюшийс  со стенкой мундштука горелки 1.

Известна также горелка, содержаша  в нижней сопловой части специальную камеру 5 дл  размещени  твердой углекислоты, котора , нагрева сь в процессе сварки,  вл етс  источником газообразной СО2. Углекислый саз вводитс  в зону Кварки через р д отверстий, содержаш,ихс  в сопловой камере. В указанной конструкции горелки 20 не требуетс  шлангов дл  подвода СОг 2.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой  вл етс  горелка дл  дуговой сварки плав щимс  электродом в среде защитных газов, содержаща  токоподвод щий мундштук с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода и установленным на нем контактным наконечником и соплом, а также камеру дл  подогрева и газификации жидкой СО 2 концентричную каналу дл  направлени  плав щегос  электрода и сообщающуюс  с формирующим каналом сопла , и дроссель, выполненный в виде капилл ра . Дроссель сообщаетс  с емкостью высокого давлени  дл  сжиженного газа через патрубок и шланг высокого давлени . Дл  прекращени  подачи газа в.горелку во внут- ренней полости токоподвода установлена уплотнительна  шайба из фторопласта или отожженной медной фольги. Дл  подачи сжиженного газа, например жидкой СО, в горелку необходимо повернуть сопло по часовой стрелке на один-два оборота, при этом, уплотнительна  шайба прижимаетс  к торцу мундштука и перекрывает калиброванное отверстие дроссел  3J.

Недостатком горелки  вл етс  наличие подвижных механических частей, а также

необходимость вручную перекрывать подачу жидкой СО 2, поворачива  сопло горелки вокруг оси на один-два оборота. Возможен значительный перерасход сжиженного газа после прекращени  сварки, если сварщик забывает повернуть блок горелки из сопла и наконечника с уплотнительной щайб9Й на один-два оборота по часовой стрелке , а также при неплотном перекрытии отверсти  дроссел  уплотнительной щайбой. Поскольку в течение смены, особенно при сварке непрот женных швов, сопло горелки должно быть повернуто не менее 100 раз, это приводит к быстрому износу резьбового соединени  токоподвод щего мундштука и подвижного блока горелки.

Кроме того, недостатками этой горелки  вл ютс  перерасход цветных металлов и сплавов вследствие изготовлени  мундштуков и подвижного блока горелки вместо изношенных деталей, а также возможный перекос уплотнительной шайбы вследствие износа резьбы подвижных частей, который может привести к потер м сжиженного газа .

При сварке на повышенном токе сопло горелки нагреваетс  до 300-350°С даже при охлаждении жидкой СОг, поэтому поворачивать гор чее сопло горелки трудно, что создает неудобство в работе.

В данной горелке неполно используютс  охлаждающие свойства сжиженного газа , так как после дросселировани  переохлажденна  жидка  СОг, частично в виде частиц сухого льда, контактирует с незначительной поверхностью токоподвод щего мундштука, определ емой объемом камеры, в которой расположены дроссель и уплотнительна  шайба.

Цель изобретени  - автоматизаци  подачи и прекращени  подачи сжиженного газа в горелку, улучщение ее охлаждени  и сокращение потерь защитного газа.

Цель достигаетс  тем, что в горелке дл  дуговой сварки плав щимс  электродом в среде защитных газов, содержащей токоподвод щий мундштук с каналом дл  направлени  плав шегос  электрода и установленным на нем контактным наконечником и соплом, а также камеру дл  подогрева и газификации жидкой СОг, концентричную каналу дл  направлени  плав щегос  электрода и сообщающуюс  с формирующим каналом сопла, и дроссель, выполненный в виде капилл ра , камера подогрева и газификации СОг. выполнена в виде токопровод щего пористого элемента. Камера может быть образована втулкой из пористого токопровод щего материала, установленной в полости, выполненной в токоподвод щем мундштуке. Мундштук выполнен из пористой бронзы.

На фиг. 1 схематически изображена горелка , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - горелка с токоподвод щим мундщтуком, изготовленным из пористой бронзы, общий вид. - Горелка содержит токоподвод щий мунд щтук 1 с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода и установленным на нем контактным наконечником 2 и соплом 3. Горелка имеет камеру дл  подогрева и газификации , выполненную в виде токопровод щего пористого элемента. В частных случа х камера может быть образована втулкой 4 из пористого токопровод щего материала, установленной в полости мундщтука 1 (фиг. 1) либо стенками самого мундщтука 2, выполненного из пористой бронзы Сфиг. 3) Сопло 3 изолировано от мундщтука I втулкой 5, выполненной из термостойких материалов, например из углепласта, фторофлагопита , нитрида бора.

Втулка 4 может быть изготовлена методом порощковой металлургии из пористой бронзы, титана, алюмини  или нержавеющей стали.

Камера дл  подогрева и газификации жидкой СО а выполнена концентрично каналу дл  н.правлени  плав щегос  электрода и сообщаетс  с. формирующим каналом ла 3 либо каналами б (фиг. 1), выполненJ ными в мундщтуке 1, либо через пористые стенки мундщтука 1 (фиг. 3). Камера сообщаетс  с дросселем 7.

Сопло 3, мундштук 1 и наконечник 2 горелки изготовлены из материалов с высокой электропроводностью, например из меди,

O алюмини  или сплавов на их основе. Дроссель 7 выполнен в виде миниатюрной форсунки с калиброванным отверстием из латуни или бронзы и присоединен к патрубку 8 через резьбовое, сварное или па ное соединение . Расход жидкой СО 2 в пределах 900 1000 л/ч (расход, приведенный к газовой фазе ) устанавливают дроссел ми с диаметром калиброванного отверсти  0,18-0,25 мм.

Горелка содержит также шланг, соедин ющий ее с источником жидкой СО а.

Принцип работы горелки основан на заполне11ии  чеек пористой втулки 4 или стенок мундщтука сухим льдом и перекрытии последним калиброванного отверсти  дроссел  7 после дросселировани  жидкой COj.

Во врем  сварки защитный газ, например жидка  СОг, из баллона под высоким давлением (до 75 кгс/см) поступает в горелку по щлангу и патрубку 8. Проход  через

0 дроссель 7, установленный внутри токоподвод щего мундштука 1, сжиженный газ редуцируетс , при этом давление его насыщенных паров уменьшаетс  от 75 до 1,0 кгс/см, что обусловливает понижение температуры до -78°С и образование частиц сухого льда.

Claims (2)

1. Одновременно, вследствие излучени  электрической дуги и теплопроводности, токоподвод щий мундштук 1 с запрессованной втулкой 4 из пористого металла нагреваетс . Частицы сухого льда и переохлажденной жидкой СО 2, попада  в  чейки пористой втулки 4, интенсивно испар ютс , отбира  тепло, затем газообразна  СО 2 проходит через радиальные каналы 6, равномерно распредел етс  внутри сопла 3, где окончательно нагреваетс  и выходит из него в виде газозащитного потока. Таким образом, процесс охлаждени  горелки сжиженным газом слагаетс  из трех процессов дросселировани  (редуцировани ), преобразовани  и подогрева газа. Дл  прекращени  подачи газа в горелку достаточно оборвать дугу, при этом автоматически независимо от сварщика прекращаетс  подача сжиженного газа. После обрыва дуги прекращаетс  процесс подвода тепла к горелке, в частности к токоподвод щему мундщтуку 1 с наконечником 2 и к втулке 4 из пористого металла. Процесс истечени  сжиженного газа из дроссел  7 некоторое врем  продолжаетс , втулка 4 из пористого металла, имеюща  больщую контактную поверхность с переохлажденным сжиженным газом, быстро охлаждаетс  и заполн етс  сухим льдом, что вызывает прекращение подачи жидкой СО 2 через дроссель 7 в горелку. «Замораживание горелки практически осуществл етс  в течение нескольких секунд (не более 10 с). Дл  продолжени  сварки достаточно зажечь дугу между, электродом и изделием. Вследствие высокой теплопроводности токоподвод щего мундщтука 1 и запрессованной в него втулки 4 из пористого металла последн   быстро нагреваетс , при этом сухой лед в  чейках указанной втулки мгновенно ублимирует , превраща сь в газообразное состо ние , цикл работы горелки повтор етс . Зажигать дугу можно на выводной планке В случае выполнени  мундщтука 1 из пористого токопровод щего материала, например пористой бронзы, развита  поверхность контактировани  сухого льда и материала токоподвод щего мундштука в  чейках пор обеспечивает еще более эффективное охлаждение горелки, равномерность и ламинарность газозащйтного потока на выходе из сопла горелки. Горелка позвол ет обеспечить автоматическое прекращение подачи сжиженного таза в горелку, после обрыва дуги и возобновлени  его подачи во врем  сварки и сокращение потерь защитного газа по сравнению с существующими системами газопитани  на 30-40%. Конструкци  горелки проста, с минимальным количеством деталей. Отсутствие подвижных деталей дает возможность повысить длительную работоспособность сварочной горелки и значительно снизить затраты на изготовление быстроизнащивающихс  частей , изготавливаемых из цветных металлов и их сплавов. Рациональное расположение дроссел  во внутренней полости наиболее теплонапр женного токоподвод щего мундштука и применение запрессованной втулки из по зистого металла позвол ет максимально использовать охлаждающие свойства сжиженного газа и снизить температурный градиент горелки , за счет этого забрызгивание горелки капл ми металла уменьщаетс  в 3-4 раза по сравнению со стандартными горелками без искусственного охлаждени , затраты на зачистку горелки от брызг сокращаютс  в три раза, врем  безостановочной работы горелки увеличиваетс  в три раза. Простота конструкции горелки дает возможность уменьшить ее габаритные размеры и вес. Кроме того, горелка обеспечивает стабильное , без нарушени  газовой защиты от воздействи  воздуха, горение дуги, углекислый газ поступает в зону сварки после дросселировани  с подогревом и не переохлаждает металл сварочной ванны. Применение горелки дает возможность регулировать интенсивность ее охлаждени  в широких пределах температурного градиента , в частности до отрицательной температуры . В системе газопитани  и охлаждени  горелки жидкой СО2 не требуютс  такие дефицитные газовые приборы как газовый редуктор, ротаметр, осушитель газа, подогреватель газа, электромагнитный клапан. Качество сварных соединений, выполн емых предложенной горелкой высоко, так как содержание азота и других вредных примесей в жидкой фазе СО 2 в несколько раз меньше, чем в газовой. Расход защитного газа в горелке устанавливаетс  и поддерживаетс  с помощью дроссел  независимо от сварщика, что обусловливает сокращение потерь газа. Формула изобретени  1.Горелка дл  дуговой сварки плав щимс  электродом в среде защитных газов, содержаща  токоподводйщий мундштук с каналом дл  направлени  плав щегос  электрода и установленным на нем контактным на-ч конечником и соплом, а также камеру дл  подогрева и газификации жидкой СО2, кон- центричную каналу дл  направлени  плав щегос  электрода и сообщающуюс  с формируюшим каналом сопла, и дроссель, выполненный в виде капилл ра, отличающа с  тем, что, с целью  втоматизации подачи и прекращени  подачи сжиженного газа в горелку , улучшени  охлаждени  горелки и сокрашени  расхода защитного газа, камера дл  подогрева и газификации СО2 выполнена в виде токопровод щего пористого элемента .
2. 2.Горелка по п. 1, отличающа с  тем, что камера образована втулкой из пористого токопровод щего материала, установленной