Сопло к горелке для сварки в среде защитного газа

 

Изобретение относится к устройствам для сварки в среде защитных газов металлических конструкций на открытых площадках при значительных скоростях перемещения окружающего воздуха и может быть использовано в отраслях промышленности, где производится монтаж металлических конструкций на открытом воздухе. Цель изобретения - повышение устойчивости защитной струи к сносящим воздушным потокам при сварке на ветру и сокращение расхода защитного газа. Сопло в горелке выполнено с нескольскими продольными пластинами, установленными в его проточной части радиально под одинаковыми углами одна по отношению к другой. Длина выступающих за срез сопла частей пластин составляет 0,3 - 0,75 диаметра выходного отверстия сопла. Такая конструкция обеспечивает максимальное использование кинетической энергии струи инертного газа для защиты от ветра. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ COBE TCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s В 23 К 9/16

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4353685/27 (22) 30,12,87 (46) 15.08.91. Бюл. N 30 (72) Н, И. Акатнов, И. И. Бабаев, Д. И. Примин, М. Ю. Кузнецов, Г. А. Федоренко, В. М. Шведиков и А. П. Барышников (53) 621.791.753.9.034(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 614914, кл, В 23 К 9/16, 1976, (54) СОПЛО К ГОРЕЛКЕ ДЛЯ СВАРКИ В

СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к устройствам для сварки в среде защитных газов м галлических конструкций на открытых площадках при значительных скоростях перемещения окружающего воздуха и может быть испольИзобретение относится к устройствам для сварки в среде защитных газов металлических конструкций на бткрытых площадках при значительных скоростях перемещения окружающего воздуха и может быть использовано в отраслях промышленности, где производится монтаж металлических конструкций на открытом воздухе.

Цель изобретения — повышение устойчивости защитной струи к сносящим воздушным потокам при сварке на ветру и сокращение расхода защитного газа, На фиг. 1 показана сварочная горелка, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — график зависимости устойчивости струи по отношению к сносящему потоку от расхода защитного газа при сварке с соплом, имеющим четыре, шесть, восемь пластин, и с соплом без пластин.

„„Я2 „„1669658 А1 зоеано в отраслях промышленности, где производится монтаж металлических конструкций на открытом воздухе. Цель изобретения — повышение устойчивости защитной струи к сносящим воздушным потокам при сварке на ветру и сокращение расхода защитного газа. Сопло в горелке выполнено с несколькими продольными пластинами, установленными е его проточной части радиально под одинаковыми углами одна по отношению к другой. Длина выступающих на срез сопла частей пластин составляет

0,3-0,75 диаметра выходного отверстия сопла, Такая конструкция обеспечивает максимальное использование кинетической энергии струи инертного газа для защиты от ветра. 1 э. и. ф-лы, 3 ил.

Горелка содержит корпус 1, на котором закреплено сопло 2, в котором установлена мел коячеистая металлическая сетка 3, предназначенная для гашения турбулентности истечения защитного газа перед входом в сопло 2. В выходном канале сопла радиально установлено шесть пластин 4. Позицией

5 обозначен неплавящийся электрод. Пластины 4 установлены равномерно по окружности. Электрод 5 выполнен цилиндрическим, переходящим е заостренный рабочий торец, Стабилизирующие пластины 4 имеют вид прямоугольников, которые одной из своих длинных сторон прикреплены к внутренней поверхности сопла. Верхние кромки пластин выполнены с заточкой для уменьшения возмущающего действия на струйный поток. Между поверхностью электрода 5 и прилегающими к

1669658 электроду кромками пластин 4 имеются небольшие зазоры величиной 1 — 2 мм, Длина h выступающих частей пластины составляет 0.3-0,75 диаметра выходного отверстия сопла. Если длина h выступающей части пластины меньше 0,3 диаметра выходного отверстия сопла, то стабилизирующее действие пластин резко уменьшается, струя (при воздействии сносящего потока воздуха) резко отклоняется так же, как и при их отсутствии. При h> 0,75диаметра выходного отверстия сопла нижние кромки пластин попадают в зону воздействия электрической дуги, что может привести к повреждению пластин.

Нижние кромки пластин могут быть выполнены со скосами. Эти скосы необходимы для предотвращения попадания наружных углов пластин B сварочную ванну B случаях сварки наклонной горелкой, углы скоса составляют 10 — 45 . Угли скоса более 45 понижают эффективность стабилизиру ощего действия пластин 4.

Горелка работает следующим образом.

При сварке горелку устанавливают над местом сварки. Струя инертного газа, вытекающая иэ сопла 2, в котором установлены пластины 4, вытесняя воздух иэ области, где происходит сварка, предохраняет металл 0Т окисления. Для обеспечени;. хорошего качества сварки концентрация кислорода над местом расплава не должна превышать доли процентра, поэтому защита осуществляется начальным участком струи, где имеется ядро 100 -ной концентрации защитного газа — защищающее ядро струи. На внешней границе ядра существует пограничный слой, который содержит смесь защищающего газа с окружающим струю воздуха. У сопел, выполненных в виде конфузора с большим поджатием потока, пограничный слои у среза сопла сравнительно тонок, а ядро струи имеет большой диаметр. Соответственно диаметры ядра и защищенной области на поверхности металла больше в том случае, когда используется конфузорное сопло (в сравнении с цилиндрическим соплом). При сварке на ветру струя отклоняется порывами ветра, поэтому, чем больше диаметр защитного ядра. тем надежнее защита.

B потоке защитной струи, турбулиэированной острыми кромками пластин 4 и протекающей в зазоре между пластинами 4 и поверхностью электрода 5, турбулентность снижается, вследствие чего размеры ядра струи не уменьшаются, На фиг, 2 представлены результаты исследования отклонения защитной струи сносящим потоком. При заданном значении

С (концентрация инертного газа) на границе защищаемой области (например, С=0,95) самый большой расход газа потребляет сопло беэ пластин (кривая 6); меньший расход потребуется, если в сопле находятся 4 пластины (кривая 7); для сопла с восемью пластинами (кривая 8) требуется меньший расход в сравнении с соплом, имеющим четыре пластины; наконец, наименьший расход будет потреблять сопло с шестью пластинами (кривая 9). В отличие от сопла с четырьмя пластинами сопло с шестью пластинами обеспечивает устойчивость защитной струи при любом положении пластин относительно сносящего потока, Сопло с оперением из шести пластин позволяет уменьшить расход защитного газа примерно на 407 при заданной скорости сносящего потока, а форма защитного пятна в этом случае не зависит от направления снося щего потока по отношению к расположению пластин, т. е. предложенная конструкция сопла позволяет максимально использовать кинетическую энергию струи инертного газа для защиты от ветра.

Формула изобретения

1. Сопло к горелке для сварки в среде защитного газа, содержащее установленные в нем пластины. выступающие за срез сопла, отличающееся тем,что,сцелью повышения устойчивости защитной струи к сносящим воздушным потокам при сварке на ветру и сокращения расхода защитного газа, пластины установлены радиально и расположены равномерно по окружности, при этом длина выступающих частей пластин составляет 0,3 — 0,75 диаметра выходного отверстия сопла.

2. Сопло по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что количество пластин равно 6.

1669658

1669658

Сост авитель Г. Квартальнова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор М. Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2701 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5