Горелка для сварки в защитных газах

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в оборудовании для дуговой сварки в защитных газах. Горелка содержит газопроницаемый пористый вкладыш, выполненный в виде конической втулки и установленный соосно с электроприводом. Нижний внутренний диаметр вкладыша равен диаметру входного сечения сопла, а верхняя часть втулки служит опорной поверхностью для электрододержателя. Суммарная площадь сквозных пор вкладыша не менее площади выходного сечения сопла. Такая конструкция позволяет повысить срок службы горелки при работе на повышенных токах при одновременном уменьшении ее габаритов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в оборудовании для сварки в защитных газах.

Известна горелка для сварки в защитных газах, имеющая пористый вкладыш с изменяющейся по сечению толщиной, установленный на входе сопла и охватывающий электрододержатель [1].

Недостатками аналога является то, что постепенное увеличение зазора между вкладышем и электрододержателем при замене или заточке электрода нарушает стабильность газовой струи и снижет эффективность защиты зоны сварки, и во время сварки происходит быстрое сгорание и засорение пористого вкладыша брызгами расплавленного металла из-за близкого его расположения к зоне сварки.

Известна горелка для сварки в защитных газах, имеющая сетчатый вкладыш, установленный на входе сопла и охватывающий электрододержатель [2].

Недостатками аналога является то, что недостаточное охлаждение электрододержателя снижает срок службы горелки, и во время сварки происходит быстрое сгорание и засорение сетчатого вкладыша брызгами расплавленного металла из-за близкого его расположения к зоне сварки.

Известна горелка для сварки в защитных газах, имеющая фигурную втулку, установленную на входе сопла, в которой параллельно и перпендикулярно к оси горелки расположены сквозные отверстия [3].

Недостатком аналога является то, что при нарушении первоначального диаметра отверстия, параллельного оси горелки, при смене электрода или засорении его расплавленным металлом во время сварки происходит нарушение стабильности газовой струи и снижение эффективности защиты зоны сварки.

Истекающая из трубки ограниченной длины струя газа может иметь равномерную по сечению скорость в том случае, если площадь ее поперечного сечения не менее суммарной площади отдельных струек, входящих в трубку. Следовательно, для обеспечения равномерности истечения газа из сопла горелки необходимо обеспечение условия ΣF_пор≥ F_сопла, то есть суммарная площадь сквозных пор вкладыша не менее площади выходного сечения сопла.

Общим недостатком аналогов является то, что для обеспечения указанного условия диаметр корпуса горелки должен быть значительно больше диаметра выходного сечения сопла. Так, при пористости вкладыша 0,3 диаметр корпуса горелки должен быть в два раза больше диаметра выходного сечения сопла, что ограничивает возможность сварки этими грелками в труднодоступных местах.

В качестве прототипа выбрана горелка для сварки в защитных газах с устанавливаемым на входе сопла сетчатым или пористым вкладышем, охватывающим электрододержатель [4]. Горелка обеспечивает выравнивание скорости истечения газа по сечению сопла, уменьшает завихрения струи, что способствует улучшению газовой защиты зоны сварки.

Недостатками прототипа является то, что для обеспечения условия ΣF_пор≥ F_сопла, то есть суммарная площадь пор не менее площади выходного сечения сопла, диаметр корпуса горелки должен быть значительно больше диаметра выходного сечения сопла, что ограничивает возможность сварки этой горелкой в труднодоступных местах, а также недостаточное охлаждение электрододержателя, что снижет срок службы горелки. Кроме того, во время сварки происходят быстрое сгорание и засорение вкладыша брызгами расплавленного металла из-за близкого его расположения к зоне сварки.

Задачей, на решение которых направлено изобретение, являются увеличение срока службы горелки при работе на повышенных токах и уменьшение габаритов горелки при одновременном снижении расхода защитного газа.

Решение поставленной задачи достигается тем, что газопроницаемый пористый вкладыш выполнен в виде конической втулки, установленной соосно с электродом, при этом верхняя часть втулки служит опорной поверхностью для электрододержателя, а нижняя часть опирается на сопло и имеет внутренний диаметр, равный диаметру входного сечения сопла.

На чертеже изображен общий вид горелки.

Горелка содержит электрод 1, который укреплен в электрододержателе 2. Соосно с электродом установлена коническая втулка 3, верхняя часть которой служит опорной поверхностью для электрододержателя. Нижняя часть втулки имеет внутренний диаметр, равный диаметру входного сечения сопла 4. В корпусе горелки установлена крышка 5. Полость горелки соединена с газоподводящим патрубком 6.

Такая конструкция вкладыша, в отличие от выбранного прототипа, позволяет при уменьшенных размерах корпуса горелки обеспечить выполнение условия ΣF_пор≥ F_сопла, то есть суммарная площадь сквозных пор вкладыша не менее площади выходного сечения сопла.

Полный контакт вкладыша с электрододержателем обеспечивает интенсивный теплоотвод от последнего, поскольку с учетом поверхности пор вкладыш имеет развитую поверхность (более чем в десять раз превышающую поверхность контура вкладыша), обдуваемую холодным газом. Поверхность вкладыша удалена от зоны сварки, тем самым предохранена от сгорания и засорения брызгами расплавленного металла.

Устройство работает следующим образом.

Вращением крышки 5 осуществляется зажим электрода 1 в электрододержателе 2. Защитный газ через газоподводящий патрубок 6 поступает в полость горелки и проходит через пористый вкладыш 3, где за счет газодинамического сопротивления пор гасится турбулентность газового потока. Далее происходит выравнивание скоростей истечения струй газа по сечению сопла 4, тем самым обеспечивается стабильность и равномерность газового потока. Охлаждаемый потоком газа пористый вкладыш 3 обеспечивает интенсивный теплоотвод от электрододержателя 2.

Таким образом, горелка позволяет, в отличие от прототипа, вести сварку на повышенных токах или при тех же токах увеличить ресурс работы горелки с сохранением эффективности газовой защиты зоны сварки и уменьшением расхода защитного газа по сравнению с известными грелками, а также вести сварку в труднодоступных местах за счет уменьшения диаметра корпуса горелки.

Источники информации 1. Патент РФ 2036058, кл. В 23 К 9/16, 9/167, 1995.

2. Патент РФ 2033908, кл. В 23 К 9/167, 1995.

3. АС СССР 1703324, кл. В 23 К 9/167, 1992.

4. Сварка в машиностроении. Справочник под.ред. Зорина Ю.Н., М.:Машиностроение, т. 4, 1979, с. 96, рис. 3г.

Формула изобретения

Горелка для сварки в защитных газах, содержащая электрододержатель и газопроницаемый пористый вкладыш, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде конической втулки, установленной соосно с электродом, при этом верхняя часть втулки служит опорной поверхностью для электрододержателя, а нижняя часть опирается на сопло и имеет внутренний диаметр, равный диаметру входного сечения сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1