Горелка для дуговой сварки в защитных газах Советский патент 1984 года по МПК B23K9/16 

05 ОО Изобретение относится к сварке, в частности к горелкам для сварки металлов плавящимся электродом в среде защитных газов, и может быть использовано в автоматах и полуавтоматах для сварки. Известна горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая корпус, навитый из токопроводящей трубки, конусообразное сопло и -мундщтук. В горелке для повыщения ламинарности истечения газового потока сопло выполнено с демпфирующей камерой, образованной наружной поверхностью цилиндрической втулки, установленной концентрично внутри сопла и герметично соединенной с соплом по его рабочему торцу и внутренней поверхностью самого сопла. Нижний в направлении подачи защитного газа виток токопроводящей трубки срезан плоскостью, перпендикулярной оси горелки, и соединен с полостью сопла, при этом на нижнем и смежных с ним витках токопроводящей трубки выполнен ряд аксиальных отверстий, соединяющих полости этих витков, а цанга мундщтука выполнена с наружной криволинейной поверхностью 1 . Однако в такой горелке из-за интенсивного смещивания струй газового потока при выходе из канала и аксиальных отверстий корпуса горелки в демпфирующую полость, из-за трения слоев потока между собой при встречном осевом перемещении и отражения потока на криволинейной поверхности цанги и его последующего движения во втулке не обеспечивается однородность и ламинарность по всему сечению кольцевого потока защитного газа. Кроме того, конусообразное сопло и установленная внутри него цилиндрическая втулка уменьщают диаметр выходного отверстия сопла, что ведет к уменьщению зоны защитного свариваемого изделия. Известна сварочная горелка с двухкамерным ущирителем газовой струи, которая имеет накопительную и успокоительную камеры с плавным поджатием струи соплом с небольщой конусностью, что уменьщает коэффициент турбулентной структуры струи на 17-18% 2. Однако в такой горелке из-за интенсивного смещивания газового потока при выходе из подводящего канала в накопительную камеру, из-за трения слоев потока между собой при встречном осевом перемещении и при наталкивании на доныщко этой камеры , и, кроме того, при последующем поступлении газа из накопительной камеры в успокоительную из отдельных крупных отверстий образуется дополнительная турбулизация струи в успокоительной камере и уменьщается роль накопительной. Кроме того, конусн;ая форма сопла уменьщает диаметр выходного отверстия сопла, что ведет к уменьшению зоны защиты свариваемого изделия и расстояния от среза сопла до изделия. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобрётению является горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая сопло и расположенные соосно внутри него мундщтук, накопительную и успокоительную камеры, сообщающиеся между собой черезконическую демпферную камеру 3. Недостатком известной горелки является то, что из-за больщой разницы между площадями проходного сечения демпферной камеры и входного канала в накопительную камеру происходит одностороннее (со стороны входного канала) истечение газа, что приводит к неоднородности по сечению кольцевого потока защ,итного газа и к снижению ламинарности истечения защитного газа (со стороны, противоположной входному каналу) в успокоительной камере. Конусная часть сопла с цилиндрическим пояском уменьщает диаметр выходного отверстия сопла приблизительно в 2 раза, что уменьщает зону защиты свариваемого изделия, а именно не обеспечивает защиту зоны термического влияния, прилегающей к сварочной ванне, а при CBapke цветных металлов (алюминия и его сплавов), у которых сварочная ванна имеет больщие размеры, не обеспечивается защита всей сварочной ванны. Кроме того, расположение накопительной камеры снаружи на корпусе горелки увеличивает габариты горелки, что ограничивает зону наблюдения сварщику за процессы сварки. Цель изобретения - повыщение качества сварных щвов путем повыщения однородности по всему сечению кольцевого потока защитного газа и ламинарности истечения защитного газа и уменьщения габаритов горелки. Цель достигается тем, что горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая сопло и расположенные соосно внутри него мундщтук, накопительную и успокоительную камеры, сообщающиеся между собой, снабжена диафрагмой с отверстиями и двумя концентричными цилиндрическими втулками, установленными с зазором одна относительно другой, внутренняя - с зазором относительно наружной поверхности мундщтука, а наружная - с зазором относительно внутренней поверхности сопла, и образующими с ними сифонную камеру, сообщающуюся с успокоительной камерой через отверстия диафрагмы. На чертеже изображена предлагаемая горелка, продольный разрез, Горелка содержит водоохлаждаемое сопло 1 и расположенные соосно внутри него водоохлаждаемый токоподводящий мунд.штук 2, накопительную 3, успокоительную 4и сифонную камеры. Накопительная камера 3 Соединена радиальными отверстиями 6, выполненными по периметру цилиндрической изоляционной втулки 7, с успокоительной камерой 4. Сифонная камера 5 образована двумя концентричными цилиндрическими втулками 8 и 9, установленными с зазором одна относительно другой. Внутренняя втулка 8 выполнена с наружным буртом 10, которым она закреплена на уступе 11 сопла I. Внутрення втулка 8 установлена с зазором относительно наружной поверхности мундштука 2. Наружная втулка 9 выполнена с внутренним буртом 12, которым закреплена на конце переходника 13 мундштука 2 посредством наконечника -14. Наружная втулка 9 установлена с зазором по отношению к внутренней юверхности сопла 1. Колена сифонной камеры 5 расположены коаксиально внутри сопла 1 и размещены под накопительной 3 и успокоительной 4 камерами. Успокоительная камера 4 соединена осевыми отверстиями 15, выполненными в диафр гме 16с впускной частью 17 колена сифонной камеры 5. Впускная часть 17 колена образована нар1ужной цилиндрической поверхностью мундштука 2 и внутренней поверхностью цилиндрической втулки 8. Выпускная часть 18 колена сифонной камеры 5образована внутренней цилиндрической поверхностью сопла 1 и наружной поверхностью другой цилиндрической втулки 9. Сопло 1 закреплено на изоляционной втулке 7 накидной гайкой 19. Газовый защитный поток формируется следующим образом. Защитный газ по трубке поступает в накопительную камеру 3, где погашается первоначальная скорость газа, затем через радиальные отверстия 6, размер которых не вызывает турбулиза11.ии струи, газ попадает в успокоительную камеру 4, где усредняется его давление, а затем через осевые отверстия 15, размер которых также не вызывает турбулизации струи, газ попадает в виде отдельных струй во впускную часть 17 колена сифонной камеры 5. В коленах сифонной камеры 5 происходит слияние отдельных струй в сплошной однородный кольцевой поток газа, который окончательно усцокаивается и становится ламинарным на выходе из выпускной части 18 колена. На срезе сопла 1 газ выходит в виде сплошного однородного ламинарного, жесткого кольцевого потока, диаметр которого перекрывает полностью сварочную ванну и прилегающий к ней участок околошовной зоны. Наличие трех камер, их взаимосвязь и особенности конструкции сифонной камеры увеличивает жесткость газового кольцевого потока, уменьшают вероятность образования турбулентности, что позволяет вести сварку в условиях открытых монтажных площадок без увеличения расхода защитного газа, а в закрытых помещениях ламинарный участок защитного кольцевого потока позволяет вести сварку на больщих вылетах электрода, улучшает обзорность, повышает маневренность сварки и уменьшает напряженность сварщика в работе. Таким образом, достигается качественная защита зоны сварки при минимальном и постоянном расходе газа, удобство в эксплуатации горелки и улучшение ее работоспособности. По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принята горелка А-1002 к сварочному трактору -ТС-56, предлагаемая горелка позволяет снизить расход защитного газа в 2 раза, кроме того, повысить удобство выполнения сварочных работ из-за возможности увеличения расстояния от среза сопла до свариваемого изделия при том же расходе защитного газа, и уменьшения габаритов горелки (длины в 3 раза, а наружного диаметра в 1,5 раза)

ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ, содержащая сопло и расположенные соосно внутри него мундштук, накопительную и успокоительную камеры, сообщающиеся между собой, отличающаяся тем, что, с целью повыщения качества сварных щвов путем повышения однородности по всему сечению кольцевого потока защитного газа и ламинарности истечения защитного газа и уменьшения габаритов горелки, она снабжена диафрагмой с отверстиями и двумя концентричными цилиндрическими втулками, установленными с зазором одна относительно другой, внутренняя - с зазором относительно наружной поверхности мундштука, а наружная - с зазором относительно внутренней поверхности сопла, и образующими с ними сифонную камеру, сообщающуюся с упокоительной камерой через отверстия диафрагмы.