Горелка для дуговой сварки в среде защитного газа Советский патент 1984 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке, в частности к горелкам для сварки в среде защитных газов плавящимся элект родом, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, где применяются механизированные способы сварки, в том числе и на открытых площадках в условиях монтажа .

Известна горелка для сварки в среде защитного газа содержащая корпус с соплом, газовую камеру с перегородкой, в которой выполнены под острым углом к оси горелки каналы. На перегородке выполнен ц нтральный выступ, имеющий параболическую форму. Горелка имеет наконечник с осевим отверстием для подачи сварочной проволоки {ij

Недостатком известной горелки является то, что защитный газ после выхода из наклонных отвестий перегородки и отражения от центрального выступа имеет резковыраженный турбулентный характер и может превратиться в ламинарный поток только при значительной длине параболического участка выступа. Кроме значительных габаритных размеров , применение данной горелки на открытых площадках в условиях воз-действия ветра, сдувающего защитный , приводит к значительному его расходу.,

Известна также горелка для дуговой сварки в среде защитного газа, со|Держащая корпус со ступенчатым токоподводящим элементом, соплом, имеющим воронкообразную форму и соосным соплу стаканом с укрепленной на нем газовой линзой, причем для повышени качества защиты зоны сварки в условиях открытых монтажных площадок без увеличения расхода защитного газа стакан с газовой линзой может перемещаться относительно сопла горелки в осевом направлении, при этом объем успокоительной камеры изменяется 2 .

Недостатком указанной горелки является то, что поток защитного газа, поступающий в расширительную камеру через отверстия на ступенчатом токоподводящем элементе, отражается от стенок стакана и вследствие этого имеет высокую степень турбулентности. Попадая далее через газовую линзу в коническую часть успокоительной камеры, особенно в случае уменьшения ее объема, он при воздействии ветра не всегда может превратиться в ламинарный поток.

Известна горелка для сварки в среде защитных газов, содержащая копус с соплом и размещенные в нем мундштук с каналом для направления сварочной проволоки и насаженными на него ртаканом с отверстиями в ег

донной части для прохождения газа и токоподводящим наконечником з) .

Недостатком данной горелки является то, что при прохождении через конический кольцевой зазор газовый поток сжимается и скорость его резко возрастает и при отражении -от кольцевой открытой полости, он приобретает турбулентный характер и не всегда может дойти до стенок сопла дЛя превращения его в ламинарный.

Наиболее близкой к предлагаемой является горелка для дуговой сварки в защитных газах неплавящимся электродом, содержащая корпус с закрепленным на нем наружным соплом, стакан с отверстиями в дне для прохода защитного газа, оси которых расположены под углом коси стакана, внутри стакана расположен электродный узел (цанговый электрододержатель;, представлякхций собой трубку, выполненную за одно целое с токоподводящим элементом, который представляет собой головку цангового держателя. Горелка имеет внутреннее сбНпо, вы-, полненное коническим с наклонными ргщиальными отверстиями. Наружное сопло выполнено ступенчатым и установлено соосно коническому с воз-N-.ОЖНОСТЬЮ перемещения относительно него. Диаметр нижней части наружного сопла меньше диаметра его верхней части Ш .

Недостатком такой конструкции горелки является то, что с целью .увеличения скорости истечения защитного газа, например, при сильном ветре за счет уменьшения кольцевого зазора между соплами перемещают .наружное сопло вдоль электрода вверх Но при. этом резко уменьшается объем успокоительной камеры и вытекающая струя защитного газа приобретает турбулентный характер, что значительно ухудшает защиту зоны сварки и снижает ее качество. И самое главное, что скорость истечения газа со всех сторон этой горелки будет всегда одинакова.

Цель изобретения - повышение качества сварки путем распределения потока защитного газа по сварочной ванне в зависимости от скорости сварки и направления ветра.

Указанная цель достигается тем, что горелка для дуговой сварки в среде защитного газа преимущественно плавящимся электродом, содержащая корпус с Закрепленным на нем соплом, стакан с отверстиями в дне для прохода защитного газа, оси которых расположены под углом к оси стакана, внутри стакана расположен электродный узел с трубкой и токоподводящим элементом с каналом для электрода, горелка снабжена вторым стаканом, охватывающим с зазором первый стакан

и установленным на токопрдводящем элементе, и втулкой, выполненной на одном конце со сферической головкой, обращенной к дну первого стакана, а в другом-- с выступами для крепления на трубке электродного/узла, наружный диаметр втулки равен диаметру окружности, на которой расположены центры отверстий в дне первого стакана со стороны его внутренней поверхности, сферическая головка втулки соединена с токоподводящим элементом посредством резьбы, а на трубке электродного узла выполнены впадины, соответствукицие выступам втулки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая горелка для сварки в среде защитного газа, общий вид; на фиг. 2 - истече.ние струи защитного газа при отклонении токоподводящего элемента на уголЫ г на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 (а, б, в) - схемы; воздействия ветра на истечение защитного газа и перераспределение потока защитного газа при откЛонеНИИ наконечника на угол pt в сторону противоположную воздействию ветра.

Горелка для сварки в среде защитного газа содержит корпус 1 с соплом 2 и.размещенные в нем мундштук 3 выполненный в виде трубки с каналом для направления сварочной проволоки и насаженным на него стаканом 5. В дне б стакана 5 выполнены отверстия защитного газа. Оси отверстий 7 расположены под углом к оси стакана 5.

Мундштук 3 имеет токоподводящий наконечник 8 (токоподводящий элемент), на котором- с помощью резьбы установлен второй стакан 9, охватывающий стакан 5. Между стаканами 9 и 5 имеется кольцевой зазор 10 для прохода защитного газа. Горелка снабжена втулкой 11 со сферической головкой на одном конце и выступами на другом. Сферической головкой втулка 11 соединена с токоподводящим наконечником 8 посредством резьбы. На мундштуке 3,выполненном в виде трубки, имеются соответствующие выступам втулки 11 пазы, предназначенные для крепления втулки 11. Наружный диаметр втулки 11 равен диаметру окружности, на которой расположены центры отверстий 7 стакана 5 со стороны его внутренней поверхности. На дне 6 стакана 5 выполнено отверстие 12, диаметр которого на 1,5-2 мм больше наружного диаметра наконечника 8. Стенки 13 стакана 9 перекрывают стенки стакана 5 на величину, обеспечивающую движение газово го потока в направлении, противоположном направлению движения электродной проволоки (плавящегося электрода). Между стенкс1ми стакана 9 и сопла 2 имеется кольцевой зазор 14

.для прохода-защитного газа в зону сварки. Сопло 2 установлено на корпусе 1 через изолирующую втулку 15.

На фиг. 4 а показана форма струи 16 защитного газа при отсутствии воздушного потока 17 и прямом расположении наконечника 8, при этом с О, и скорость ветра VB - 0- На фиг. 46 показана форма струи 18 при наличии воздушного потока 19 и прямом расположении наконечника 8 при этом об О, а скорость ветра VB 0. На фиг. 4в показана форма струи 20 при наличии воздушного потока 19 и наклонном расположении наконечника 8 под углом об af°, где часть потока 21 згицитного газа препятствует воздушному потоку 19, скорость которого Vg i О, а 22 дополнительная часть потока защитного газа, образованная при перераспределении защитного газа, при наклоне мундштука 3.

Устройство работает следуощим образом.

Поворотом стакана 9 по резьбе токоподводящего наконечника 8 (освобождают стакан 9 от прижатия его к стакану 5. Затем покачиванием наконечника 8 и стакана 9 их поворачивают на некоторый угол оС, относительно оси стакана 5. После этого обратным вращением стакана 9 наконечник 8 фиксируют в выбранном положении. При этом втулки 11 для крепления наконечника 8 частично перекрывает отверстия 7 стакана 5 с одной стороны и полностью открывает их с другой. Происходит перераспределение потока газа, т.е. большее его количество через открытые отверстия стакана 5 поступает через зазоры 10 и 14 и более плотным потоком защищает зону сварки со ст ороны наклона наконечника 8 за счет изменения ширины зазоров 10 и 14. в случае когда на струю защитного газа на выходе из сопла 2 не воздействует ветровой и воздушный потоки 19, поток защитного газа разделяется по рериметру на одинаковь1е струи 16. В случае же воздействия ветрового потока 19 поток защитного газа отклоняется от оси горелки и со стороны, противоположно воздействию воздушного потока 19, истекает большая струя 18 з.ащитного газа, чем со стороны воздействия ветрового потока 19, происходит так называемое сдувание газовой защиты. Поворот же наконечника 8 на угол о4 смещает сварочную ванну в наиболее благоприятную, с точки зрения защиты зону газового потока 20, а перераспределение защитного газа увеличивает объем и истечение его со стороны воздействия ветра на величину дополнительного потока 21 с одновременным уменьшением струи 18 на величину потока 22 и образования струи 2 равномерно защищающей сварочную ванн по -всему периметру металла. Перемещение защитного газа по зазорам 10 и 14 не только в продольном , но и в поперечном направлениях позволяет в максимальной степени охладить стакан 9 и связанный с ним наконечник 8, вместе с этим происходит подогрев защитного газа, что положительным образом сказывается на увеличении проплавляющей способности дуги. При износе направляющего канала 4 в мундштуке 8 (совместно с втулкой 11) его поворачивают вокруг оси и фиксируют стаканом 9 в новом положенин. Эта операция, а также охлс1ждение наконечника 8 струей защитного газа значительно повышают срок его службы. Применение предлагаемой горелки для сварки по сравнению с базовым объектом - горелкой полуавтомата Гранит-ЗУЗ позволит уплотнить поток эащитногб газа со стороны ветра, сместить сварочную ванну в сторону, противоположную воздействию ветра, охладить наиболее нагретую часть горелки - наконечник, а также подогреть защитный газ, обеспечить постоянное напряжение на дуге и поворотом вокруг оси наконечника увеличить срок его службы. Таким образом, использование изобретения дает возможность улучшить стабильность процесса сварки, повысить качество сварки на 3,5% и улучшить надежность работы устройства,- сократить количество мундштуков за счет увеличения их срока службы на 60% при сварке одного энергетического агрегата типа парогенератору ТЭЦ или энергоблока с реактором РБМК-1000.

ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА преимущественно плавящимся электродом, содержащая корпус с закрепленным на нем соплом, стакан с отверстиями в дне для прохода защитного газа, оси которых расположены под углом к оси стакана, Jвнутри стакана расположен электродный узел с трубкой и токоподводящим элементом с каналом для электрода, отличающаяся тем, что, ;с целью повышения качества сварки путем распределения потока защитного ;газа по сварочной ванне в зависимости от скорости сварки и направления ветра, горелка снабжеиа вторым стаканом, охватывающим с зазором первый стакан и установленным, на токоподводя- дем элементе, и втулкой, выполненной на ;6дном конце со сферической головкой, обращенной к дну первого стакана, ;а на другом - с выступами для крепления на трубке электродного узла, наружный диаметр втулки равен диаметру окружности, на которой расположены центры отверстий в дне первого I стакана со стороны его внутренней (Л поверхности, сферическая головка втулки соединена с токоподводящим элементом посредством резьбы, а на трубке электродного узла выполнены впадины, соответствукицие выступам втулки.

oi

Ув