Горелка для дуговой сварки в среде защитных газов Советский патент 1986 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к электро- дуговой сварке и может быть использовано в случаях, когда требуется высокое качество защиты зоны сварки при малых габаритах горелют.

Целью изобретения является повьшг ние качества сварных соединений путем новьшення ламинарности истечения потока запщтного газа.

На фиг. нзобрал ен один из вариантов горелки, продольный разрез Ч стрелками показан путь газозащит- ногс потока); на фиг,2 ;- сечеьше А-А на фиг.1.

Горелка содержит водоохлаждае(-1ый токоподводящий корпус 1, выполненный с центральным каналом 2 доя подачи защитного rasaj в котором установлена цанга 3 для крепления нплавящегося электрода 4. На цанге 3 установлен самоцентрируюпщй вкла- 5j выполненный с конусообраз- шлм торцом, плавно переходяпщм в рабочий торец цанги 4. Вкладыш 5 выполнен с кольцевой канавкой 6, раположенной у конусообразного торца цанги Эр и с периферийными газораспределительными отверстиями 7, соединенными с кольцевой канавкой б и центральным каналом 2, На корпусе 1 закреплено сопло 8 выполненное с внутренней цилиндрической поверхностью, переходящей в коническую поверхность 5 и с цилиндрическим выходным каналом 9.

Часть внутренней цилин,црической поверхности сопла 8, прилегающая к ней часть внутренней конической поверхности и коническая поверхность вкладьша 5 и цанги 3 образуют диф- фузорную камеру d , а внутренняя коническая поверхность сопла 8 образует конфузорную камеру К s причем отношение объемов камер состав-VKляет -.. Соотноше;ние объемов

VD

определено экспериментально. Кольцевая канавка 6 и торец 10 токопод- водящего корпуса 1- образуют коль- цешую щель 1 которая сообщается с конфузорной камерой К . Для регулирования объемов диффузорнок и кон- фузорной камер между корпусом 1 и соплом 8установлено регулировочное кольцо 12. На цангу 3 навинчен колпачок 13, предназначенный дд1я зажима непп вящегося электрода 4.

В нижней части цанга Зим еет прорези 14 для придания ей пружийящих

5

0

5

свойств и выполнена в виде двух соосных конусов .с общим основапке i и направленных вершинами в противоположные стороны, Верхз-шй конус при ма- вин швании и а цангу колпачка 13 вход11т в ко.ничес1О ю полость вютады- ша 5, а нижний конус выступает на- рркУр образуя с конической поверхностью вкладыша 5 общую сходящуюся к электроду 4 поверхность. Дня предупреждения прохода газа меж,цу вкпады- шем 5 и цангой 3 и в прорези 14 ,; Цан:ги itaHra 3 входит во 5 по. скользящей посадке а вкладьпи 5 1смеет в верхней части трубчатый экран 8 , перекрывающий прорези 1I цанги. Вкладыш 5 может быть зыполнек J без трубчат ого экрана, лишь бы внутренний канал его перекрывал прорези цанги,

Площадь и плотность контактов меяоду токоподводящим корпусом 1 го- р)е.пки, вкладышем 5 и цангой 3 должны быть достаточными для обеспечения тепло- и электрогфоводимости между нигс-, Контакт мелщу токоподводя- , 1ЩМ корпусом 1 горелки и вкпадышем 5 может быть выполнен в виде цилиндрической или конической резьбы, нли Б виде конического соединения, что обеспечивает в свою очередь и самоцентрирование вкладьтт 5.

Токоподводящий корпус 1 горелки, 1::клад/ Пл 5 i-i цанга 3 изготовлены из сплавов с высокой электропроводно- с тью.

Горелка имеет штуцер 15 для подвода заиз ;тного rasa(dm). Экспериментально установлено, что отношение суммарной пловдаци поперечных сечений газораспределителыных отверстии F вкладьпиа 5 к гшощади РШ поперечного сече1-ш;я канала штуцера 15 равно от- ношешп о площади поперечного сече.шя Гц кольцевой щели 11 к суммарной площади попер( сечений газорасп- ред ел к: тральных отверстий F|-| и составляет 3 -154,

Газогфовод1-1ый тракт горелки включает в себя следующие участки: канал штуцера 15 диаметром dm, накопительную камеру 16 в газопрово- дягдем канале токоподводящего корпуса 1 горелк э ограниченную цангой 3 и вкладышем 5; аксиалы-ше сквозные 5 газорасггределительные отверстия 7,, равномерно расположенные по окруж- нг ти( со. ям) концентричной (ным) оси ггJpeлки,, общая площадь которых s

0

0

O

1,-1,4 раза больше, чем площадь канала штуцера горелки; камеру, образованную кольцевой проточкой 6 взспадьпиа 5 и наружной поверхностью газоподводящего канала, кольцевую щель 11, образованную отражательной плоскостью 17 кольцевой проточ- ки вкладЫша и торцом 10 токопод- водящего корпуса 1 горелки. Площадь кольцевой щели 11 определяется высотой Ьц и диаметром Оц - эти размеры берутся в сечении щели, которое обладает наибольшим.: аэродинамическим сопротивлением. Диффузорная и конфузорная камеры (d и k) условно разделены плоскостью Б-Б, проходящей на уровне схода конической поверхности цанги 3 к электроду 4 и перпендикулярной оси горелки, причем LK, - высота диффузорной камеры d Ьц. - высота -конфузорной камеры k. В процессе сварки газозащитный поток под давлением через канал штуцера 15 поступает в накопительную камеру, где из-за наличия рассредоточенного по сечению накопительной камеры 16 аэродинамического сопротивления в газораспределительных отверстиях 7, происходит полное заполнение до определенного избБ1точного давления, в результате чего неравномерности перед входом в отверстия выравниваются, обеспечивая равномерный вход газа в отверстия 7. В отверстиях 7 идет поглощение избытка энергии на трение,а при выходе в кольцевую камеру от внезапного расширения кинетическая энергия газа переходит в потенциальную, затем микропотоки, отражаясь от отражательной поверхности 17, поглощают энергию встречных струй. Аэродинамич ское сопротивление кольцевой щели 11 сглаживает пульсации в кольцевой

камере, и микропотоки сливаются в обй;ий газовый поток перед входом в кольцевую щель 11. Дальнейшие потери механической энергии обуслог

влены трением в кольцевой щели 11, затем расширением вытекающего из нее газа и перестройкой поля скоростей от изменения направления движения при входе в диффузорные и конфузорные камеры. Переход от диффузорного режима течения потока(к конфузорно му, т.е. от расширяющегося к сужающему каналу, проходит в условно секущей камеры плоскости, перпендикуляр- .

.ной оси горелки на уровне схода конической поверхности цанги 3 к электроду 4vB диффузорной камере газ растекаясь, успокаивается, а в конфузорной - газ уплотняется, а неравномерности сглаживаются. В цилиндрическом выходном канале 9 сопла 8 поток приобретает общую направленность движения, на стенках образуется ламинарный пограничный слой, который

переходит в пограничный слой вытекающей газозащитной струи, защищающий центральную часть от проникновения туда воздуха. Толщина пристеночного слоя зависит от отношения длины образующей сопла 8 к его диаметру и от скорости потока. Регулирование ламинарности газозащитного потока, истекающего из сопла 8, путем изменения соотношения объема диффузорной камеры к объему конфузорной камеры, между корпусом горелки и навертываемым на него соплом 8 обеспечивается регулировочным кольцом 12.

Конструктивно горелка отличается простотой, компактностью,мало- габаритностью, малым весом, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность и универсальность.

f./

Редактор Т.Парфенова

Заказ 126/14Тираж 1000

ВНИИПИ Государс-ьвенного ког-штета СССР

по делам изобретений к открытий 113035 Москва, Ж-ЗЗ, Раушскэл наб,, д, 4/5

Филиал ШШ Патент, г, Ужгород ул, фоектная, 4

Составитель Г,Квартальнова

Техред Т.ДубинчакКорректор Л.Пилипенко

Подписное