Горелка для сварки неплавящимся электродом Советский патент 1992 года по МПК B23K9/167 

Изобретение относится к сварке, в частности к конструкциям горелок для сварки неплаоящимся электродом.

Цель изобретения - сокращение расхода защитного газа и повышение степени защиты металла шва.

На чертеже схематично изображена предлагаемая горелка, разрез.

Горелка имеет корпус 1 с каналами 2 для подачи защитного газа. В корпусе 1 расположена цанга 3 для крепления неплавящегося электрода 4. На корпусе 1 закреплено керамическое сопло 5. Внутри сопла 5 устанавливается конусная оправка 6, выполненная из меди или медного сплава. За счет сил трения оправка 6 платно крепится на внутренней поверхности сопла. Оправка 6 выполнена с центральным ступенчатым

цилиндрическим каналом, имеющим ступень 7 большего диаметра с диаметром di 1,4 da мм, где d3 -диаметр электрода (мм) и ступень 8 меньшего диаметра с диаметром d (da+0,2) мм. Ступенчатый канал сопряжен с конусообразной полостью 9, диаметр большего основания d которой (2,5-5) d3. По высоте цилиндрического ступенчатого канала с наружной поверхности оправки 6 выполнена конусная выточка 10, а перпендикулярно оси оправки в зоне ступени 7 по периметру оправки 6 выполнено 14-18 сквозных радиальных каналов 11 диаметром 0,9-1.2 мм. Диаметр DI основания оправки 6 со стороны выточки 10 выбирается из условия, что площадь поперечных сечений каналов 11 равна площади поперечного сечения кольцевого зазора 12 в плоскости

VJ о

GO

со го

Ји

орца cnp- U ,:;it . пнупрописТ; пг/псрхпостмо 5. iVb ;;i;uy соплом I п корпусом 1 гоелки имеется газ ор 13, а оправка 6 раздеяет внутренней объем соп/ц, на две камеры 14 и 15.

Горе/и; р.ботпет следующим образом.

Защитами газ подастся через каналы 2 в корпусе 1 горелки в к;;мгру окатил. алее через nor ость 9, ступень 7 и каналы 11 газ поползет в камеру 15 расширения и, электрод, зытекает нг-ружу сопла.

Налита полости 9 и ступени 7 в справке 6 и каналов 11, соединяющих камеру 15 камерой 14, создает надежный теплообен наружной поверхности ррльфрамоаого лектрода и пнутренней поверхности оправки с проходящим газовым потоком. Распоожение осей каналов 11 перпендикулярно оси оправки исключает турбулентные потоки защитного газа на выходе из сопла и улучшает качество защиты металла шва, а выбор площади поперечных сечений кана- ов 11 равной площади поперечного сечения кольцевого зазора 12 оптимизирует расход защитною газа.

На основании экспериментальных исследований установлено, что на расход защитного газа и качество защиты влияют диаметры di и d цилиндрических соосных отверстий ступеней 7 и 8, диаметр сквозных каналов 11 и их количество, с также диаметр Di основания оправки 6. Величину di выбрали равной 1,4 d3, т.е. щелепой зазор между наружной поверхностью электрода 4 и поверхностью оправки, образованной ступенью 7, равен 0,20 d3. При увеличении зазора бол2е 0,20 d3 и doTB 1,2 мм происходит значительное снижение сопротивления истечению защитного газа из камеры сжатия в камеру расширения, что приводит к нарушению ламинарного течения газа на выходе из соплэ 5 и увеличению расхода газа. При уменьшении зазора менее 0,20 d3 и диаметров каналов 11 0,9 значительно возрастает сопротивление истечению защитного газа, снижается расход газа, что приводит к ухудшению качества защиты. Для предотвращения продольного потока защитного газ; диаметр d меньшей цилиндрической ступени 8 выполнен минимальным из условия свободного прохождения электрода. Поэтому отверстие d выполнено с зазором 0,1 мм на одну сторону между поверхностью электрода А и поверхностью оправки, образованной отверстием ступени 8.

Газ, выходящий из кзналсо 11, за счет равенства площадей из попорочных сечо- иий с площлдчо поперечного ссчония кольцевого зазора 12 оолее рационально

расходуется для защиты металла шва. (Зла- ГОА;( расширению газа ч конусной выточке 10 и пл&пному снижению давления в каморе 15 возникает устойчивый ламинарный поток газа. При наличии каморы 14 сжатия и камеры 15 расширения равных объемоа происходит перазрышюсть потока инертного газа, истечение которого принимает устойчивый и экономный характер. Ра- 0 венство объемов камер 14 и 15 регулируется зазором 13, а равенство площадей поперечных сечений каналов 11 с площадью поперечного сечения кольцевого зазора 12 регулируется диаметром DI, количеством и

5 диаметром сквозных каналов 11. Для этого имеется набор оправок с разными размерами.

При условии, когда площадь кольцевого зазора 12 больше площади поперечных се0 чений каналов 11, происходит снижение сопротивления истечению защитного газа и резкое его расширение в конусной проточке 10, объем которой увеличивается. Это приводит к повышенному расходу газа. Если

5 площадь кольцевого зазора 12 меньше площади поперечных сечений отверстий каналов 11, то это вызывает дополнительное сопротивление истечению газа, повышение скорости его истечения и ухудшение качест0 ва защиты металла шва.

Горелка испытана при сварке титанового сплава ОТЧ толщиной 2 мм. Расход защитного газа аргона составил 6-8 л/мин. Шов гладкий, блестящий, окисление метал5 ла шва отсутствовало.

Предлагаемая горелка позволяет при значительно меньшем (на 20-40%) расходе защитного газа улучшить качество защиты металла шва на 15-25%.

0

Формула изобретения Горелка для сварки неплавящимся электродом, содержащая корпус с каналами для подачи защитного газа, цангу с неплзвя5 щимсл электродом, керамическое сопло, закрепленное на корпусе, а также оправку со ступенчатым центральным цилиндрическим каналом, ступень с меньшим диаметром которого расположена со стороны рабочего

О торца горелки, отличающаяся тем, что, с целью сокращения расхода защитного газа и повышения степени защиты металла шва, оправка выполнена конической с наружной кольцеаой проточкой высо5 той, равной высоте ступенчатого канала, внутренней конусообразной полостью и ра- д/зльными канялами диаметром 0,9-1,2 мм, перпендикулярными оси опропки и равномерно расположенными по периметру оп- роики. при этом диаметры ступеней

цилиндрического канала определены соотношениями di 1,4 da и d - (da + 0,2), где di - диаметр ступени большего диаметра, мм; d - диаметр ступени меньшего диаметра, мм; da - диаметр электрода, конусообразная полость сопряжена со ступенчатым цилиндрическим каналом, сопло выполнено коническим, оправка установлена в сопле с кольцевым зазором, образованным внутренней поверхностью сопла и проточкой оправки, причем площадь поперечного сечения кольцевого зазора в плоскости торца оправки равна -площади поперечных сечений радиальных каналов, кольцевой зазор соединен через радиальные каналы со ступенчатым цилиндрическим каналом в зоне ступени большего диаметра.

Изобретение относится к сварке, в частности к конструкциям горелок для сварки неплавящимся электродом. Цель изобретения - сокращение расхода защитного газа и повышение степени защиты металла шва. В горелке для сварки неплавящимся электродом 4, содержащей корпус 1 с каналами для подачи защитного газа, цангу 3 с электродом 4, конусную оправку 6 с цилиндрическими каналами, соосными оси оправки, и керамическое сопло 5, конусная оправка 6 выполнена с конусной выточкой наружной поверхности на высоту цилиндрических каналов и со сквозными каналами 11 дизмет- ром 0,9-1,2 мм, перпендикулярными оси оправки и расположенными по ее периметру напротив большого цилиндрического отверстия. Площадь сечений каналов 11 равна площади кольцевого отверстия, ограниченного торцом оправки 6 со стороны конусной выточки и внутренней поверхностью сопла 5, а диаметры соосных цилиндрических каналов определяются из выражений di 1,4 d3; d .d3 + 0,2, где di - диаметры большего и меньшего цилиндрических отверстий, мм; da - диаметр электрода, мм. 1 ил. со