Горелка для дуговой сварки в защитных газах Советский патент 1979 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к оборудованию для сварки неплавящимся электродом в среде заш,нткых газов, в частности к малогабаритным горелкам, используемым в стес енны : условиях, и может быть применено во всех отраслях промышленности. Известны горелки для аргоно-дуговой свзрк РГА-150, РГА-400 с водяным охлаждением. Наличие водяного охлаждения деталей горелки, а также применение охлаждающих устройств для отвода тепла непосредственно от электрододержателя у места контакта электрода приводит к увеличению габаритов, усложнению и удорожанию конструкции и эксплуатации таких горелок. Известна горелка для аргоно-дуговой сварки в стесненных условиях, содержащая корпус, укрепленный в нем электрододержатель и газовую камеру, образованную корпусом и электрододержателем 1. Корпус горелки выполнен с торцовым выступом с острой кромкой, направленным внутрь камеры и образующим вместе с наружной поверхностью нижнего конца электрододержателя выходной канал газовой камеры в виде диффузора, а электрододержатель выполнен в виде полого усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону рабочего торца электрода, и с острой кромкой болъ его основания, обращенной внутрь самого конуса. При работе с такой горелкой происходит перемсапЕаяис (т}-р5улизация) потоков ад сварочн.ой ванной, что неблагоприятно влияет на качество сварки. Горелка имеет выступающие токопроводящие детали и при возможном касании ею свариваемых деталей возможны высокочастотные пробои корпуса и сварочного кабеля, горелка не имеет также и тепловой защиты (против обгорания). Наиболее близкой по технической сущности и дост 1гаемому эффекту к описываемой горелке является горелка для дуговой сварки в защитных газах, содержащая изоляционный шланг, в котором расположены токоподводящая трубка с каналом для подачи ;г;;:хитного газа и эжектор, а также электродный узел (токоподводящий мундщтук). Эжектор образован внутренней поверхностью изоляционного шланга и соплом для подачи рабочего газа, установленны.м на токоподводящей трубке. Горелка может быть пспользовпна для сварки в труднодоступных мест::;.,, так как не имеет каких-либо выступающих деталей 2. Недостатком такой горелки является то, что в качестве рабочего газа для эжектора используется сжатый воздух, т. е. горелка

требует дополнительного оборудования для лодачи сжатого воздуха.

Цель изобретения - интенсивное охлаждение токоведущих элементов защитным газом.

Это достигается тем, что в изоляционном шланге горелки установлен соосно токонодводящей трубке доиолнительный трубчатый токоподводящий элемент, на одном конце которого выполнено коническое входное отверстие, примыкающий другим концом к электродному узлу, токоподводящая трубка выполнена с внутренним соплом, расположенным на ее конце концентрично ее стенкам и каналу для подачи защитного газа и образующим совместно с внутренней поверхностью стенок и коническим входным отверстием токоподводящего элемента эжектор, при этом на поверхности токонодводящей трубки выполнены многозаходные винтовые канавки, соединенные с полостью эжектора и образующие с внутренней поверхностью изоляционного шланга каналы для прохода защитного газа.

На чертеже изобрс;жена горелка, продольный разрез.

Горелка содержит изоляционный щланг / и корпус 2, выполненный за одно целое с соплом из керамики синоксаль.

В корпусе 2 горелки установлены электродный узел 3, выполненный в виде цанги для крепления неплавящегося электрода 4. Внутри изоляционного шланга / расположена токоподводящая трубка 5, выполненная с центральным каналом 6 для иодачи защитного газа, при этом трубка 5 выполнена с внутренним соплом 7, расположенным на ее конце концентрично ее стенкам и каналу 6 для подачи защитного газа.

На поверхности токоподводящей трубки 5 выполнены многозаходные винтовые канавки 8. Канавки 8 образуют с внутренней поверхностью изоляционного шланга / капалы для подвода защитного газа. В изоляционном щланге / соосно токоподводящей трубке 5 установлен дополнительный трубчатый токоподводящий элемент 9, примыкающий одним своим концом к электродному узлу 3, т. е. к цанге. При этом на другом конце элемента 9 выполнено коническое входное отверстие 10. Конец элемента 9 с коническим отверстием 10 вставлен в трубку 5, при этом коническое отверстие 10, внутреннее сопло 7 и внутренняя поверхность стенок трубки 5 образуют эжектор, полость которого соединена с винтовыми канавками 8 через каналы 11. В камеру 12 пю трубопроводу подают защитный газ из баллона или магистрали.

Горелка работает следующим образом.

Защитный газ (аргон) подается в камеру 12, где распределяется на два потока, охлаждающий внешнюю поверхность токоироводящей трубки 5 (эжектируемый), идущий по наклонным каналам камеры 12 л далее по канавкам 8 и эжектирующий (заплитный) поток, проходящий по центральному каналу трубки 5.

В полости эжектора создается разрежение, и наружный поток защитного газа увлекается в зону смешения, с.мешивается с основным эжектирующим потоком, проходящим по нейтральному каналу трубки 5. По существу роль камеры смешения выполняет центральный каиал элемента 9 с уменьшающимся в направлении подачи защитного газа поперечным сечением.

Охлаждающий поток, направляемый в пазы трубки 5, проходит по канавкам 8, омывая их стенки, и через каналы 11 поступает в полость эжектора. В связи с тем, что площадь соприкосновения охлаждающего потока с поверхностью токоподводящей трубки 5 увеличена в 28-35 раз, соответственно увеличивается и съем тепла с этой поверхности.

Центральный поток охлаждает внутренпие поверхиости токоподводящей трубки 5. В связи с тем, что трубка 5 и элемент 9 соединены винтами, производится дополнительно охлаждение элемента 9.

Выполнение канала элемента 9 сужающимся позволяет ускорить поток после смешения.

Повышение температуры газового потока в канале элемента 9 также увеличивает его скорость.

Выходящий из элемента 9 газ успокаивается сеткой в сплощной ламинарный поток, который защищает электрод и сварочную ванну от воздействия окружающей среды.

Электроток по кабелю, болту, трубке 5 и элементу 9 подается к узлу 3 и электроду 4.

Параметры эжектора. Угол раствора пассивного

сопла конического

отверстия8-10°

Диаметр активного сопла, мм 1-3 Диаметр канала элемента 9 d,f, ммб

(сужается

до 4)

Длина канала элемента

9/к (6-10)

Давление аргона, кг/сж 0,6-1,5 Расход аргона, л1мин7-11

Аргон марки А ГОСТ 10157-62.

В связи с тем, что трубка 5 и элемент 9 имеют больщие запасы «живого сечения, по которому пропустить электроток до 350 А, а узел 3 имеет градации внутреннего диаметра от 1 до 5 мм, это позволяет использовать горелку для различных толщин свариваемых деталей (различных диаметров электродов) и исключает необходимость применения различных типоразмеров горелок. Горелка .люжет быть использована