Способ подавления сварочного дыма при сварке в среде защитных газов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сварочной технике, к устройствам для нейтрализации сварочных аэрозолей. Цель изобретения - повышение эффективно ±111 I ffffffeliff( сти подавления сварочного дыма. Для подавления сварочного дыма используют воздух, который подают под давлением ,в 1,5-2 раза превышающим давление защитного газа. Перед подачей воздуха в зону сварки его предварительно ионизируют и разделяют на два потока: нейтральный поток и поток заряженных частиц. Эти потоки формируют концентричными кольцевыми , охватывающими сварочную горелку , причем снаружи располагают поток из заряженных частиц, а внутри - нейтральный поток. Б устройство входит насадка с двумя кольцевыми щелями 9 и 10, соединенная через камеру 3 ионизации с источником сжатого воздуха. Насадка устанавливается на горелке 7. 2 с.п. ф-лы, 4 ил, 1 табл. фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5)) 4 В 23 К 9/16 // В 23 K 9/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3852998/25-27 (22) 14,02.85 (46) 07.02,87. Бюл, Ф 5 (71) Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г. Е. Мелиди, Н, В. Евдокимов, В. Ф. Федоров, П. Т. Гайдин, А, Д, Холодный и Л. М, Георгиевский (53) 621. 791. 75.9 (088,8) (56) Патент ГДР Ф 146156, кл, В 23 К 9/16, 28,01.81 ° (54) СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО

ДЫМА ПРИ СВАРКЕ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ

ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) Изобретение относится к сварочной технике, к устройствам для нейтрализации сварочных аэрозолей, Цель изобретения — повышение эффективности подавления сварочного дыма. Для подавления сварочного дыма используют воздух, который подают под давлением,в 1,5-2 раза превышающим давление защитного газа, Перед подачей воздуха в зону сварки его предварительно иониэируют и разделяют на два потока: нейтральный поток и поток заряженных частиц, Эти потоки формируют концентричными кольцевыми, охватывающими сварочную горелку, причем снаружи располагают поток из заряженных частиц, а внутри — нейтральный поток, В устройство входит насадка с двумя кольцевыми щелями 9 и 10 соединенная через камеру 3 иониэации с источником сжатого воздуха, Насадка устанавливается на горелке 7, 2 с.п. ф-лы, 4 ил, 1 табл, l?88009

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам для нейтрализации сварочных аэрозолей при сварке.

Целью изобретения является повышение эффективности подавления сварочного дыма.

На фиг, I представлена схема для осуществления способа; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — 1О разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— рукоятка с насадкой, продольный разрез.

Способ подавления сварочного дыма при сварке в среде защитных ra- 15 зов состоит в том, что для подавления сварочного дыма используют воздух, который подают под давлением, в 1,5-2 раза пренышающим давление защитного газа, используемого для 20 защиты сварочной ванны. Перед подачей воздуха в зону сварки его предварительно ионизируют и разделяют на два потока: нейтральный поток и поток, состоящий из заряженных час25 тиц, Эти потоки формируют концентричными кольцевыми, охватывающими сварочную горелку, причем снаружи располагают поток из заряженных частиц, а внутри — нейтральный поток.

Устройство для подавления дыма при сварке содержит источник 1 сжатого воздуха; связанный с воздуховодом 2 с камерой 3 ионизации, выполненной в виде нескольких диэлектри- 35 ческих трубок 4, внутри которых размещены электроды 5 и 6, расположенную коаксиально на сварочной горелке 7 насадку 8 с двумя кольцевыми концентричными щелями 9 и 10, Трубки

4 объединены в гибкий рукав 11, связанный со щелью 9 посредством кольцевого канала 12, выполненного в рукоятке горелки 7. Отводящие патрубки

13 установлены соосно на ныходе из трубок 4 и объединены в гибкий рукав 14, связанный с щелью 10 посредством канала 15. Канал 15 выполнен в рукоятке горелки 7 коаксиально каналу !2. Внутри трубок 4 у их концов расположены металлические вставки 16 (электроды), подсоединенные к источнику питания (не показан). Площадь выходных щелей 9 и

I0 в I 5-2 раза меньше внутренних 55 сечений гибких рукавов 11 и 14.

Электроды 5 подключены к источнику высокого напряжения.

При подаче высо ко го н «пр яжения на электроды 5 воз никнет бар верный разряд, и сечение трубок 4 перекрывается холодной плазмой. Предварительно осушенный и очищенный от примесей сжатый воздух от источника 1 поступает по ноздуховоду 2 н камеру

3 ионизации и, протекая по диэлектрическим трубкам 4, полностью ионизируется с образованием 0, О,, О> далее, попадая на участок, где расположена металлическая вставка

16, отрицательно заряженные ионы воздуха притягиваются к ней, разделяясь при этом на поток заряженных частиц, поступающий в пристенную часть трубок 4, а затем в диэлектрические патрубки и далее по гибкому рукаву 11 и каналу 15 выходит из щели 10, а нейтральный поток, образующийся в осевой части трубок

4 и поступающий затем н отводящие патрубки 13 по дополнительному гибкому рукаву 14 поступает в кольцевую щель 9 насадки 8 и конусообразным зонтом охватывает подаваемый в место сварки углекислый (защитный) газ, исключая смещение (сдувание) ! ° .. г углекислого газа, и кроме того,. предотвращая взаимодействие потока заряженных частиц 0, 0, О. с защитным газом. Зонт из нейтрального потока прижимает сварочный дым к свариваемой конструкции и перемещает его в зону действия потока заряженных частиц. Конусообразный зонт из потока заряженных частиц охватывает инертный поток. Распространению сварочного дыма препятствует избыточное давление используемого воздуха, в 1,5-2 раза превышающее давление защитного газа. При данлении воздуха, превышающем давление защитного газа меньше, чем в 1,5 раза, сварочные дымы недостаточно надежно прижимаются к конструкции, а при превышении давления защитного газа более, чем в 2 раза, происходит укос частиц сварочных дымов, Это подтверждается экспериментальными данными, снеденными в таблицу.

Как видно из таблицы при скорости истечения среды, совпадающей со скоростью истечения защитного газа, не обеспечивается "прижатие" сварочной аэровзвеси к свариваемой конструкции и эффективность подавления .тоимесей достигает лишь 80Х, При

3 1 скорости истечения среды выше 2,5 м/ эффективность осаждения вредных примесей не понижается, но повышается концентрация вредных выделений в радиусе до 2 м от зоны дыхания сварщика, так как уменьшается время взаимодействия частиц аэрозоля со свариваемой поверхностью. Концентрация пыли на рабочем месте снижается в 10 раэ и достигает уровня

ЩК в диапазоне скоростей истечения среды к скорости истечения защитного газа от 1,5 до 2,0, Пример. На электроды 5 и 6 подают переменное высокое напряжение (10 кВ) с частотой 50 Гц, а на электроды 16 — постоянное напряжение. В межэлектродном промежутке появляется устойчивый барьерный разряд, Сжатый воздух, предварительно осушенный в вихревом влагомаслоотделителе до значения относительной влажности 10-15Х подают в зону барьерного разряда, где он превращается в холодную плазму с концент 3 Ф 17 рацией ионов в см до 10 -10

При этом ионизируются лишь молекулы и атомы кислорода водяного пара и других кислородосодержащих молекул, а молекулы азота остаются нейтральными °

Данные ионы кислорода и гидроксильных групп, попадая в зону. действия электрода 16, отклоняются к последнему (так как она имеет хорошую проводимость) и поступают в рукав 11, а нейтральная среда (азот) вытесняется в центральную часть камер 3 ионизации и поступает в отводящие патрубки 13.

Затем среда с заряженными ионами, выходя из кольцевой щели I-О, создает внешний конусообразный зонт над местом сварки, а нейтральная среда, выходя иэ кольцевой щели 9, образует внутренний зонт.

Скорость истечения защитного газа 1 м/с, а скорость истечения сред изменяют в диапазоне 1 - 3 м/с.

При этом обеспечивается подача воздуха под давлением, превышающим давление защитного газа в 1-2,5 раза. Отбор проб для определения концентрации вредных примесей осуще288009 4 с ствляют аспиратором через алонжии, . затем весовым методом о определяют

3 количество вредных примесей в I м аспирируемого воздуха. .5 Предлагаемый способ и устройство обеспечивают интенсивную нейтрализацию сварочных дымов, подавление и осаждение их на свариваемую конструкцию, при этом значительно улучша10 ются санитарно-гигиенические условия труда сварщика, а также и помещения, где осуществляется сварка.

Эффективность предлагаемого способа и устройства для его реализации

15 повышается на 62Х, концентрация пыли на рабочем месте снижается в 10 раз.

Фор мул а и э обретения

20 1, Способ подавления сварочного дыма при сварке в среде защитных газов, при котором в направлении к свариваемому изделию направляют кольцевые потоки воздуха, охватывающие сварочную горелку, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления сварочного дыма, воздух подают под давлением, в !,5-2 раза превышающим

30 давление защитного газа, и перед направлением в зону сварки предварительно ионизируют и разделяют на поток, состоящий из заряженных частиц, и нейтральный поток, при этом снаружи направляют поток из заряженных частиц, а внутри — нейтральный поток.

2. Устройство для подавления сварочного дыма при сварке в среде sa4р щитных газов, содержащее насадку, соединенную с источником сжатого воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено камерой ионизации, выполненной в виде нескольких диэлектрических трубок, в которых расположены электроды и соосные трубкам отводящие патрубки, насадка выполнена с двумя кольцевыми концентричными щелями, наружная из

5р которых соединена с отводящими патрубками, а внутренняя - с выходными отверстиями трубок, входные отверстия которых соединены с источником сжатого воздуха, 1288009

Концентрация примесей в зоне

3 дыхания сварщика, мг/м

Отношение скоЭффективность, 7 от зоны дыхания.

3 сварщика, мг/м

ro газа но

80,6

4,1

94, 2

1,9

1,5

1,52

94,8

1,7

1,5

94 13

2,5

1,7

3 4

75 8

Составитель Г ° Квартальнова

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор Е. Сирохман

Редактор В. Иванова

Заказ 7753/13 Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4 рости истечения среды к скорости истечения защитноУстройство включеУстройство вы клю чено

Концентрация примесей на расстоянии 2 и

С02- г

g г