Горелка для электродуговой сварки

 

Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и может быть использовано для сварки швов в различных пространственных положениях. Цель - увеличение срока службы путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного металла. Сопло 1 выполнено в виде герметичной камеры, заполненной пористым материалом 2, пропитанным жидкой средой. В материале 2 вьшолнены продольные каналы. Это создает условия для протекания в камере сопла 1 замкнутого испарительно-конденсаторного цикла. Нд внешней поверхности сопла 1 на 1/3 его длины выполнены ребра 3, которые состыкованы с внутренней поверхностью сопла 4 для отсоса сварочного аэрозоля . Это повышает теплосъём с сопла I. Интенсивное охлаждение сопла 1 уменьшает количество налипших брызг расплавленного металла, что позволя-- ет увеличить в 2-3 раза срок его службы. 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (И) А1 (5)) 4 В 23 К 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4182336/31-27 (22) 19.01.87 (46) 15.12.88. Бюл, к 46 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И,Ç.Соколова (72) В.Ф.Романенко, В,В,Дмитрик, Д.И.Момот, Л.В.Поляков и В.В.П1евченко (53) 621.791.755.034 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1162561, кл, В 23 К 9/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 806312, кл. В 23 К 9/16, 1979. (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ

СВАРКИ (57} Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и может быть использовано для сварки швов в различных пространственных положениях.

Цель — увеличение срока службы путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного металла. Сопло 1 выполнено в виде герметичной камеры, I заполненной пористым материалом 2, пропитанным жидкой средой, В материале 2 выполнены продольные каналы.

Это создает условия для протекания в камере сопла 1 замкнутого испарительно- конденсаторного цикла. На внешней поверхности сопла 1 на 1/3 его длины выполнены ребра 3, которые состыкованы с внутренней поверхностью сопла 4 для отсоса сварочного аэро золя. Это повышает теплосьем с сопла !. Интенсивное охлаждение сопла

1 уменьшает количество налипших брызг расплавленного металла, что позволя»ет увеличить в 2-3 раза срок era службы, 3 ил.

1444110

Изобретение относится к электродуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности при сварке в различных пространственных положениях.

Цель изобретения — увеличение срока службы горелки путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного метагпа.

На фиг. 1 показана горелка, общий вид; на фиг,.2 — разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 — развертка пористого материала, заполняющего полую камеру 15 сопла.

Горелка содержит сопло 1 для формирования потока защитного газа, представляющее собой полую герметичную камеру, внутри которой содержит- 20 ся пористый материал 2, например лис— товой асбест. Материал пропитан жидкой охлаждающей средой, например водой, На наружной поверхности сопла, на 1/3 его длины, выполнены ребра 3 в количестве 6-8 шт., охватываемые по окружности соплом 4, для отсоса сварочного аэрозоля. Внутри сопла 1 размещен мундштук 5 и изолятор 6, Внутри токопровода 7 размещены каналы для подачи сварочной проволоки и защитного газа. Пористый материал имеет продольные каналы 8 (фиг.3), выполненные в виде параллелепипедов.

Пористый материал изготавливается от- 35 дельно, а затем вставляется в полость сопла и закрывается охладительной рубашкой 9. Толщина пористого материала составляет 3 мм. О1ирина каналов 8 в 1,2-1,4 раза больше расстоя- 40 ния между ними, а расстояние от концов каналов до торцов сопла 1 равно

0,25-0,3 внутреннего диаметра сопла 1.

Выражение таким образом расстояния от каналов до торцов сопла 1 и расстояние между каналами в нижнем своем значении определяются механическими свойствами пористого материала 2 и для асбеста составляет 4-5 мм, Дальнейшее уменьшение укаэанных размеров (менее 0,25 диаметра сопла) снижает формоустойчивость пористого элемента. Требование формоустойчивости определяет также и количество каналов. 55

При увеличении расстояния от канала 8 горячего торца сопла 1 давление пара, скапливающееся в пористом материале 2 на данном участке, препятствует поступлению жидкости по капиллярам, что снижает эффективность тепло бмена. При испытаниях сопла 22 мм увеличение этого расстояния с 5 до

8 мм приводит к повышению температуры горячего торца сопла на 6-10 С (в зависимости от режима сварки). Размер (8 мм), при котором наблюдалось повышение температуры, более 0,35 диаметра сопла, На наружной поверхности сопла 1 над каналами 8, на 1 /3 длины сопла 1 установлены ребра 3, через которые происходит сток тепла из верхнего участка сопла 1. Ребра 3 изготавливаются из меди и являются опорами сопла 4 для отсоса сварочного аэрозоля из зоны горения сварочной дуги, Верхняя наружная часть сопла 1 принудительно охлаждается с помощью сопла для отсоса и ребер 3, увеличивающих активную поверхность, с которой происходит сток тепла. Расположение ребер 3 на охлаждаемом торце сопла 1 на расстоянии не более 1/3 его длины обосновано условиями отсутствия возможности нагрева ребер 3 посредством Феплопередачи излучением, источниками которого являются электрическая дуга и сварочная ванна. Сварочная ванна расположена на расстоянии 0,6-4,0 величины диаметра сопла 1, и в этом промежутке горит электрическая дуга, Учитывая размеры сопел для формирования потока защитного газа, длину дуги и площадь интенсивной теплоотдачи из сварочной ванны, а также то, что размеры сопел для отсоса сварочного аэрозоля находятся в пределах 2,0-2,5 диаметров сопла для формирования потока защитного газа, максимальная длина ребер 3 составляет не более

1/3 длины сопла 1, при которой гарантировано их расположение в тени образованной торцом 6 сопла 1, обращенном к зоне сварки, т.е. ребра 3 расположены внутри пространственного угла, куда не проникает прямое излучение.

При уменьшении длины ребер 3 менее 1/3 длины сопла 1.пропорционально уменьшается площадь теплосъема посредством ребер 3. При испытании сопла без ребер температура, обращенного к зоне сварки торца сопла, в сравнении с оребренным на 1/3 длины повышалась в 1,6-1,9 раза, 1444110

Горелка для электродуговой сварки работает следуюшим образом.

В процессе сварки тепло, выделяемое при горении дуги, нагревает нижнюю часть сопла 1, При этом охлаждающая среда, находящаяся в нижней части сопла в пористом материале 2, закипает. Парообразная охлаждающая среда из нижней части сопла 1, где тем- 10 пература и давление пара выше, перемещается по продольным полым каналам

Я в верхнюю часть сопла 1, где температура ниже, В верхней части пористого материала 2 парообраэная охлаждаю- 15 щая среда конденсируется, отдавая тепло, а затем в жидкой фазе перемещается по капиллярам пористого материала 2 в нижнюю .асть сопла 1,обеспечивая непрерывность испарительно- 20 конденсационного цикла.

Конструктивное выполнение сопла 1 горелки обеспечивает наличие холодных участков по корпусу сопла 1, расположенных над пористым материалом 2,ко- 25 торые чередуются с горячими участками, расположенными над каналами 8 пористого материала 2. Наличие ребер 3, установленных на горячих участках сопла 1, т.е, над каналами 8.пористо- 30

ro материала 2, позволяет производить теплосъем при большей разности температур между температурой ребер 3 и температурой охпаждающего их потока воздуха, что увеличивает теплоотдачу с поверхности сопла 1 и позволяет создать равномерное распределение температур по корпусу сопла 1 .

Конструкция горелки позволяет повысить теплоотвод от разогреваемого 40 сварочной дугой сопла для подачи защитного газа и снизить температуру о его поверхности до 50-75 С, что уменьшает количество брызг расплавляемого металла, налипающих на его поверхность. Интенсивное охлаждение сопла позволяет повысить в 2-3 раза срок службы горелки, а также воэможность вести сварку вертикальных и потолочных швов

Формула изобретения

Горелка для электродуговой сварки в среде защитных газов, содержащая сопло для подачи защитного газа, выполненное в виде кольцевой герметичной камеры, заполненной пористым материалом, пропитанным жидкой охлаждающей средой, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения срока службы путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного металла, она снабжена соплом для отсоса сварочного аэрозоля, на наружной поверхности сопла для подачи защитного газа выполнены ребра, установленные в контакте с внутренней поверхностью сопла для отсоса сварочного аэрозоля, в пористом материале выполнены каналы, ширина которых больше расстояния между -ними в 1,2—

1,4 раза, а расстояние от концов ка-. налов до торцов сопла для подачи защитного газа составляет 0,25-0,3 внутреннего диаметра упомянутого сопла, при этом длина ребер равна 1/3 длины сопла для подачи защитного газа.

1444110

Составитель П.Пенчук

Техред M.Дидык

Редактор А.Долинич

Корректор С.Черни

Заказ 6433/15 Тираж 922

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4