Горелка для сварки неплавящимся электродом

 

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 дизметром 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

СОЮЗ СОГ < 1СКИХ

С ОЦИ АЛ И С1 и I Е CK ИХ

РГСПУБЛИК (5!)5 В 23 К Q/167

ГОСУЛЛРСТБЕН1 1ЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01КРЫ1ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4 676071 /27 (22) 11.04.89 (46) 07.01,92 Бюл. М 1 (72) O.М. Новиков, В.П. Морочко, В.О. Токарев, Ю.Л. Яровинский, А.Д. Панферов, Ю;А.

Кироз, Д.П. Дронов и В.В. Никонов (53) 621.791.754.034 (088.8) (56) Патент США й. 3525845, кл. 219 — 75, 25.08.70. (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ (57) 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

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

Цель изобретения — сокращение расхода защитного газа и повышение степени защить< 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 креплен 1я нег<лавящегося электрода 4. На корпусе 1 закреплено керамическое сопло 5. Внутри сопла 5 устанавливается конусная оправкз 6, выполненная из меди или медного сплава. За счет сил трения оправка G платно крепится на внутренней поверхности сопла. Оправка 6 выполнена с централь1<ым сióno«÷àòûì (l 9) ((() сР ъФ подачи защитного газа, цангу 3 с электродом 4, конусну<о оправку 6 с цилиндрическими каналами, соосными оси оправ и, и керамическое сопло 5, конусная оправка 6 выполнена с конусной выточкой наружной поверхности на высоту цилиндрических каналов и со сквозными каналами 11 диаметром 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 иэ выражений б1 =- 1,4

dg, d = dg+ 0,2, где d> — диаметры большего и меньшего цилиндрических отверстий, мм;

d> — диаметр электрода, мм. 1 ил, цилиндрическим каналом, имеющим ступень 7 большего диаметра с диаметром d1 =

1,4 d мм, где d — диаметр электрода (мм) и ступень 8 меньшего диаметра с диаметром

d = (дую+0,2) мм. Ступенчатый канал сопряжен с конусообразной полостью 9, диаметр большего основания dz которой (2,5-5) da.

По высоте цилиндри <еского 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. Диаме<р D1 основзп<1я оправки 6 со стороны вы;очки 10 выбирается иэ условия, что площадь поперечных сечений каналов 11 равна площади попереч1<ого сечения кольцевого зазора 12 в плоскости

1703324!

50

l oðöà опг :.,:".:! ", лну-! рзl!)! с!; c!",.o. рхн0f;7,Io соплг: О. !!: . :I „> " ) c (пл!3! ° w !! c.".. р!1усОР4 1 гo релки имее1ся -.азор 13, а oп,ээвка 6 разделяег внутре!!н! и объем со!!и, !!а две камер,!

14 и 15, Горел!,"! работает спеду!Ощим образо,.

Защ:,тн: и газ подастся ь рез каналы 2

II корг!уc.е 1 Горе!!!иl в к!!л;;.;;, 14 сжэ!и:I.

Далее чер..э г!си ость 9. ступень 7 и каналы

11 газ попал,аег в камеру 15 р..:сширения и, обтекая электрод, вытекает !;;ружу сопла, Нали г;,. полосги 9 i" ступени 7 в оправке 6 и Kаиигов 11, соединяю!цих камеру 15 с камерой 14, создает надеж!!ый теплсобмен наружной поверхнсс гп рс льфрамо:.Ого электрода и внутренней поверхности опраг;ки с проходя!цим газовым по-оком. Расположение осей Kîíàлов 11 пер !Ондикулярно оси оправKè исключает турбуленiнь|е потоки защитного газа на выходе из сопла и улучшает качество защиты металла шва, а выбор площади поперечных сечений каналов 11 равной площади поперечного сечения кольцевого зазора 12 оптимизирует расход защитного газа.

На основании экспериментальных исследований установлено, что на расход защитного газа и качество защиты влияют диаметры di u d цилиндрических сооснь!х отверстий ступеней 7 и 8, диэметр сквозных каналов 11 и их количество, а также диаметр

D1 основания оправки 6. Вел!1чину di выбрали равной 1,4 d3, т.е. щелевой зазор между наружной поверхностью электрода 4 и поверхнос; ью оправки, образованной ступенью 7, равен О,?0 d3. При увеличении зазора болзе 0,20 сЬ и с4„> 1,2 мм происходит значительное снижение сопротивления истечению защитного газа из камеры сжа!ия в камеру расширения, что приводит к нарушению ламинарного течения газа на выходе из сопла 5 и увеличению расхода газа. При уменьшении зазора менее 0,20 d и диаметров каналов 11< 0,9 значительно возрастает сопротивление истечению защитного газа. снижается расход газа, что пр:.;водит к ухудшению качест!га защиты. Для предотвращения продольного потока защитного гаэ;. диаметр d л1еньшей цилиндричес .ой ступе-ни 8 выполнен минимэлы!им из у;.ловия свободного прохо;кдения электрода. Поэтому отверстие d выполнено с зазором 0,1 мм н» одну сторону между по. Орхностью электрода 4 и поверхнсстью оправки, Образованной отверстием c1упени 8.

Газ, выходявр",й из к-; Iï.ion 11, за счст равенства пло!Il,—.:: oé из поп:".,",. !ых са !е !ий с площ1,:", ..!О поперечного с!. "Он!!я кольцевого зазора 12 более p, ÄIioli aiil,l-о

40 расходуется для защиты металла шва. Благо, ря !1асширению газа в конусной выточке 10 и плавному снижению давления в ка ".Оре 15 воз икает устойчивый ламинарный поток газа, При наличии камеры 14 сжатия камеры 15 расширения равных объе!!Оэ происходит !!ераэрыьчiость потока

ИНЕРТНОГО Гаэа, ИСтЕ I<çÍÈÅ КотОРОГО ПРИНИMBQT устойчивый и экономный характер. Равенство объемов камер 14 и 15 регулируется зазором 13, а равенство площадей поперечны", сечений каналов 11 с площадь!о поперечного сечения кольцевого зазора 12 регулируется диаметром 01, количеством и диаметром сквозных каналов 11, Для этого ил.естся набор оправок с раз!!ими размерами.

При условии, когда площадь кольцевого зазора 12 больше площади поперечных сечений каналов 11, происходит снижение сопротивления истечению защитного гала и резкое его расширение в конусной проточке

10, объел которой увеличивается. Это приводит к повышенному расходу газа, Если площадь кольцевого зазора 12 меньше площади поперечных сечений отверстий каналов 11, то это вызывает дополнительное сопротивление истечению газа, повышение скорости его истечения и ухудшение качества защиты металла шва.

Горслка испытана при сварке титанового сплава ОТЧ толщиной 2 мм. Расход защитного газа аргона составил 6-8 л/мин.

Шов гладкий. блестящий, окисление металла шва отсутствовало.

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

Формула изобретения

Горелка для сварки неплавящимся электродо!л, содержащая корпус с каналами для подачи защитного газа, цангу с неплавящил;сл электродом, керамическое сопло, закрепленное на корпусе, а также опоэвку со ступенчатым центральным цилиндрическим каналом, ступень с меньшим диаметром которого расположена со стороны рабочего торца горелки. о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокраще!гия расхода защитного газа и повышения степени защиты металла шва, оправка выполнена конической с наружной кольцевой проточкой высотой!, равной высоте ступенчатого канала, внутре!!ней конусообразной полостью и рад:аль!! t=KIи канллами д!1аметрол1 0,9-1,2 мм, !

-Орпе!!!!икулярными о;и оправки и равномерно расположен! ыми по периметру опрoû .и, при этом диаметры ступеней

1703324

Составител ь Г.Ква ртал ь ная

Редактор Т.Зубкова Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Заказ 22 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 цилиндрического канала определены соотношениями d> = 1,4 d и d =-(da+ 0,2), где d1 — диаметр ступени большего диаметра, мм; с} — диаметр ступени меньшего диаметра, мм; d — диаметр электрода, конусообраз- 5 ная полость сопряжена со ступенчатым цилиндричсским 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,