Горелка для сварки в защитных газах

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сварочном производстве. Газопроницаемый пористый вкладыш горелки выполнен в виде втулки из металлокерамики. Вкладыш установлен соосно с электродом. Вкладыш выполнен в виде конической втулки с суммарной площадью пор не менее площади выходного сечения сопла. Верхняя часть втулки имеет наружный диаметр, равный диаметру сопла горелки. Нижняя часть выполнена в виде опорной поверхности для цанги электрододержателя. Газоподвод совмещен с токоподводом. Горелка позволяет за счет улучшения теплоотвода вести сварку на повышенных токах или при тех же токах увеличить ресурс ее работы. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в сварочном производстве.

Известна горелка для сварки в защитных газах, имеющая фигурную втулку, установленную на входе сопла, в которой параллельно оси расположены сквозные отверстия [1].

Недостатком аналога является то, что площадь поперечного сечения отверстия, из которого истекает защитная струя газа, меньше площади отверстия выходного сечения сопла. Это приводит к разнице скоростей истечения защитной струи из сопла и соответственно не может обеспечить требуемую для надежной защиты ламинарность потока защитного газа.

Известна горелка для сварки в среде защитных газов, содержащая корпус с кольцевой накопительной камерой и перегородку, выполненную в виде двух металлических сеток с общей пористостью 0,2-0,3 [2].

Недостатком аналога является то, что близкое расположение вкладыша к зоне сварки приводит к возможности его сгорания или засорения. Для обеспечения равномерности истечения газа из сопла горелки необходимо выполнение условия: суммарная площадь пор вкладыша должна быть не менее площади выходного сечения сопла ΣF_пор ≥ F_сопла. При пористости вкладыша 0,2 - 0,3 диаметр корпуса горелки должен быть в два - три раза больше диаметра выходного сечения сопла, что увеличивает габариты горелки и ограничивает возможность применения горелки для сварки в труднодоступных местах.

В качестве прототипа выбрана горелка для сварки в защитных газах с устанавливаемым на входе сопла сетчатым или пористым вкладышем, охватывающим электрододержатель. Горелка обеспечивает выравнивание скорости истечения газа по сечению сопла, что способствует улучшению газовой защиты зоны сварки [3].

Недостатком прототипа является то, что близкое расположение вкладыша к зоне сварки приводит к возможности засорения вкладыша брызгами расплавленного металла. Кроме того, при смене или заточке электрода между вкладышем и электродом постоянно увеличивается зазор, через который ввиду меньшего гидравлического сопротивления протекает струя газа, имеющая большую скорость в сравнении с основным потоком. Эта струя нарушает ламинарность основного потока, что ведет к ухудшению качества газовой защиты.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются уменьшение габаритов горелки за счет более рационального подвода защитного газа, а также улучшение охлаждения электрододержателя, что увеличит срок службы горелки и даст возможность ее использования при больших плотностях тока на электроде.

Поставленная задача достигается тем, что горелка для сварки в защитных газах, содержащая электрододержатель, сопло и газопроницаемый пористый вкладыш, выполненный в виде втулки из металлокерамики, установленной соосно с электродом, газоподвод и токоподвод, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде конической втулки с суммарной площадью пор не менее площади выходного сечения сопла, верхняя часть которой имеет наружный диаметр, равный диаметру сопла горелки, нижняя часть выполнена в виде опорной поверхности для цанги электрододержателя, а газоподвод совмещен с токоподводом.

Устройство сварочной горелки поясняется чертежом.

Горелка содержит электрод 1, который закреплен в электрододержателе 2. Соосно с электродом в сопло 3 горелки установлен пористый вкладыш-втулка 4. Верхняя часть вкладыша опирается на крышку 5. Через каналы 6 в крышке 5 в полость горелки подводится защитный газ. К крышке 5 крепят провод 7 и гибкий металлический шланг 8.

Такая конструкция горелки обеспечивает выполнение условия - суммарная площадь пор вкладыша не менее площади выходного сечения сопла.

Отвод тепла от электрода осуществляется через электрододержатель прежде всего за счет теплоотвода в массивную втулку. Втулка, в свою очередь, имеет развитую за счет пор поверхность, интенсивно охлаждаемую потоком защитного газа. Высокая эффективность охлаждения втулки объясняется тем, что ее поверхность в десять раз превышает поверхность контура втулки.

Устройство работает следующим образом. Вращением крышки 5 осуществляется поджатие втулки 4. Нижняя часть втулки 4 поджимает цангу 2, таким образом происходит зажим электрода 1 в электрододержателе 2. Защитный газ через канал 6 поступает в полость горелки. Далее проходит через пористый вкладыш 4, где за счет газодинамического сопротивления пор гасится турбулентность газового потока. В следующей полости горелки происходит выравнивание скоростей истечения струи газа по сечению сопла 3, тем самым обеспечивается стабильность, равномерность газового потока. Холодный поток защитного газа обеспечивает теплоотвод через поверхность пористого вкладыша, а также с поверхности электрододержателя.

Таким образом, горелка позволяет за счет улучшения теплоотвода вести сварку на повышенных токах или при тех же токах увеличить ресурс работы горелки. Кроме того, газоподвод через крышку горелки уменьшает ее габариты, что позволяет вести сварку в труднодоступных местах.

Литература 1. Авт.св. СССР N 1703324, МКИ B 23 K 9/167, 1992.

2. Патент РФ N 2033908, МКИ B 23 K 9/167, 1995.

3. Сварка в машиностроении. Справочник под ред. Зорина Ю.М. - М: Машиностроение, т.4, 1979, с. 96, рис. 3г.

Формула изобретения

Горелка для сварки в защитных газах, содержащая электрододержатель, сопло и газопроницаемый пористый вкладыш, выполненный в виде втулки из металлокерамики, установленной соосно с электродом, газоподвод и токоподвод, отличающаяся тем, что вкладыш выполнен в виде конической втулки с суммарной площадью пор не менее площади выходного сечения сопла, верхняя часть которой имеет наружный диаметр, равный диаметру сопла горелки, нижняя часть выполнена в виде опорной поверхности для цанги электрододержателя, а газоподвод совмещен с токоподводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1