Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Союэ Советских Социалистических Респуолик(23) Приоритет -Государственный комит СССР ао делам иэобретеиий и открытий(43) убликовано 30.04.79, Бюллетеньа опубликования описания 22.06.7 53) УЛК 621.791,(54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В ВАРК ИТНЬ ЗАХ и сопла ния теп ет обес ри свар ю по техэффекту ки неплаазах, соатель с е непла- равления водяного установИзобретение относится к оборудованию для сварки в среде защитных газов.Известна горелка для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом, содержащая корпус с газопроводящим штуцером и каналом для охлаждения сопла и электрода 1.Недостатком этой горелки является небольшой ресурс работы в связи с несовершенством ее конструкции, заключающимся 10 в наличии малой теплопередающей поверхности от электрода к каналу охлаждения.Известна горелка для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом, выполненная в виде составного корпуса - наруж ного и внутреннего, между которыми образован охладительный коллектор, Цанга с электродом установлена во внутреннем корпусе, а сопло установлено на наружном корпусе 2.20Недостатком данной конструкции является малая эксплуатационная надежность, вызванная конструктивным несовершенством выполнения системы охлаждения, в результае чего имеет место интенсивное ох лаждение цилиндрических стаканов наружного и внутреннего корпусов, в то время как наиболее нагревающиеся части горелки - цанга и сопло охлаждаются недостаточно, а также тем, что в данном техничес ком решении охлаждение цангиосуществляется за счет использовалопроводности металлов, что не моипечнть отвод всего выделяемого пке тепла.Наиболее близкой к изобретенинической сущности и достигаемомуявляется горелка для дуговой сварвящимся электродом в защитных гдержащая полый электрододерижестко закрепленным на его торцвящимся электродом, сопло для напзащитного газа, а также рубашкуохлаждения электродержателя,ленную концентрично ему 3. Однако эта горелка имеет невысокую эксплуатационную надежность, вызванную тем, что при допустимых (с конструктивной и технологической точки зрения) размерах горелки невозможно отвести весь приходящийся на торцовую часть электрододержзтеля тепловой поток от плазмы и расплавленного металла сварочной ванночки.Для такой горелки характерно резкое уменьшение коэффициента теплопередачи от стенки электрододержателя к охлаждающей жидкости. В результате наружная поверхность торца электрододержателя нагревается до температуры плавления, что приводит50 55 60 65 к эрозии торца электрододержателя и выходу горелки из строя.Целью изобретения является повышениеэкснлуатацпонной надежности горелки путем устранения нагрева торца электрододержателя до температуры плавления.Для этого в предлагаемой горелке длдуговой сварки неплавящнмся электродомв защитных газах, содержащей полый электрододериатель с жестко закрепленным наего торце неплавящимся электродом, сонло для направления защитного газа, а также рубашку водяного охлаждения электрододержателя, установленную концентричноему, полость электрододержателя заправлена теплоносителем и герметично заглушена,при этом рубашка водяного охлажденияустановлена на электрододержателе с зазо.ром, образующим герметичную кольцевуюполость для инертного газа.Для обеспечения работоспособности горелки в положениях, отличных от вертикального, внутренняя поверхность полостиэлектрододержателя облицована капиллярно-пористым материалом. Между соплом иэлектрододержателем горелки может бытьустановлен защитный экран,На чертеже представлена предлагаемаягорелка, продольный разрез.Горелка включает электрододержатель1, в который вмонтирован неплавящийсяэлектрод 2. Между электрододержателем 1и соплом 3 горелки установлен защитныйэкран 4. Горелка снабжена кольцевым коллектором 5, обеспечива 1 Ощим подвод защитного газа, например аргона, в сопло 3, Рубашка б водяного охлаждения электрододержателя 1 установлена концентрично емуи с зазором по отношению к его наружнойповерхности, образующим герметичнуюкольцевую полость 7 для,инертного газа, вчастности гелия. Штуцер 8 предназначендля подвода холодной воды, штуцер 9 -для отвода нагретой воды. Внутренняя поверхность полости электрододержателя 1 облицована капилляр но-пористым материалом 10, Для облицовки внутренней поверхности полости электрадодержателя можетбыть использована сетка. Сама полостьгерметично заглушена и частично заполненатеплоносителем, например калий-натриевойэвтектикой или ртутью.Горелка работает следующим образом.При зажигании дуги происходит нагревание торца электрододержателя 1, кото.рому тепло передается от электрода 2 в количестве, пропорциональном коэффициентутеплопроводности металлов электрододержателя 1 (медь) и электрода 2 (вольфрам),Экран 4 снижает величину лучистоготеплового потока от плазмы и расплавленного металла сварочной ванночки, что существенно облегчает работу горелки. В зазор между экраном 4 н электрододержателем 1 подается аргон из коллектора 5. Теп 510 15 20 25 ЗО 35 40 45 ло, распространяющееся внутрь горелки, испаряет теплоноситель (калий-натриевую эвтетику илн ртуть), Пары теплоносителя начинают перемещаться из зоны испарения, где давление паров выше, в зону конденсации, где давление паров ниже, перенося тепло из области нагрева электрододержателя 1 в область охлаждения, В зоне конденсации верхней части полости электрододержателя 1 пары теплоносителя конденсируются и по капиллярно-пористому материалу 10 теплоноситель снова подается в зону испарения. Таким образом, охлаждение горелки осуществляется по принципу работы тепловой трубы, Тепло, подаваемое паром на участке конденсации, встречает на своем пути тер.ическое сопротивление в виде кольцевой полости 7, образованной рубашкой б и электрододержателем 1. Гелий, являющийся теплопроводным газом, на 300 - 350 С уменьшает температуру стенки, прилегающей к рубашке 6 охлаждения, в которой циркулирует вода, подаваемая черкез штуцер 8 и истекающая через штуцер 9.Для повышения работоспособности горелки при режимах, максимальных по теплонапряженности, рубашка б охлаждении электрододержатель 1 с образованием герметичной кольцевой полости 7 между ними установлена по отношению к электрододержателю 1 с зазором от 0,2 до 0,5 мм, заполненной инертным газом.Для уменьшения переизлучения на корпус от плазмы и расплавленного металла сварочной ванночки и обеспечения лампнарного течения, подаваемого в зону сварки инертного газа в зависимости от его расхода, зазор между наружной поверхностью электродОдержателя 1 и экраном 4 составляет величину 1 - 2 мм.Благодаря такому конструктивному решению достигается хороший теплоотвод от нагретых частей, что существенно повышает эксплуатационную надежность горелка.Формула изобретения1. Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащая полый электрододержатель с жестко закрепленным на его торце неплавящимся электродом, сопло для направления защитного газа, а также рубашку водяного охлаждения электрогдодержателя, установленную концентрично ему, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышениа эксплуатационной надежности горелки путем устранения нагрева торца электрододержателя до температуры плавления, полость электрододержателя заправлена теплоносителем и герметично заглушена, при этом рубашка водяного охлаждния установлена на электрододержателе с зазором образующим герметичную кольцевую полость для ннсртного Газа,659311 1. Авторское свидетельство СССР5385693, кл. В 23 К 9/16, 1970, 2, Авторское свидетельство СССР46825, кл. В 23 К 9/16, 1972, 3. Патент США2554236, кл, 219-75, 1951. Составитель Г. Квартальнаяедактор О. Юркова Техред И. Строганова Корректор И, Симин аказ 314/507 Изд.287 НПО Государственного комитета ССС 113035, Москва, Ж, Тираж 1221 Поди по делам изобретений и открь;т:и ушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил, пред. Патент 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работоспособности горелки в положениях, отличных от вертикального, внутренняя поверхность полости электродадержателя облицована капиллярно-пористым материалом.3. Горелка по пп. 1 - 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что между соплом и электрододержателем установлен защитный экран,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: