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

(5 4 В 23 К 9/16 // В 23 К 9/32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ог Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГОДЫМА ПРИ СВАРКЕ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) Изобретение относится к сварочной технике, к устройствам для нейтрализации сварочных аэрозолей, Цельизобретения - повышение эффективности подавления сварочного дыма. Дляподавления сварочного дыма используют воздух, который подают под давлением,в 1,5-2 раза превышающимдавление защитного газа, Перед подачей воздуха в зону сварки егопредварительно иониэируют и разделяют на два потока: нейтральный потоки поток заряженных частиц, Эти потоки формируют концентричными кольцевыми, охватывающими сварочную горелку, причем снаружи располагаютпоток из заряженных частиц, а внутри - нейтральный поток, В устройствовходит насадка с двумя кольцевымищелями 9 и 10, соединенная черезкамеру 3 иониэации с источникомсжатого воздуха, Насадка устанавливается на горелке 7, 2 с,п, ф-лы,4 ил, 1 табл,288009 Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствамдля нейтрализации сварочных аэрозолей при сварке.Целью изобретения является повышение эффективности подавления сварочного дыма.На фиг, 1 представлена схема дляосуществления способа; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - 1 Оразрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 -рукоятка с насадкой, продольный разрез,Способ подавления сварочного дыма при сварке в среде защитных газов состоит в том, что для подавления сварочного дыма используют воздух, который подают под давлением,в 1,5-2 раза превышающим давлениезащитного газа, используемого для 20защиты сварочной ванны. Перед подачей воздуха в зону сварки его предварительно ионизируют и разделяютна два потока: нейтральный поток ипоток, состоящий из заряженных час 25тиц, Эти потоки формируют концентричными кольцевыми, охватывающимисварочную горелку, причем снаружирасполагают поток из заряженных частиц, а внутри - нейтральный поток.Устройство для подавления дымапри сварке содержит источник 1 сжатого воздуха; связанный с воздуховодом 2 с камерой 3 ионизации, выполненной в виде нескольких диэлектрических трубок 4, внутри которыхразмещены электроды 5 и б, расположенную коаксиально на сварочной горелке 7 насадку 8 с двумя кольцевымиконцентричными щелями 9 и 1 О, Трубки4 объединены в гибкий рукав 11, связанный со щелью 9 посредством кольцевого канала 12, выполненного в рукоятке горелки 7, Отводящие патрубки13 установлены соосно на выходе изтрубок 4 и объединены в гибкий рукав 14, связанный с щелью 1 О посредством канала 15. Канал 15 выполнен в рукоятке горелки 7 коаксиально каналу 2. Внутри трубок 4 у их 5 Оконцов расположены металлическиевставки 16 (электроды), подсоединенные к источнику питания (не показан). Площадь выходных щелей 9 и10 в 1,5-2 раза меньше внутренних 55сечений гибких рукавов 11 и 14.Электроды 5 подключены к источникувысокою напряжения. 2При подаче высокого напряжения на электроды 5 возникает барьерный разряд, и сечение трубок 4 перекрывается холодной плазмой, Предварительно осушенный и очищенный от примесей сжатый воздух от источника 1 поступает по воздуховоду 2 в камеру 3 ионизации и, протекая по диэлектрическим трубкам 4, полностью ионизируется с образованием О , 0 0, далее, попадая на участок, где расположена металлическая вставка 1 б, отрицательно заряженные ионы воздуха притягиваются к ней, разделяясь при этом на поток заряженных частиц, поступающий в пристенную часть трубок 4, а затем в диэлек.- трические 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 в 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)гуглекислого 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 давлении 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, сведенными 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 8 ОЕ, При3 1скорости истечения среды выше 25 м/эффективность осаждения вредныхпримесей не понижается, но повьшаается концентрация вредных выделенийв радиусе до 2 м от зоны дыханиясварщика, так как уменьшается времявзаимодействия частиц аэрозоля сосвариваемой поверхностью. Концентрация пыли на рабочем месте снижается в 10 раэ и достигает уровняЩК в диапазоне скоростей истечениясреды к скорости истечения защитного газа от 1,5 до 2,0,П р и м е р. На электроды 5 и 6подают переменное высокое напряжение (1 О кВ) с частотой 50 Гц, а наэлектроды 16 - постоянное напряжение. В межэлектродном промежуткепоявляется устойчивый барьерныйразряд, Сжатый воздух, предварительно осушенный в вихревом влагомаслоотделителе до значения относительной влажности 10-157, подают в зонубарьерного разряда, где он превращается в холодную плазму с концент 1 Ф 17рацией ионов всм до 10 -1 ОПри этом ионизируются лишь молекулыи атомы кислорода водяного пара идругих кислородосодержащих молекул,а молекулы азота остаются нейтральнымивДанные ионы кислорода и гидроксильных групп, попадая в зону. действия электрода 16, отклоняются кпоследнему (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 О, создает внешний конусообразный зонт надместом сварки, а нейтральная среда,выходя иэ кольцевой щели 9, образует внутренний зонт.Скорость истечения защитногогаза 1 м/с, а скорость истечениясред изменяют в диапазоне 1 - 3 м/с.При этом обеспечивается подача воздуха под давлением, превышающимдавление защитного газа в 1-2,5 раза. Отбор проб для определения концентрации вредных примесей осуще 288009 4с ствляют аспиратором через алонжии,затем весовым методом о определяют3количество вредных примесей в 1 маспирируемого воздуха..5 Предлагаемый способ и устройство обеспечивают интенсивную нейтрализацию сварочных дымов, подавлениеи осаждение их на свариваемую конструкцию, при этом значительно улучша ются санитарно-гигиенические условия труда сварщика, а также и помещения, где осуществляется сварка.Эффективность предлагаемого способаи устройства для его реализации 15 повьппается на 627, концентрация пылина рабочем месте снижается в 10 раз.Формула изобретения20 1, Способ подавления сварочногодыма при сварке в среде защитныхгазов, при котором в направлении ксвариваемому изделию направляюткольцевые потоки воздуха, охватыва 25 ющие сварочную горелку, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности подавлениясварочного дыма, воздух подают поддавлением, в ,5-2 раза превышающим30 давление защитного газа, и переднаправлением в зону сварки предварительно ионизируют и разделяют напоток, состоящий из заряженных частиц, и нейтральный поток, при этомснаружи направляют поток из заряженных частиц, а внутри - нейтральный поток.2, Устройство для подавления сварочного дыма при сварке в среде за 40 щитных газов, содержащее насадку,соединенную с источником сжатоговоздуха, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что оно снабжено камерой ионизации, выполненной в виде несколь 45 ких диэлектрических трубок, в которых расположены электроды и соосныетрубкам отводящие патрубки, насадка выполнена с двумя кольцевымиконцентричными щелями, наружная из50 которых соединена с отводящими патрубками, а внутренняя - с выходнымиотверстиями трубок, входные отверстия которых соединены с источникомсжатого воздуха,288009 Концентрация примесей в зонездыхания сварщика, мг/м Отношение скоЭффективность, 7 Устрой- Устройот зоны дыхания.3 сварщика, мг/м ство ство включе- выклюго газа чено но 80,6 31 4)1 94,2 34 1,9 1,52 30 94,8 1,7 1,5 29 94 13 2,5 1,7 3 4 75 8 Составитель Г, Кварталь едактор В. Иванова Техред М.Ходанич Корктор Е. Сирохма каз 7753/13 Тираж 972 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушсн оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Уж ул, Проектная,рости истечения среды кскорости истечения защитноПодмитета СССоткрытийая наб д Концентрацияпримесей нарасстоянии 2 и