Горелка для электродуговой сварки

(19) (11) А 1 15 4 В 23 К 9 16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 15.12.88, Бюл, У 46 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И,Э.Соколова (72) В.Ф.Романенко, В,В,Дмитрик, Д.И.Момот, Л.В.Поляков и В.В.П 1 евченко(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 ЭЛЕКТРОДУГОВОЙСВАРКИ(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 путемуменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного металла. Сопло 1выполнено в виде герметичной камеры,заполненной пористым материалом 2,пропитанным жидкой средой, В материале 2 выполнены продольные каналы.Это создает условия для протеканияв камере сопла 1 замкнутого испарительно- конденсаторного цикла. На внешней поверхности сопла 1 на 1/3 егодлины выполнены ребра 3, которые состыкованы с внутренней поверхностьюсопла 4 для отсоса сварочного аэрозоля. Это повышает теплосЪем с сопла . Интенсивное охлаждение сопла1 уменьшает количество налипших брызграсплавленного металла, что позволяет увеличить в 2-3 раза срок егослужбы. 3 ил.Изобретение относится к электродуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности при сварке в различ" ных пространственных положениях.Цель изобретения - увеличение срока службы горелки путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного метагпа.На фиг.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 ся пористый материал 2, например листовой 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 кана лы для подачи сварочной проволоки и защитного газа, Пористый материал имеет продольные каналы 8 (фиг.3), выполненные в виде параллелепипедов. Пористый материал изготавливается от дельно, а затем вставляется в полость сопла и закрывается охладительной рубашкой 9. Толщина пористого материала составляет 3 мм. Ширина каналов 8 в 1,2-1,4 раза больше расстоя 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 45 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. 55При 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 ммувеличение этого расстояния с 5 до8 мм приводит к повышению температуры горячего торца сопла на 6-10 С (взависимости от режима сварки). Размер (8 мм), при котором наблюдалосьповышение температуры, более 0,35диаметра сопла,На наружной поверхности сопла 1над каналами 8, на 1 /3 длины сопла 1установлены ребра 3, через которыепроисходит сток тепла из верхнегоучастка сопла 1. Ребра 3 изготавливаются из меди и являются опорами сопла 4 для отсоса сварочного аэрозоляиз зоны горения сварочной дуги, Верхняя наружная часть сопла 1 принудительно охлаждается с помощью сопла для отсоса и ребер 3, увеличивающих активнуюповерхность, с которой происходитсток тепла. Расположение ребер 3 наохлаждаемом торце сопла 1 на расстоянии не более 1/3 его длины обосновано условиями отсутствия возможностинагрева ребер 3 посредством еплопередачи излучением, источниками которого являются электрическая дуга исварочная ванна. Сварочная ванна расположена на расстоянии 0,6-4,0 величины диаметра сопла 1, и в этом промежутке горитэлектрическая 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, 1444110Горелка для электродуговой сваркиработает 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 температура и давление пара выше, перемещается по продольным полым каналамЯ в верхнюю часть сопла 1, где температура ниже, В верхней части пористого материала 2 парообраэная охлаждающая среда конденсируется, отдаваятепло, а затем в жидкой фазе перемещается по капиллярам пористого материала 2 в нижнюю часть сопла 1,обеспечивая непрерывность испарительноконденсационного цикла.Конструктивное выполнение сопла 1горелки обеспечивает наличие холодныхучастков по корпусу сопла 1, расположенных над пористым материалом 2,которые чередуются с горячими участками, расположенными над каналами 8 пористого материала 2. Наличие ребер 3,установленных на горячих участкахсопла 1, т.е, над каналами 8.пористого материала 2, позволяет производитьтеплосъем при большей разности температур между температурой ребер 3 итемпературой охпаждающего их потокавоздуха, что увеличивает теплоотдачус поверхности сопла 1 и пОзволяетсоздать равномерное распределениетемператур по корпусу сопла 1 .Конструкция горелки позволяет повысить теплоотвод от разогреваемого 40 сварочной дугой сопла для подачи защитного газа и снизить температуруоего 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 швовФормула изобретенияГорелка для электродуговой сварки в среде защитных газов, содержащая сопло для подачи защитного газа,выполненное в виде кольцевой герметичной камеры, заполненной пористымматериалом, пропитанным жидкой охлаждающей средой, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличениясрока службы путем уменьшения забрызгивания сопла каплями расплавленного металла, она снабжена соплом дляотсоса сварочного аэрозоля, на наружной поверхности сопла для подачизащитного газа выполнены ребра, установленные в контакте с внутреннейповерхностью сопла для отсоса сварочного аэрозоля, в пористом материалевыполнены каналы, ширина которыхбольше расстояния между ними в 1,2 -1,4 раза, а расстояние от концов каналов до торцов сопла для подачизащитного газа составляет 0,25-0,3внутреннего диаметра упомянутого сопла, при этом длина ребер равна 1/3длины сопла для подачи защитногогаза,1444110 Сост ель П,Пенчук ктор А.Долин Корректор С,Чер Дидык ехред акав 6433 1 одписно Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 922 Государственного коми елам изобретений и отк осква, Ж, Раушская