Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1737153 Ь,753.9.034088.8) 0,05,80 ания о Бюллетеньсания,05,06.80 убликовано ао делам изооретеии и открытий а опублик(72) Автор В ндарев зобретения 71) Заявите Пермский моторостроительный завод им. Я. М. Свердлов 4) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМС ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВИзобретение относится к электродуговойсварке и наплавке металлов и. их сплавов всреде активных или инертных газов и можетнайти применение в машиностроительной,химической и других отраслях промышленности, а также в строительстве и в сельхоз.технике.Известна конструкция сварочной горелки, включающая кольцеобразное сопло, которое концентрически окружает токоподводящий мундштук с наконечником, причем всопле предусмотрено дроссельное устройство, выходные отверстия которого выведены в паз, соприкасающийся со стенкой мундштука горелки 1,Известна также горелка, содержащая внижней сопловой части специальную камерудля размещения твердой углекислоты, которая, нагреваясь в процессе сварки, является источником газообразной СОг, Углекислый газ вводится в зону сварки черезряд отверстий, содержащихся в сопловойкамере. В указанной конструкции горелки 20не требуется шлангов для подвода СОг 12Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является горелка для дуговой сварки плавящимся электрбдом в среде защитных газов, содержащая токоподводящий мундштук с каналом для направления плавящегося электрода и установленным на нем контактным наконечником и соплом, а также камеру для подогрева и газификации жидкой СО г концентричную каналу для направления плавящегося электрода и сообщающуюся с формирующим каналом сопла, и дроссель, выполненный в виде капилляра, Дроссель сообщается с емкостью высокого давления для сжиженного газа через патрубок и шланг высокого давления. Для прекращения подачи газа в.горелку во внутренней полости токоподвода установлена уплотнительная шайба из фторопласта или отожженной медной фольги. Для подачи сжиженного газа, например жидкой СОг, в горелку необходимо повернуть сопло по часовой стрелке на один-два оборота, при этом. уплотнительная шайба прижимается к торцу мундштука и перекрывает калиброванное отверстие дросселя 13.Недостатком горелки является наличие подвижных механических частей, а также46 4 юенеобходимость вручную перекрывать подачу жидкой СОь поворачивая сопло горелки вокруг оси на один-два оборота, Возможен значительный перерасход сжиженного газа после прекращения сварки, если свар щик забывает повернуть блок горелки из сопла и наконечника с уплотнительной шайбой на один-два оборота по часовой стрелке, а также при неплотном перекрытии отверстия дросселя уплотнительной шайбой, Поскольку в течение смены, особенно при сварке непротяженных швов, сопло горелки должно быть повернуто не менее 100 раз, это приводит к быстрому износу резьбового соединения токоподводящего мундштука и подвижного блока горелки.Кроме того, недостатками этой горелки являются перерасход цветных металлов и сплавов вследствие изготовления мундштуков и подвижного блока горелки вместо изношенных деталей, а также возможный перекос уплотнительной шайбы вследствие износа резьбы подвижных частей, который может привести к потерям сжиженного газа.При сварке на повышенном токе сопло го релки нагревается до 300 - 350 С даже пои охлаждении жидкой СОг, поэтому поворачивать горячее сопло горелки трудно, что создает неудобство в работе.В данной горелке неполно используются охлаждающие свойства сжиженного газа, так как после дросселирования переохлажденная жидкая СОь частично в виде частиц сухого льда, контактирует с незначительной поверхностью токоподводящего мундштука, определяемой объемом камеры, в которой расположены дроссель и уплотнительная шайба.Цель изобретения - автоматизация подачи и прекращения подачи сжиженного газа в горелку, улучшение ее охлаждения и сокращение потерь защитного газа. Цель достигается тем, что в горелке для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащей токоподводящий мундштук с каналом для направления плавящегося электрода и установленным на нем контактным наконечником и соплом, а также камеру для подогрева и газификации жидкой СО г, концентричную каналу для направления плавящегося электрода и сообщающуюся с формирующим каналом сопла, и дроссель, выполненный в виде капилляра, камера подогрева и газификации СО выполнена в виде токопроводящего пористого элемента. Камера может быть образована втулкой из пористого токопроводящего материала, установленной в полости, выполненной в токоподводящем мундштуке. Мундштук выполнен из пористой бронзы,На фиг. 1 схематически изображена горелка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - горелка с токоподводящим мундштуком, изготовленным из пористой бронзы, общий вид.Горелка содержит токоподводящий мунд штук 1 с каналом для направления плавящегося электрода и установленным на нем контактным наконечником 2 и соплом 3. Горелка имеет камеру для подогрева и газификации, выполненную в виде токопроводящего пористого элемента. В частных случаях камера может быть образована втулкой 4 из пористого токопроводящего материала, установленной в полости мундштука 1 1 фиг, 1) либо стенками самого мундштука 2, выполненного из пористой бронзы (фиг. 3) Сопло 3 изолировано от мундштука 1 втулкой 5, выполненной из термостойких материалов, например из углепласта, фторофлагопита, нитрида бора.Втулка 4 может быть изготовлена методом порошковой металлургии из пористой бронзы, титана, алюминия или нержавеющей стали.Кам ра для подогрева и газификации жидкой;Оа выполнена концентрично каналу для н, правления плавящегося электрода и сообщается с формирующим каналом соп- ла 3 либо каналами 6 (фиг. 1), выполненными в мундштуке 1, либо через пористые стенки мундштука 1 (фиг, 3). Камера сообщается с дросселем 7.Сопло 3, мундштук 1 и наконечник 2 горелки изготовлены из материалов с высокой электропроводностью, например из меди, алюминия или сплавов на их основе. Дроссель 7 выполнен в виде миниатюрной форсунки с калиброванным отверстием из латуни или бронзы и присоединен к патрубку 8 через резьбовое, сварное или паяное соединение. Расход жидкой СО в пределах 900 - 1000 л/ч (расход, приведенный к газовой фазе) устанавливают дросселями с диаметром калиброванного отверстия 0,18 - 0,25 мм. Горелка содержит также шланг, соединяющий ее с источником жидкой СОаПринцип работы горелки основан на заполнении ячеек пористой втулки 4 или стенок мундштука сухим льдом и перекрытии последним калиброванного отверстия дросселя 7 после дросселирования жидкой СОз. Во время сварки защитный газ, например жидкая СОь из баллона под высоким давлением 1 до 75 кгс/см) поступает в горелку по шлангу и патрубку 8, Прохбдя через дроссель 7, установленный внутри токоподводящего мундштука 1, сжиженный газ редуцируется, при этом давление его насыщенных паров уменьшается от 75 до 1,0 кгс/см, что обусловливает понижение температуры до -78 С и образование частиц сухого льда, Одновременно, вследствие излучения электрической дуги и теплопроводности, токоподводящий мундштукс запрессованной втулкой 4 из пористого металла нагревается, Частицы сухого льда и переохлажденной жидкой СОь попадая в ячейки пористой втулки4, интенсивно испаряются, отбирая тепло, затем газообразная СО 2 проходит черезрадиальные каналы 6, равномерно распределяется внутри сопла 3, где окончательно нагревается и выходит из него в виде газозащитного потока. Таким образом, процесс охлаждения горелки сжиженным газом слагается из трех процессов дросселирования (редуцирования), преобразования и подогрева10газа.Для прекращения подачи газа в горелку достаточно оборвать дугу, при этом автоматически независимо от сварщика прекращается подача сжиженного газа. После обрыва дуги прекращается процесс подвода тепла к горелке, в частности к токоподводящему мундштуку 1 с наконечником 2 и к втулке 4 из пористого металла. Процесс истечения сжиженного газа из дросселя 7некоторое время продолжается, втулка 4 из пористого металла, имеющая большуюконтактную поверхность с переохлажденным сжиженным газом, быстро охлаждается изаполняется сухим льдом, что вызывает прекращение подачи жидкой СО через дроссель 7 в горелку. Замораживание горелки практически осуществляется в течение нескольких секунд (не более 10 с).Для продолжения сварки достаточно зажечь дугу между. электродом и изделием. Вследствие высокой теплопроводности токо- подводящего мундштука 1 и запрессованной в него втулки 4 из пористого металла последняя быстро нагревается, при этом сухой лед в ячейках указанной втулки мгновенно ублимирует, превращаясь в газообразное состояние, цикл работы горелки повторяется, Зажигать дугу можно на выводной планкеВ случае выполнения мундштука 1 из пористого токопроводящего материала, например пористой бронзы, развитая поверхность контактирования сухого льда и мате, риала токоподводящего мундштука в ячей 40 ках пор обеспечивает еще более эффективное охлаждение горелки, равномерность и ламинарность газозащйтного потока на выходе из сопла горелки.Горелка позволяет обеспечить автомати. ческое прекращение подачи сжиженного га за в горелку после обрыва дуги и возобновления его подачи во время сварки и сокращение потерь защитного газа по сравнению с существующими системами газопитания на 30 - 40%,Конструкция горелки проста, с минимальным количеством деталей. Отсутствие подвижных деталей дает возможность повысить длительную работоспособность сварочнойгорелки и значительно снизить затраты на л изготовление быстроизнашивающихся частей, изготавливаемых из цветных металлов и их сплавов. ьРациональное расположение дросселя во внутренней полости наиболее теплонапряженного токоподводящего мундштука и применение запрессованной втулки из пористого металла позволяет максимально использовать охлаждающие свойства сжиженного газа и снизить температурный градиент горелки, за счет этого забрызгивание горелки каплями металла уменьшается в 3 - 4 раза по сравнению со стандартными горелками без искусственного охлаждения, затраты на зачистку горелки от брызг сокращаются в три раза, время безостановочной работы горелки увеличивается в три раза.Простота конструкции горелки дает возможность уменьшить ее габаритные размеры и вес.Кроме того, горелка обеспечивает стабильное, без нарушения газовой защиты от воздействия воздуха, горение дуги, углекислый газ поступает в зону сварки после дросселирования с подогревом и не переохлаждает металл сварочной ванны.Применение горелки дает возможность регулировать интенсивность ее охлаждения в широких пределах температурного градиента, в частности до отрицательной температуры.В системе газопитания и охлаждения горелки жидкой СО не требуются такие дефицитные газовые приборы как газовый редуктор, ротаметр, осушитель газа, подогреватель газа, электромагнитный клапан,Качество сварных соединений, выполняемых предложенной горелкой высоко, так как содержание азота и других вредных примесей в жидкой фазе СОв несколько раз меньше, чем в газовой.Расход защитного газа в горелке устанавливается и поддерживается с помощью дросселя независимо от сварщика, что обусловливает сокращение потерь газа,Формула изобретения1. Горелка для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, содержащая токоподводящий мундштук с каналом для направления плавящегося электрода и установленным на нем контактным на-,конечником и соплом, а также камеру для подогрева и газификации жидкой СО, концентричную каналу для направления плавящегося электрода и сообщающуюся с формирующим каналом сопла, и дроссель, выполненный в виде капилляра, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации подачи и прекращения подачи сжиженного газа в горелку, улучшения охлаждения горелки и сокрашения расхода защитного газа, камера для подогрева и газификации СО выполнена в виде токопроводящего пористого элемента.2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что камера образована втулкой из пористого токопроводящего материала, установленной737153 1. Патент ГДР109545,кл. В 23 К 9/16, 1974.2. Патент Японии15006,кл. 12 В /12, 191,3, Авторское свидетельство СССР по заявке2312455, кл. В 23 К 9/16, 1976 (прототип). Фи.г 2 СоставиТехред Тираж Государств лам нзобре сква, Ж - 3 Патент г,Пож актор Е. Даз 2529/2 ше ЦНИИПИ по д 113035, Мо лиал ПППв полости, выполненной в токоподводящем мундштуке.3, Горелка по п, 1, отличающаяся тем, что мундштук выполнен из пористой бронзы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизетель Г. Ква К. Шуфрнч 116 О енного ком тений и о 5, Раушска Ужгород,ртальноваКорректор МПодписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4