Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советских

Социалистических

Республик (1о 6593Ц

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сн1тд-ву— (22) Заявлено 22.03.77 121) 2465561/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 22.06.79 (51) Ч.Кл."- В 23 K 9/16

Государственный комитет ао делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 621.791. .754.9.034 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Бессалый, Ю. К. Гонтарев, А. Ф. Гриценко, В. М. Кульчев, Ю. П. Михайлов, Н. А. Носач и В. П. Присняков (71) Заявитель (54) ГОРЕЛКА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

1 2

Изобретение относится к оборудованию для сварки в среде защитных газов.

Известна горелка для аргонно-дуговой сварки неплавя|щимся электродом, содержащая корпус ic газопроводящим штуцером и каналом для охлаждения сопла и электрода (1).

Недостатком этой горелки является небольшой ресурс работы в связи с несовершенством ее конструкции, заключающимся в наличии малой теплопередаюшей поверхности от электрода к каналу охлаждения. Известна горелка для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом, выполненная в виде составного корпуса — наружного и внутреннего, между которыми образован охладительный коллектор. Цанга с электродом установлена во внутреннем корпусе, а сопло установлено на наружном корпусе (2).

Недостатком данной конструкции является малая эксплуатационная надежность, вызванная конструктивным несовершенством выполнения системы охлаждения, в результае чего имеет место интенсивное охлаждение 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 техническом решении охлаждение цанги и сопла осуществляется за счет использования теплопроводности металлов, что не может обеспечить отвод всего выделяемого при сварке тепла.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, со10 держащая полый электрододержатель с жестко закрепленным на его торце неплавящимся электродом, сопло для направления защитного газа, а также рубашку водяного охлаждения электродержателя, установ15 ленную концентрично ему(3).

Однако эта горелка имеет невысокую эксплуатационную надежность, вызванную тем, что при допустимых (с конструктивной

20 и технологической точки зрения) размерах горелки невозможно отвести весь приходящийся на торцовую часть электрододержзтеля тепловой поток от плазмы и расплавленного металла сварочной ванночки.

>5 Для такой горелки характерно резкое уменьшение коэффициента теплопередачи от стенки электрододержателя к охлаждающей жидкости. В результате наружная поверхность торца электрододержателя нагревает30 ся до температуры плавления, что приводит

659311

65 к эрозии торца электрододержателя и выходу горелки из строя.

Целью изобретения является погышение экснлуатацпонной надежности горелки путем устранения нагрева торца электрододержателя до температуры плавления.

Для этого в предлагаемой горелке дл:. дуговой сварки неплавящнмся электродом в защитных газах, содержащей полый электрододержатель с жестко закрепленным на его торце неплавящимся электродом, сонло для направления защитного газа, а также рубашку водяного охлаждения электрододержателя, установленную концентрично ему, полость электрододержателя заправле. на теплоносителем и герметично заглушена, при этом рубашка водяного охлаждения установлена на электрододержателе с зазором, образующим герметичную кольцевую полость для инертного газа.

Для обеспечения работоспособности горелки в положениях, отличных от вертикального, внутренняя поверхность полости электрододержателя облицована капиллярно-пористым материалом. Между соплом и электрододержателем горелки может быть установлен защитный экран, На чертеже представлена предлагаемая горелка, прОдольный разрез.

Горелка включает электрододержатель

1, в который вмонтирован неплавящийся электрод 2. Между электрододержателем 1 и соплом 8 горелки установлен защитный экран 4. Горелка снабжена кольцевым коллектором 5, обеспечива1ощим по двод защитного газа, например аргона, в сопло 8. Рубашка б водяного охлаждения электрододержателя 1 установлена концентрично ему и с зазором по отношени ю к его наружной поверхности, образующим герметичную кольцевую полость 7 для;инертного газа, в частности гелия. Штуцер 8 предназначен для 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 эл ектрадодержателя может быть использована сетка. Сама полость герметично заглушена и частично заполнена теплоносителем, например калий-натриевой эвтектикой или ртутью.

Горелка работает следующим образом.

При зажигании дуги происходит нагревание торца электрододержателя 1, которому тепло передается от электрода 2 в количестве, пропорциональном коэффициенту теплопроводности металлов электрододержателя 1 (медь) и электрода 2 (вольфрам).

Экран 4 снижает величину лучистого теплового 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. Теп5

Зо

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, пер енося 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 эле ктрододержателем 1. Гелий, являющийся теплопроводным газом, Hа

300 — 350 С уменьшает температуру стенки, пр илегаю щей 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 лм, 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 л м.

Благодаря таком!у конструктивному решению достигается .хороший теплоотвод от нагретых частей, что существенно повышает эксплуатационную надежность горелка.

Формула изобретения

1. 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 повыш ениа эксплуатационной надежности горелки путем устранения нагрева торца электродо ержателя до температуры плавления, полость электрододержателя заправлена теплоносителем и герметично заглушена, при этом рубашка водяного охлаждния установлена на электрододержателе с зазором„ образующим герметичную кольцевую IIoлость для ннсртного газа.

659311

Составитель Г. Квартальная

Техред H. Строганова

Редактор О. Юркова

Корректор И. Снмкнна

Заказ 314/507 Изд. № 287 Тираж 1221 Подпнсно

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и QTK;>ûòëé

113335, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

2. Горелка по п. 1, от лич а ю ща я с я 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 во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

5 № 385693, кл. B 23 К 9/16, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР № 468725, кл. В 23 К 9/16, 1972.

3. Патент США № 2554236, кл. 219-75, 1951.