Сварочные горелки

Сварочная горелка служит основным инструментом при ручной газовой сварке. В горелке смешивают в нужных ко­личествах кислород и ацетилен. Образующаяся горючая

смесь вытекает из канала мундштука горелки с заданной скоростью и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя, ко­торым расплавляют основной и присадочный металл в месте сварки. Горелка служит также для регулирования тепловой мощности пламени путем изменения расхода горю­чего газа и кислорода.

По способу подачи горючего газа применяют два тппа конструкций горелок: инжекторные и безынжекторные

(рис. 38). w

Сварочные горелки

Рис. 38. Устройство узла смешения газов в го­релках:

a — инжекторной, б — безыижекторной

Инжекторные горелки работают на ацетилене низкого и среднего давлений. Подача ацетилена в смеси­тельную часть (узел смешения) инжекторной горелки осу­ществляется за счет подсоса его струей кислорода, выте­кающего с большой скоростью из отверстия сопла, назы­ваемого инжектором. Процесс подсоса газа более низкого давления струей газа, подводимого под более высоким дав­лением, называется инжекцией.

Схема узла смешения инжекторной горелки показана на рис. 38, а. Кислород под давлением поступает по каналу 1 в сопло инжектора 3. При истечении кислорода с большой скоростью из сопла создается разрежение в канале 2, по ко­торому подсасывается ацетилен. Кислород и ацетилен далее поступают в смесительную камеру 4, имеющую конически расширяющийся канал (диффузор), где смешиваются и образуют горючую смесь, которая по трубке 5 идет в мундш-

тук, образуя на выходе из него при сгорании сварочное пламя.

Схема узла смешения безынжекторной горелки показа­на на рис. 38, б. В этой горелке кислород по каналу 1 и го­рючий газ (ацетилен) по каналу 2 поступают под одинако­вым давлением в цилиндрический канал смесителя 3, обра­зуют в нем горючую смесь и по трубке 4 направляются в

Сварочные горелки

Рис 39 Устройство горелок с наконечниками-

а — разрез горелки ГС-53, б — разрез горелки «Москва», / —мундшт>к, 2 — соединительный ниппель, 3 — трубка наконечника, 4 — смесительная камера, i

5 — накидная гайка, 6 — инжектор, 7 — корпус горелки, S — р>коятка, 9 — *

кислородная трубка, ниппеля 70 — кислородный, //— ацетиленовый, вентили j

12 — для кислорода, 13 — для ацетилена

мундштук горелки, по выходе из которого сгорают, образуя сварочное пламя. іаНИМ» Для нормальной работы инжекторной горелки давление поступающего в нее кислорода должно быть 3—4 кгс/см2, ацетилена—от 0,01 до 0,2 кгс/см2 (от 100 до 2000 мм вод. ст.).

В СССР выпускаются универсальные инжекторные сва­рочные горелки «Москва» со сменными наконечниками от № 1 до № 7. Технические данные горелок приведены в табл. 12, а разрезы на рис. 39.

Для сварки металла малой толщины (0,2—4 мм) приме­няют облегченные горелки ГСМ-53 (горелка сварочная ма­лая) и «Малютка» с комплектом из наконечников № 0; 1; 2 и 3. Малые горелки имеют вес 360—400 г и рассчитаны на шланги с внутренним диаметром 6 мм.

К рукоятке (стволу) универсальных горелок можно при­соединять специальные наконечники: многопламенные, для ^подогрева, для паяния и др. В необходимых случаях приме­няются специальные мощные многопламенные горелки с расходом ацетилена до 12 000 дмъ/ч.

При сварке металла больших толщин с подогревом (на­пример, чугуна), когда наконечник может сильно нагре­ваться, применяют наконечники HAT с расходом ацетилена от 700 до 4500 дмъ/ч. Трубка и мундштук этих наконечни­ков покрыты асбестовой оплеткой, заключенной в кожух, что предохраняет их от нагревания теплом свариваемой детали.

При нагревании мундштука инжекторной горелки ин­жектирующее действие струи кислорода, вытекающей из сопла инжектора, ухудшается и количество поступающего в горелку. ацетилена уменьшается. Вследствие этого состав горючей смеси изменяется и в ней появляется избыток кисло­рода. Приходится прерывать сварку и охлаждать мундштук. Это свойство инжекторных горелок является их крупным и существенным недостатком, что делает целесообразным замену их безынжекторными горелками.

Безынжекторные горелки, в которых оба газа— кислород и ацетилен — поступают под одинаковым давлени­ем— 0,5—1,0 кгс/см2, обеспечивают постоянный состав горючей смеси даже в самых тяжелых условиях работы, при сильном нагревании наконечника. Поэтому горелки большой мощности и многопламенные горелки, работающие в тяже­лых условиях и при высокой температуре мундштука, пред­почитают делать безынжекторными и снабжают устрой­ствами для водяного охлаждения мундштука.

ВНИИАвтогенмашем разработан комплект аппаратуры равного давления (рис. 40), состоящий из регулятора ДКР,

Сварочные горелки

Рис. 40. Схема аппаратуры равного давления:

редукторы: / — кислородный, 2 — ацетиленовый; 3 — ре*

гулятор ДКР-1-56, 4 — шланги, 5 — горелка ГАР-2-56

автоматически поддерживающего равные давления кисло­рода и ацетилена, а также безынжекторной горелки ГАР равного давления, имеющей семь наконечников на расходы ацетилена от 50 до 2800 дм3/ч. Наконечник имеет смеси­тельную камеру с двумя калиброванны­ми отверстиями: боковым для ацетиле­на и центральным для кислорода. Кис­лород и ацетилен поступают из регуля­тора в горелку под одинаковыми дав­лениями. Регулирующим газом являет­ся ацетилен, при изменении давления которого регулятор соответственно из­меняет давление кислорода так, что оно всегда остается равным давлению аце­тилена, поступающего в горелку. По­этому состав горючей смеси в горелке остается постоянным, каким он был ус­тановлен при начальной регулировке пламени.

5

Сварочные горелки

Рис. 41. Наконеч­ник горелки ГЗУ — 2-62 с подогрева­ющей камерой

Горелки для сварки газа­ми-заменителями ацетилена.

Для сварки на газах-заменителях промышленностью выпускались серий­ные горелки с наконечниками НЗП, у которых диаметры каналов мундштука, инжектора и смесительной камеры по­добраны из расчета, чтобы наконечник данного номера обеспечивал такую же тепловую мощность пламени, как и при работе на ацетилене. Однако практика показала целесообразность предвари­тельного подогрева горючей смеси с целью повышения температуры пламе­ни газа-заменителя (предложение Р. Сабирова). Этот принцип использован в ряде конструкций наконечников горелок, нашедших практическое применение.

Горелки’ГЗУ-2-62 и ГЗМ-2-62 конструкции ВНИИАвто — генмаш (рис. 41) выпускают на базе серийных горелок «Москва» и «Малютка» Московского завода кислородного машиностроения. Поступающая по трубке 5 в мундштук 1 горючая смесь пропан-бутан-кислород проходит подогрева­тель 3 и направляется в подогревающую камеру 2. Часть (5—10%) смеси идет в каналы подогревательных сопел 4, образуя дополнительные факелы 6, нагревающие смесь в ка-

мере 2 до 300—360° С. Подогретая в камере 2 смесь сгорает на выходе из мундштука 1 и образует острое, резко очерчен­ное ядро и факел пламени. Температура пламени при этом повышается на 300—330° по сравнению с горелками без подогрева. Подогревающие камеры изготовляют из нержа­веющей стали 1Х18Н9Т, так как латунные быстро выходят из строя вследствие выгорания цинка. Горелками ГЗУ-2-62 можно сваривать пропан-бутано-кислородным пламенем сталь толщиной до 5 мм при всех положениях шва в прост­ранстве, а также производить сварку и подогрев чугуна. Вместо пропан-бутана в них можно использовать и другие газы — заменители: метан, природный и городской газы.

При необходимости оснастить подогревателями горелки, выпущенные для ацетилено-кислородной смеси, следует брать наконечник на два номера больше, чем при сварке нэ ацетилене металла той же толщины, и ввертывать в него: на один номер больший мундштук и на один номер меньший инжектор.

Диаметры каналов подогревателя и подогревающей ка­меры берут по данным табл. 13.

Таблица 13

Размеры (мм) каналов подогревателя и подогревающей камеры

Номер наконечника

Показатели

0

і

2

3

5

Ь

/

Диаметр горлового сече­ния ‘подогревающих сопел

0,3

0,3

0,4

0,45

0,55

0,45

0,5

0,55

Диаметр выходного сече­ния подогревающих со­пел

0,45

0,45

0,55

0,6

0,75

0,75

0,85

1,0

Длина горлового сечения подогревающих сопел

2

2

3

3

3,5

3

3

3,5

Длина выходного сечения подогревающих сопел

3

3

4

4 Л

5

5

5

6

Расстояние между подо­гревателем и подогре­вающей камерой

2

2

3

3,5

4

3,5

4

4

П. И. Гаврилов, на основании своих опытов, рекоменду­ет применять при использовании природного газа (метана) для сварки чугуна наконечники следующей характеристики (табл. 14).

Мундштуки № 4 и 5 имеют че — — тыре дополнительных подогрева — юших канала-сопла (рис. 42). “

Диаметры каналов мундшту — ч

ка конструкции П. И. Гаврилова: „

н

№ наконечника 12 3 4 5

‘диаметр, мм:

d……………. 3,0 3,4 3,6 2,9 3,5

d2 … . — — — 1,5 2,5

Диаметр dі берут равным, D — d

1 о *

центральный канал на выходе де­лают цилиндрическим на длине l=(3+5)d.

П. И. Ковалевым разработаны и испытаны два типа. мундштуков к горелке «Москва» для сварки стали природным газом (рис. 43). Техническая характеристика на­конечника первого типа, снабжен­ного односопловым мундштуком с подогревом газовой смеси (рис. 43, а), приведена в табл. 15.

К трубке наконечника горелки «Москва» припаивают переходной ниппель (рис. 43, б), в который ввертывается односопловой мунд­штук. В торце ниппеля просверле­ны три канала для подогреватель­ного пламени, греющего снаружи мундштук, ввертываемый в нип­пель.

Наконечник второго типа, снаб­женный многосопловым мундшту­ком для наружного подогрева сварочным пламенем (рис. 43, в), имеет шесть дополнительных ка­налов, расположенных концент­рично вокруг центрального (ос-

Сварочные горелки

Сварочные горелки

Сварочные горелки

Рис. 42. Мундштук к наконечникам для сварки чугуна при­родным газом (конструкции П. И. Гаврилова)

Сварочные горелки

Зотв. ф0.5 13 отв. ФІО

5)

Сварочные горелки

6отв. ФКО 6отв. ф 0,8

8)

Рис. 43, Мундштуки конструкции П. В. Ковалева к наконечни­кам для сварки стали природным газом: а — одиосопловой’ с предварительным подогревом газовой смесн, б — переходной ниппель к горелке «Москва» в — миогосопловой с наруж­ным подогревом

Таблица 15

Техническая характеристика наконечника первого типа конструкции

П. И. Ковалева

—-

Номер наконечника

Показатели

і

2

3

4

Толщина свариваемой

стали, мм………..

0,5—2

1—2,5

1—4

2—5

Диаметр канала, мм:

1,6

2,0

мундштука….

2,6

3,2

инжектора…………………………

0,4

0,5

0,55

0,7

смесительной камеры

1

1,5

1.7

2

Давление, кгс/см2:

0,5

0,5

0,5

0,5

природного газа. .

кислорода………………

1,5—2

2—2,5

2,5—3,5

3—4

Расход, дм3/ч:

природного газа. .

90—210

210—420

420—720

750—1200

кислорода………………

120—270

270—540

540—940

970—1580

новного) канала. Техническая характеристика такого нако­нечника приведена ниже.

Техническая характеристика наконечника второго типа конструкции П. И. Ковалева

Толщина свариваемой стали, мм…………………………….. 1—6

Диаметры каналов, мм:

мундштука…………………………………………………………….. 2,5

инжектора……………………………………………………………… 0,8

смесительной камеры………………………………………………. 2,0

Давление, кгс/смг:

природного газа……………………………………………………… 0,5

кислорода………………………………………………………. 3—4

Расход, дм3/ч-.

природного газа……………………………………………… 900—1000

кислорода………………………………………………………. 1200—1300

Сварку стали природным газом производят проволокой’ Св-08Г2С и Св-08ГС, содержащей повышенное количество марганца и кремния в качестве раскислителей. Скорость сварки стали толщиной 3 мм проволокой диаметром 3 мм равна 140—170 мм/мин.

При работе с пропан-бутановой смесью в условиях низ­кой окружающей температуры (минус 15—30° С) упругость паров пропано-бутановой смеси уменьшается и давление газа в баллоне резко падает. Тогда целесообразно приме­нять подогрев баллонов с пропан-бутаном. И. И. Шустро-

вым, H. И. Калининым, Б. С. Коротких и В. И. Солодовни — ковым описана конструкция передвижного агрегата, состоя­щего из электрокалорифера и камеры подогрева (рис. 44). Разность в 20—25° между наружной температурой и тем­пературой в камере подогрева достигается через 20 мин после включения тока.

1000

Сварочные горелки

Рис. 44 Подогреватель для баллонов с пропан-бутаном / — электрокалорифер, 2 — шланг, 3 — камера подогрева одного — четырех баллонов, 4 ~ подогреватель из электрических элементов (всех 10), 5 —

двойной кожух из стали толщиной 2—3 мм, с изоляцией из шлаковаты, $ __ труба для подвода воздуха

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

plazmorez.com