ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ НАПЛАВКИ ЧУГУНА

Заявленная полезная модель относится к устройствам для электродуговой газоэлектрической сварке и наплавке и может быть использована при ремонте (восстановлении) изделий из серого чугуна, имеющих дефекты в виде сколов, пробоин и трещин.
Известна, выбранная в качестве ближайшего аналога, газодуговая сварочная горелка, содержащая трубчатый корпус, один конец которого снабжен соплом, а второй конец корпуса соединен с источником углекислого газа, при этом внутри корпуса соосно ему размещен канал для подачи сварочной проволоки, кроме того, указанный источник углекислого газа соединен с соплом посредством подающей трубки через инжектор, при этом ось концевой части подающей трубки, сопряженной с соплом, перпендикулярна оси сопла (Публикация патента на изобретение Германии DE 102006021727, кл. МПК B23K 9/04, опубл. 08.11.2007 г.)
Недостатком данной горелки является то, что при ее использовании из расплавленных участков свариваемого или наплавляемого изделия не удаляются марганец и кремний. Отдельные частицы порошкового материала, подаваемые в поток инертного газа перпендикулярно направлению движения указанного потока, вылетают за пределы потока и не достигают сварочной ванны. Указанные недостатки приводят к хрупкости свариваемых или наплавляемых участков.
Техническим результатом, который может быть получен в заявленной полезной модели, является создание газоэлектрической горелки для наплавки чугуна, которая при использовании не увеличивает хрупкость свариваемых или наплавляемых участков изделия, сохраняя при этом необходимое содержание углерода в указанных участках.
Технический результат достигается тем, что в газоэлектрической горелке для наплавки чугуна, содержащей трубчатый корпус, один конец которого снабжен соплом, а внутри корпуса соосно ему размещен канал для подачи сварочной проволоки, кроме того, с соплом посредством подающей трубки через инжектор соединен источник углекислого газа, при этом ось концевой части подающей трубки, сопряженной с соплом, перпендикулярна оси сопла, второй конец трубчатого корпуса соединен с источником кислорода, а ось концевой части подающей трубки, соединенной с соплом, расположена под углом 10°-45° относительно оси сопла, кроме того, расстояние от выходного среза сопла до центра торца концевой части подающей трубки, соединенной с соплом составляет 5-10 мм.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи фигуры, на которой представлена в разрезе газоэлектрическая горелка для наплавки чугуна.
Газоэлектрическая горелка для наплавки чугуна содержит трубчатый корпус 1, один конец 2 котрого снабжен соплом 3, при этом второй конец 15 трубчатого корпуса 1 соединен с источником 4 кислорода и может быть снабжен рукояткой 9 (как показано на фиг.) или может иметь постоянное поперечное сечение. Источник 4 кислорода может быть выполнен, например, в виде баллона с кислородом или в виде трубопровода подающего кислород. Внутри трубчатого корпуса 1 соосно ему размещен канал 5 для подачи сварочной проволоки, по которому подается сварочная проволока для сварки или наплавки. Внутри рукоятки 9 могут быть размещены, например, устройство 10 регулирующее подачу кислорода, выполненное, например, в виде клапана, и источник 11 питания соединенный с каналом 5 для подачи сварочной проволоки для подачи электрического питания на сварочную проволоку, а также устройство 14 подачи проволоки. При этом на внешней поверхности рукоятки может быть размещен выключатель 12, который взаимодействует с устройством 10 регулирующим подачу кислорода, источником 11 питания и устройством 14 подачи проволоки. Кроме того, устройство 10 регулирующее подачу кислорода, источник 11 питания, устройство 14 подачи проволоки могут быть размещены не в газоэлектрической горелки для наплавки чугуна, а вне ее. Например, устройство 10 регулирующее подачу кислорода может быть установлено на выходе источника 10 кислорода, источник 11 питания может быть электрической сетью соединенной с каналом 5 для подачи сварочной проволоки посредством проводов, а устройством 14 подачи проволоки может быть установлено на самостоятельной опоре и подавать проволоку из бухты или катушки.
Сопло 3 сообщается с источником 8 углекислого газа посредством подающей трубки 6. Подающая трубка 6 соединена с источником 8 углекислого газа посредством инжектора 7. Причем выход источника 8 углекислого газа соединен с входом инжектора 7, а выход инжектора 7 соединен с концом подающей трубки 6, противоположным концевой части 13 подающей трубки 6 сообщенной с соплом 3. Управление инжектором 7 может осуществляться, например, при помощи рычага 16. Инжектор 7 может быть подключен к автономному источнику электрической энергии.
Ось концевой части 13 подающей трубки 6, соединенной с соплом 3, расположена под углом 10°-45° относительно оси сопла 3. Кроме того, расстояние от выходного среза сопла 3 до центра торца концевой части 13 подающей трубки 6, соединенной с соплом 3, составляет 5-10 мм.
Газоэлектрическая горелка для наплавки чугуна работает следующим образом.
При помощи выключателя 12 или иного выключателя (если газоэлектрическая горелка для наплавки чугуна не снабжена рукояткой 9 с выключателем 12, устройством 10 регулирующим подачу кислорода, источником 11 питания и устройством 14 подачи проволоки) включают газоэлектрическую горелку для наплавки чугуна. При этом включается устройство 14 подачи проволоки и начинает подавать низкоуглеродистую присадочную проволоку по каналу 5 для подачи сварочной проволоки в направлении сопла 3, также включается источник 11 питания и начинает подавать электрическое питание на канал 5 для подачи сварочной проволоки и на саму низкоуглеродистую присадочную проволоку. Кроме того, при помощи выключателя 12 или иного выключателя включается устройство 10 регулирующее подачу кислорода и кислород от источника кислорода подается внутрь корпуса 1.
После того, как низкоуглеродистая присадочная проволока соприкоснется с изделием, загорается электрическая дуга, а на поверхности изделия образуется сварочная ванна расплавленного металла. В тоже время при помощи рычага 16 открывают клапан инжектора 7, через который из источника 8 углекислого газа поступает углекислый газ в подающую трубку 6 и движется в направлении сопла 3. Затем поток углекислого газа попадает в сопло 3. Поток углекислого газа под углом 10°-45° плавно входит в поток кислорода, не образуя завихрений потока, как это происходит в ближайшем аналоге. При этом образованный поток кислорода и углекислого газа с постоянной скоростью достигает сварочной ванны расплавленного металла. Для того чтобы в большей мере устранить возможность образования завихрений потока следует центр торца концевой части 13 подающей трубки 6 размещать на расстоянии 5-10 мм от среза сопла 3. Далее поток кислорода и углекислого газа достигает образовавшейся сварочной ванны расплавленного металла.
Попадающий в сварочную ванну расплавленного металла кислород, вступает во взаимодействие с составными элементами чугуна - углеродом, марганцем и кремнием, образуя их окислы, которые выводятся из сварочной ванны расплавленного металла в виде шлаков и газов, что позволяет не увеличивать хрупкость свариваемых или наплавляемых участков изделия. Кроме того, чтобы избежать недопустимого окисления углерода в металле сварочной ванны, что может привести к обезуглероживанию металла, осуществляется подача в сварочную ванну расплавленного металла углекислого газа, в состав которого входит углерод. При этом, как было сказано выше, количество углекислого газа, подаваемого в сварочную ванну расплавленного металла, можно регулировать с помощью рычага 16.
Таким образом, за счет того, что в газоэлектрической горелке для наплавки чугуна второй конец трубчатого корпуса соединен с источником кислорода, а подающая трубка подает в сварочную ванну расплавленного металла углекислый газ от источника углекислого газа, при этом ось концевой части подающей трубки, соединенной с соплом, расположена под углом 10°-45° относительно оси сопла, при использовании газоэлектрической горелки для наплавки чугуна не увеличивается хрупкость свариваемых или наплавляемых участков изделия, сохраняя при этом необходимое содержание углерода в указанных участках.