СВАРОЧНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к области сварочного производства, в частности к дуговой сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов, и может найти применение при изготовлении сварных труб.
Известна горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах, содержащая корпус с соплом, закрепленную в корпусе цангу для неплавящегося электрода и установленную на корпусе рубашку (систему) охлаждения в виде торообразной трубы (а.с. СССР №1704981 кл. B23K 9/167 публ. 1992 г.).
В данной конструкции горелки охлаждающая жидкость в торообразной рубашке отделена от корпуса горелки стенкой рубашки и контактной поверхностью между корпусом и примыкающей к ней торообразной трубой, а также между корпусом и цангой, что значительно снижает эффективность охлаждения корпуса горелки, цанги, неплавящегося электрода, и как следствие, его работоспособность. Кроме того, изготовление трубы специальной формы усложняет конструкцию горелки и повышает затраты на ее изготовление.
Известна горелка для дуговой сварки, содержащая корпус с соплом, закрепленную в корпусе цангу для неплавящегося электрода и размещенную между цангой и корпусом систему охлаждения, выполненную в виде коаксиально расположенных труб с образованием между ними входного и выходного каналов, которые выполнены по винтовой линии вдоль оси горелки и имеют прямоугольную или трапецеидальную форму (Патент на полезную модель RU 88596, МПК B23K 9/167, B23K 9/167 публ. 2009 г.).
Наличие винтовых каналов повышает сложность конструкции системы охлаждения, увеличивая тем самым затраты на изготовление и сборку горелки.
Известна дуговая горелка для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, в которой система охлаждения размещена между корпусом и цангой для крепления неплавящегося электрода и выполнена в виде трех коаксиально установленных труб, образующих два коаксиально цилиндрических канала, соединенных в нижней части горелки радиальными отверстиями, выполненными в средней из труб (а.с. СССР №236676, кл. B23K 9/167, публ. 1969 г.) - прототип.
Недостатками прототипа являются увеличенные габариты и вес горелки. Кроме того, коаксиально установленные трубы образуют вытянутые по высоте сообщающиеся сосуды, которые не обеспечивают высокую скорость отведения разогретой воды из подводящего канала по радиальным отверстиям, что снижает интенсивность охлаждения горелки.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является повышение ресурса горелки при упрощении ее конструкции.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении данной полезной модели, является повышение интенсивности охлаждения горелки при уменьшении количества ее деталей.
Технический результат достигается тем, что сварочная горелка для электродуговой сварки в среде защитных газов, содержащая корпус с соплом, установленным в корпусе газоподводом с цанговым узлом крепления электрода, систему охлаждения в виде цилиндрической камеры с коаксиально расположенными цилиндрическими каналами, согласно полезной модели система охлаждения содержит цилиндрический разделитель каналов с отверстиями в верхней части для подвода охлаждающей жидкости и с кольцевым выступом для установки в кольцевой паз, выполненный в корпусе горелки, при этом разделитель каналов выполнен таким образом, что площадь поперечного сечения выходного канала определяется соотношением:
2
1
S = 1,1…1,15 S;
2
2
где S - площадь поперечного сечения выходного канала, мм;
1
2
S - площадь поперечного сечения входного канала, мм;
а длина разделителя каналов определяется соотношением:
р
к
L = 0,75…0,9 L;
р
где: L - длина разделителя каналов;
к
L - длина цилиндрической камеры.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана сварочная горелка в продольном разрезе; на фиг. 2 показан поперечный вид горелки в разрезе А-А.
Горелка состоит из корпуса 3 и закрепленного на корпусе посредством втулки сопла 4. В корпусе 3 установлен газоподвод 5 с установленным внутри него цанговым узлом крепления электрода 6. Между корпусом 3 и газоподводом 5 размещена система охлаждения, представляющая собой коаксиально расположенные каналы, входящий канал 1 и выходящий канал 2, образуемые цилиндрическим разделителем 7. На корпусе горелки установлены входной штуцер 8 и выходной штуцер 9. Для исключения перетекания входящей охлаждающей жидкости в выходящий канал 2, разделитель 7 устанавливается в корпусе горелки кольцевым выступом 10 без зазора.
Предложенная горелка работает следующим образом.
Для осуществления процесса сварки включают подачу электропитания, защитного газа и охлаждающей жидкости. В систему охлаждения горелки по входному штуцеру 8 подается охлаждающая жидкость, которая перемещается через отверстия верхней части разделителя 7 во входящий продольный канал 1, опускается по нему, охлаждая наиболее теплонагруженные элементы, попадая в зону между разделителем и нижним торцом цилиндрической камеры. Большая часть образовавшегося в процессе сварки тепла отводится в жидкость, затем свободно выдавливается в выходящий канал 2 и, поднимаясь по нему, выводится из системы охлаждения горелки через выходной штуцер 9.
В предложенной конструкции сварочной горелки площадь поперечного сечения выходного канала определяется следующим соотношением:
2
1
S = 1,1…1,15 S;
2
2
где: S - площадь поперечного сечения выходного канала, мм;
1
2
S - площадь поперечного сечения входного канала, мм.
Указанное соотношение площадей позволяет увеличить объем циркулирующей жидкости, следовательно, усилить интенсивность охлаждения сварочной горелки.
При этом длина разделителя канала выполнена исходя из следующего соотношения:
р
к
L = 0,75…0,9 L;
р
где: L - длина разделителя каналов, мм;
к
L - длина цилиндрической камеры, мм. Заданное соотношение стабилизирует температуру теплонагруженных элементов горелки и повышает ламинарность потока охлаждающей жидкости.
Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от известных, позволяет значительно увеличить ресурс за счет увеличения интенсивности охлаждения нагревающихся частей горелки, а также уменьшить габариты и вес горелки за счет упрощения конструкции системы охлаждения, что снижает себестоимость изготовления горелки.