Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 19. Сварочные горелки, их назначение и устройство

Сварочная горелка является основным инструментом газосварщика при сварке и наплавке Сварочной горелкой называется устройство, служащее для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и получения сварочного пламени Каждая горелка имеет устройство, позволяющее регулировать мощность, состав и форму сварочного пламени. Сварочные горелки согласно ГОСТ 1077—69 подразделяются следующим образом:

по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру—инжекторные и безынжекторные;

по роду применяемого горючего газа — ацетиленовые, для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные,

по назначению — на универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и специализированные (выполнение одной операции);

по числу пламени — однопламенные и многопламенные,

по мощности пламени—малой мощности (расход ацетилена 25—400 дм3/ч), средней мощности (400— 2800 дм*/ч), большой мощности (2800 -7000 дмч/ч), по способу применения — ручные и машинные Сварочные горелки должны быть просты и удобны в эксплуатации, обеспечивать безопасность в работе и устойчивое горение сварочного пламени.

Инжекторные горелки. Инжекторная горелка — это такая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа — инжекторными.

Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 1,5—5 кгс/см2, а давление ацетилена значительно ниже —0,01—1,2 кгс/см2. Схема инжекторной горелки представлена на рис 29, а. Кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель, трубку и вентиль 5 поступает в сопло инжектора 4. Выходя из сопла инжектора с большой скоростью, кислород создает разрежение в ацетиленовом канале, в результате этого ацетилен, проходя через ниппель 6, трубку и вентиль 7, подсасывается в смесительную камеру 8. В этой камере кислород, смешиваясь с горючим газом, образует горючую смесь. Горючая смесь, выходя через мундштук /, поджигается и, сгорая, образует сварочное пламя Подача газов в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиленовым 7, расположенными на корпусе горелки. Сменные наконечники 2 подсоединяются к корпусу горелки накидной гайкой.

Инжекторное устройство (рис. 29, б) состоит из инжектора 1 и смесительной камеры 2. Для нормальной инжекции большое значение имеют правильный выбор зазора между коническим торцом инжектора 1 и конусом смесительной камеры 2 и размеров ацетиленового 3 и кислородного 4 каналов. Нарушение работы устройства приводит к возникновению обратных ударов пламени, снижению запаса ацетилена в горючей смеси и др.

Устойчивое горение пламени обеспечивается при скорости истечения горючей смеси от 50 до 170 м/с.

Нагрев наконечника горелки уменьшает инжекцию кислорода и снижает разрежение в камере инжектора, что уменьшает поступление ацетилена в горелку. Так как поступление кислорода в горелку при этом остается постоянным, то уменьшается содержание ацетилена в газовой смеси и, следовательно, усиливается окислительное действие сварочного пламени. Для восстановления нормального состава сварочного пламени сварщик, но мере нагревания наконечника горелки, должен увеличивать поступление ацетилена в горелку, открывая ацетиленовый вентиль горелки.

При засорении мундштука горелки увеличивается давление горючей смеси в смесительной камере, горючая смесь обогащается кислородом, что ведет к усилению окислительного действия сварочного пламени.

Диаметр канала инжектора можно определить следующим расчетом:

где dn — диаметр канала инжектора, мм; VK — расход кислорода, м3/ч; Р — давление кислорода, кгс/см2.

Недостатком инжекторной горелки является непостоянство состава горючей смеси, преимущество ее в том, что она работает на горючем газе как среднего, так и низкого давления.

Безынжекторные горелки. Безынжекторная горелка — это такая горелка, в которой горючий газ и подогревающий кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0.5—1,0 кгс/см2. В них отсутствует инжектор, который заменен простым смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки. Схема безынжекторной горелки приведена на рис. 30. Кислород по резиновому рукаву через ниппель 4, регулировочный вентиль 3 и специальные дозирующие каналы поступает в смеситель горелки Аналогично через ниппель 5 и вентиль б поступает в смеситель и ацетилен Из смесительной камеры горючая смесь, проходя по трубке наконечника 2,

выходит из мундштука 1 и, сгорая, образует сварочное пламя. Для образования нормального сварочного пламени горючая смесь должна вытекать из канала мундштука горелки с определенной скоростью. Эта скорость должна быть равна скорости горения. Если скорость истечения больше скорости горения, то пламя отрывается от мундштука и гаснет. Когда скорость истечения газовой смеси меньше скорости горения, горючая смесь загорается внутри наконечника. Следовательно, безынжекторные горелки менее универсальны, так как работают только на горючем среднего давления. Для нормальной работы безынжекторных горелок сварочный пост дополнительно снабжают регулятором равного давления, автоматически обеспечивающим равенство рабочих давлений кислорода и ацетилена.

Безынжекторная горелка ГС-1 (рис. 31) предназначена для сварки металла толщиной от 0,05 до

0,6 мм. Кислород и горючий газ поступают в наконечник 1 через специальные дозирующие каналы 2 под разным давлением. Для точного регулирования давления газов у вентилей горелки предусмотрены игольчатые шпиндели 5 с усеченным конусом. Техническая характеристика этой горелки приведена в табл. 11.

Сварочные универсальные однопламенные горелки «Звезда» и ГС-3 (рис. 32) относятся к инжекторному типу. Горелки предназначены для ручной ацетилено-кислородной сварки, пайки, наплавки, подогрева и других видов газопламенной обработки металлов. Горелками можно сваривать металл толщиной от 0,5 до 30 мм. Горелки имеют семь сменных наконечников от Na 1 до № 7, присоединяемых к стволу горелки накидной гайкой. Горелки работают как все инжекторные горелки, описанные выше. Техническая характеристика горелок «Звезда» и ГС-3 приведена в табл.12.

К горелке присоединяются кислородный (III класс) и ацетиленовый (I класс) рукава внутренним диаметром 9 мм. Кислородный рукав присоединяют ниппелем и гайкой к штуцеру, имеющему правую резьбу, а ацетиленовый — к штуцеру, имеющему левую резьбу. На штуцере с ацетиленовой резьбой имеются соответствующие метки.

Перед присоединением ацетиленового рукава необходимо проверить наличие разряжения (подсоса) в ацетиленовом канале горелки. Нормальное пламя устанавливается при неполном открывании вентиля горелки и имеет ядро ярко очерченной правильной формы. В случае неправильной формы ядра необходимо прочистить и продуть выходной канал мундштука. Прочищать мундштуки можно только медной или алюминиевой (а не стальной) иглой. По мере нагрева мундштука горелки периодически необходимо производить регулировку пламени, не прекращая работы. Также необходимо очищать мундштуки от нагара и брызг. Прилипшие к мундштуку металлические брызги можно снимать мелкой наждачной шкуркой или мелким личным напильником.

В настоящее время для сварки металла малых толщин применяют однопламенные горелки малой мощности ГС-2 и «Звездочка», относящиеся к инжекторному типу. Конструкции горелок «Звездочка» и ГС-2 аналогичны горелкам «Звезда» и ГС-3, отличаются эти горелки только габаритными размерами и размерами присоединительных штуцеров.

Горелки ГС-2 и «Звездочка» выпускают в комплекте с четырьмя наконечниками № О, I, 2, 3. Они снабжаются

игольчатыми ацетиленовыми и кислородными вентилями, которые обеспечивают точную регулировку газов. Для подсоединения горелок используются рукава с внутренним диаметром 6,3 мм. Техническая характеристика инжекторных горелок ГС-2 н «Звездочка» приведена в табл. 13.

Горелка ГС-4 (рис. 33) отличается от других инжекторных горелок тем, что у нее узел инжекции 3 и смесительная камера 2 расположены непосредственно около мундштука 1. Наконечник горелки 4 состоит из двух концентрично расположенных трубок, которые вставляются одна в другую. Горючий газ подается по

внутренней трубке, кислород — между наружной и внутренней. Этим предотвращается нагревание горючего газа отраженным теплом пламени горелки и уменьшается возможность образования обратных ударов и хлопков.

Горелка ГС-4 работает устойчивее по сравнению с другими инжекторными горелками. Недостатком горелки является ее малая длина и нечеткое очертание ядра пламени. Горелка комплектуется двумя сменными наконечниками № 8 и № 9. Техническая характеристика горелки ГС-4 приведена в табл. 14.

Горелка ГЗУ-2-62 предназначена для газовой сварки стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, а также пайки и наплавки. Горелка работает на газах-заменителях ацетилена — пропан-бутане, метане, природном и городском газах среднего и низкого давления.

Горелка создана на базе ацетилено-кислородной горелки «Звезда».

Горелка ГЗМ-2-62 М разработана на базе горелки «Малютки» и предназначена для сварки малых толщин металла. Горелка ГЗМ-2-62 М комплектуется четырьмя сменными наконечниками № 0, 1, 2 и 3 с односопловыми мундштуками.

Керосино-кислородная горелка ГКР-67 (рис. 34) работает по принципу распыления керосина кислородом

и последующего испарения его во внутренней части мундштука. Горелка ГКР-67 предназначена для сварки, наплавки и пайки черных и цветных металлов. Горелка комплектуется тремя сменными однопламенными и двумя сетчатыми мундштуками. Для подачи керосина служит бачок БГ-63 вместимостью 5,5 дм3. Расход керосина составляет 0,3—0,4 кг/ч.

В горелке жидкое горючее распыляется кислородом и испаряется в мундштуке и в выходных каналах сопел в результате нагрева мундштука теплом пламени.

Горелка состоит из корпуса и головки. Керосин из бачка БГ-63 поступает в ствольную трубку и далее в центральный канал распылителя. Выходя из боковых каналов распылителя, кислород разбивает струю керосина, направляя распыленную смесь во внутреннюю полость мундштука. Чем глубже рассверлены отверстия для пламени, тем сильнее нагревается мундштук. При использовании керосина отверстия сверлятся на большую глубину, а бензина — на меньшую, так как бензин испаряется при более низкой температуре, чем керосин. Для зажигания пламени горелки открывают сначала вентиль кислорода, а затем вентиль горючего.

Горелка ГВП-4 (рис.35) предназначена для пайки деталей. Горелка изготовляется на базе ацетилено-кислородной

горелки «Звезда» и отличается от нее увеличенными сечениями в инжекторах и смесительных камерах, а также установкой на сменных наконечниках стабилизаторов вместо мундштуков. Горелка комплектуется двумя сменными наконечниками. При истечении горючей смеси из трубки наконечника в стабилизатор давление потока падает, что создает инжекцию воздуха из атмосферы через боковые отверстия стабилизатора, благодаря чему уменьшается количество воздуха, подаваемого из компрессора. Давление воздуха компрессора составляет 1—5 кгс/см2. Максимальная температура пламени 1600° С.

вверх страницы