Заваръчни горелки

инжекционни горелки. Заваръчната горелка е основният инструмент при газовото заваряване. Най-голямо приложение намират инжекционните горелки, работещи с ацетилен с ниско и средно налягане (фиг. 80, а).

Кислородът под налягане навлиза през тръба 5 през клапан 6 в дюзата на инжектора 3. Когато кислородът изтича от дюзата с висока скорост, в тръба 4 се създава вакуум, в който през клапан 7 се засмуква ацетилен. След това кислородът и ацетиленът влизат в смесителната камера 2, където образуват горима смес, излизаща от мундщука 1 и даваща заваръчен пламък по време на горенето. Разрезът на устройството за впръскване на горелката е показан на фиг. 80, б.

За нормална работа на инжекционната горелка налягането на кислорода, влизащ в нея, трябва да бъде 2-4 kgf / cm 2. Налягането на ацетилена може да бъде много по-ниско - от 0,01 до 0,1 kgf / cm 2 (от 100 до 1000 mm вода. Чл.).

Инжекторните горелки могат да работят и при средно налягане (от 0,1 до 1,5 kgf / cm 2) ацетилен. По-високото налягане улеснява работата с инжектора и регулирането на пламъка, но твърде високото налягане, за да затвори плътно клапана за горивния газ на горелката, което увеличава възможността от пукане и обратна реакция на пламъка. Следователно, когато работите от цилиндър, налягането на ацетилена пред горелката трябва да се поддържа в рамките на 0,2-0,5 kgf / cm 2.

Диаметърът на канала на инжектора се определя по формулата

където du е диаметърът на канала на инжектора, mm; VK е консумацията на кислород, m 3 /h; p - налягане на кислорода, kgf / cm 2.

Пример. Консумация на кислород Vk \u003d 4 m 3 / h, налягане p \u003d 3 kgf / cm 2. Замествайки тези стойности във формулата, ние определяме диаметъра на канала на инжектора

Като се знае диаметърът на канала на инжектора (di), диаметърът на входния канал на смесителната камера (dcm) и изходният канал на мундщука (dM) се определят от съотношението

За нормалната стойност на засмукване (т.е. разреждане в ацетиленовите канали) в горелката е важно разстоянието a между края на инжекторната дюза и входа на смесителната камера (виж фиг. 80, a). С увеличаване на това разстояние до определена граница засмукването се увеличава, а с намаляване намалява.

Стабилно изгаряне на пламъка с нормален състав на сместа за ацетилен-кислородни горелки и мундщуци се осигурява при скорост на потока на сместа от дюзата на мундщука в диапазона от 50 до 170 m / s (за мундщуци с диаметър на изходния канал dM от 0,6 до 3,5 mm), докато свръхналягането на сместа в тръбата пред мундщука трябва да бъде в диапазона 0,03–0,27 kgf/cm 2. При скорост на изтичане 20–40 m/s се появяват пукания и обратни удари на пламъка, а при скорост 140–240 m/s пламъкът може да се отдели от мундщука на горелката.

За по-добро разсейване на топлината, мундщуците са изработени от топлоустойчиви, силно топлопроводими материали - M3 мед или Brx0.5 хром бронз (TsMTU3299-53), към които пръски от разтопен метал се придържат в по-малка степен. Мундщуците на горелки с малка мощност и водно охлаждане са изработени от месинг ЛС59-1. За стабилно горене и правилната форма на пламъка е необходима внимателна повърхностна обработка на изходния канал на мундщука; неравности, вдлъбнатини и други повреди, които биха могли да причинят разкъсване, пукане или пламък, са неприемливи. Мундщуците са полирани отвън, за да се предотврати полепването на метални пръски.

В съответствие с GOST 1077-69 и 5191-69, инжекционните кислородно-ацетиленови заваръчни горелки и резачки трябва да осигуряват доставка на ацетилен най-малко: горелки - 15%, резачки - 10% от максималния газов поток.

На фиг. 81 показва инжекционни горелки със средна мощност GS-3 и GS-2 с ниска мощност. Горелките се доставят със сменяем комплект накрайнициразлични номера, различни по консумация на газ и предназначени за заваряване на метал с различна дебелина. Номерът на върха се избира в съответствие с дебелината на заварения метал (стомана) или необходимия специфичен разход на ацетилен в dm 3 / h на 1 mm дебелина съгласно данните в табл. 9.

Промишлеността също така произвежда горелки GS-53 и Moskva с характеристики, подобни на горелката GS-3, и горелката Malyutka, съответстваща на горелката GS-2.

Високомощни горелки GS-4 се използват за заваряване и наваряване на дебели черни и цветни метали, заваръчни дефекти в големи чугунени детайли, нагряване при изправяне, огъване и екструдиране на метал и други подобни работи.

Те имат два накрайника: № 8 за метал с дебелина 30-50 mm, за консумация на ацетилен 2,8-4,5 и кислород 3,1-5 m 3 1 h, № 9 за дебелини 50-100 mm, за консумация на ацетилен 4,5-7, кислород 5-8 m 3 / h. В тези накрайници инжекторът и смесителната камера са монтирани директно пред мундщука, а горимият газ се подава към инжектора през тръба, разположена вътре в тръбата за подаване на кислород. Това предотвратява нагряването на горимия газ и сместа от отразената топлина на пламъка, което намалява възможността от откат и пукане при работа при тежки условия на нагряване. За работа с пропан-бутан, горелката GS-4 има два накрайника с мрежести мундщуци за консумация: № 8 - пропан-бутан 1,7-2,7, кислород 6-9,5 l * 3 / h; № 9 - пропан-бутан 2,7-4,2, кислород 9,5-14,7 m 3 / h.

Към дръжката (цевта) на универсални горелки GS-3 могат да се закрепят и накрайници от специален тип: многопламъчни, за нагряване, запояване и др.

При заваряване на големи части (например заваряване на нагрят чугун и др.) се използват специални топлоустойчиви накрайници NAT-5-6 и NAT-5-7,оборудван с топлоизолационен слой от азбест и екранираща обвивка от топлоустойчива стомана X25T, която се характеризира с повишена устойчивост на топлина и устойчивост на окисление при високи температури. Такива накрайници могат да издържат на висока температура за дълго време, без да дават изскачане и ретроспекция. За същата работа в завода за стомана Бежицки се използват обикновени накрайници, но оборудвани с допълнителна тръба за подаване на охлаждащ въздух към тях. Такъв накрайник № 6 изисква 90 m 3 / h въздух при налягане от 5 kgf / cm 2 за неговото охлаждане и може да работи непрекъснато в продължение на 15-20 минути.

Горелки GS-2 се използват за заваряване на метал с малка дебелина от 0,3 до 4 mm. Тези горелки са с тегло 360-400 g и комплект накрайници No 0; 1; 2 и 3. За тях се използват маркучи с вътрешен диаметър 6 мм.

Техническите характеристики на накрайници № 1, 2 и 3 на горелки GS-2 са същите като за съответните номера на накрайници на нормална горелка (виж таблица 9). Накрайник № 0 се използва за заваряване на метал с дебелина от 0,3 до 0,6 mm, предназначен е за консумация на ацетилен от 25 до 60 dm 3 / h, кислород от 28 до 70 dm 3 / h, налягане на кислорода от 0,8 до 4 kgf / cm 2. Диаметрите на каналите на върха са както следва: инжектор - 0,18 мм, смесителна камера - 0,6 мм, мундщук - 0,6 мм.

За заваряване, запояване и нагряване на метали с много малка дебелина (0,1-0,6 mm) се използват микромощни горелки GS-1 с накрайници № 00 и 0. Накрайник № 00, предназначен за дебелини 0,1-0,25 mm, е предназначен за консумация на ацетилен 10-25 dm 3 / h, кислород 13-34 dm 3 / h. Характеристиката на върха № 0 е дадена по-горе.

Неинжекторни горелки. При инжекционни горелки, когато мундщукът е силно нагрят, ефектът на впръскване на кислородната струя, изтичаща от дюзата на инжектора, се влошава. В този случай, вВ инжекционната горелка съставът на горимата смес се променя и в нея се появява излишък от кислород, поради което е необходимо да се прекъсне заваряването и да се охлади мундщука.

По-постоянен състав на горивната смес се осигурява от безинжекционни горелки, в които и двата газа - кислород и ацетилен - се подават под едно и също налягане - 0,5 - 1,0 kgf / cm 2. Горелки с висока мощност и многопламък, работещи в трудни условия и при високи температури, обикновено се правят без впръскване и са оборудвани с устройства за водно охлаждане на мундщука.

Схемата на неинжекторна горелка е показана на фиг. 82, а. Кислородът и ацетиленът влизат в горелката при еднакво налягане, а количеството на газовете се регулира от клапаните на горелката.

VNIIAvtogenmash разработи оборудване за газово заваряване, състоящо се от безпружинен регулатор DKR след работа, който автоматично осигурява равенството на работните налягания на кислорода и ацетилена в безинжекционната горелка GAR (равно налягане). Горелката GAR е оборудвана със седем накрайника, предназначени за консумация на ацетилен от 50 до 2800 dm 3 /h. Всеки накрайник има смесителна камера с два калибрирани отвора: страничен за ацетилен и централен за кислород. Кислородът и ацетиленът влизат в горелката от регулатора при същото налягане (фиг. 82.6). Контролният газ е ацетилен; когато налягането на ацетилена се промени, регулаторът съответно променя налягането на кислорода, така че винаги да остава равно на налягането на ацетилена, влизащ в горелката. Поради това съставът на горимата смес в горелката остава постоянен.

За да се увеличи скоростта на горене и температурата на пламъка в пропан-бутан-кислородни горелки с накрайници с една дюза, се използва допълнително нагряване и смесване на газовете, докато излязат от мундщука. За тази цел в горелките GZU-2-62 и GZM-2-62M,разработен от VNIIAvtogenmash, има специален нагревател и нагревателна камера, разположена между тръбата за горима смес и мундщука на върха (фиг. 83, а).

Сместа пропан-бутан-кислород, влизаща в мундщук 1 през тръба 5, преминава през нагревател 3 и се насочва към камера 2. Част (5-10%) от потока на сместа навлиза в каналите на дюзите 4 и образува факли 6, които нагряват камера 2. В камера 2 сместа се нагрява до 300-360 ° C и, изгаряйки на изхода на мундщука 1, образува остър, остър ясно дефинирано ядро и пламък l пламък. Температурата на пламъка в този случай се повишава с около 300-330 ° C. Нагревателните камери са изработени от неръждаема стомана IX18H9, тъй като месинговите бързо се провалят поради изгарянето на цинка.

Горелките с нагреватели могат да заваряват стомана с дебелина до 5 мм с пламък от пропан-бутан-кислород във всички позиции на шева в пространството, както и да заваряват чугун. Вместо пропан-бутан могат да се използват други газове заместители: метан, природен и градски газ. Горелката GZU-2-62 има четири еднодюзови накрайника (№ 1, 2, 3 и 4) за заваряване и три (№ 5, 6 и 7) мрежести за нагряване. Мрежестите накрайници нямат нагреватели и нагревателни камери. Горелката GZM-2-62M е оборудвана само с четири накрайника с една намотка: № 0, 1, 2 и 3.

Консумацията на газ за накрайници с различни номера е (в dm 3 / h):

За заваряване и наваряване с пропан-бутан-кислороден пламък в Копейския машиностроителен завод. С. М. Киров успешно използва мундщуци, чийто дизайн е показан на фиг. 83б. Размерите на мундщука (mm) са както следва:

Камерно-вихрови горелки. За редица процеси (нагряване, запояване, заваряване на пластмаси и др.) високата температура, дадена от ацетиленово-кислородния пламък, не е необходима. За тези процесиМогат да се използват камерно-вихрови горелки, работещи на пропан-въздушна смес, разработени и изследвани от Ю. И. Некрасов във VNIIAvgogenmash. Вместо мундщук, тези горелки имат горивна камера, в която пропанът и въздухът се подават отделно под налягане от 0,5 до 2 kgf / cm 2. Пропанът се подава в камерата през централния канал на дюзата, а въздухът, който също е вихрообразуващ газ, навлиза през многонишкови лентови спирални канали, които осигуряват "въртенето" на газовата смес в горивната камера. Смес от пропан и въздух гори в камерата и излиза през крайната дюза с висока скорост, образувайки пламък с необходимата температура. Дължината на работната част на пламъка, в зависимост от потока на газовете, е от 5 до 25 mm. Чрез регулиране на коефициента на излишък на въздух в сместа от 1 до 4 е възможно да се получи пламък с температура (съответно) от 1700 до 350 ° C. Горивната камера е изработена от топлоустойчива стомана.

Автор:АдминистрацияОбща оценка на статията:Публикувана:31.05.2011 г.