Горелки для газовой сварки

Горелка — устройство, предназначенное для получения устойчиво горящего пламени необходимой тепловой мощности, размеров и формы. Конструкция горелок обеспечивает смешение горючих газов и кислорода в требуемых соотношениях и плавное регулирование мощности пламени и состава горючей смеси. Все существующие конструкции газопламенных горелок можно классифицировать следующим образом:

  • • по способу подачи горючего газа в смесительную камеру — инжекторные и безынжекторные;
  • • мощности пламени — микромощные (10—60 л/ч ацетилена), малой мощности (25—400 л/ч ацетилена), средней мощности (50—2800 л/ч ацетилена) и большой мощности (2800—7000 л/ч ацетилена);
  • • назначению — универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка, подогрев) и специализированные (только сварка или только подогрев);
  • • числу рабочего пламени — одно- и многопламенные;
  • • способу применения — для ручных способов газопламенной обработки и для механизированных процессов.

Для сварки чаще всего применяют однопламенные инжекторные горелки, работающие на смеси ацетилена с кислородом. Кислород в инжекторной горелке через ниппель 2 (рис. 3.18) проходит под давлением 0,1—0,4 МПа (1—4 кгс/см2) и с большой скоростью выходит из центрального канала инжектора 13. При этом струя кислорода создает разрежение на выходе ацетиленовых каналов, за счет которого ацетилен инжектируется (подсасывается) в смесительную камеру 16, откуда образовавшаяся горючая смесь направляется в мундштук 1 и на выходе сгорает. Инжекторные горелки (например, типа Г-4) нормально работают при давлении поступающего ацетилена 0,001 МПа (0,01 кгс/см2) и выше.

Схема инжекторной горелки

Рис. 3.18. Схема инжекторной горелки:

  • 1 — мундштук ацетиленокислородной горелки; 2 — ниппель наконечника;
  • 3 — сменный наконечник для ацетиленокислородной горелки; 4 зазор между стенками смесительной камеры и корпусом; 5 — регулирующий кислородный вентиль; 6 — корпус; 7 — кислородная трубка; 8 — рукоятка;
  • 9,10,19— штуцеры; 11 — трубка горючего газа; 12— регулирующий вентиль горючего газа; 13 — инжектор; 14 — канал малого сечения;
  • 15— канал смесительной камеры; 16 — смесительная камера; 17—трубка горючей смеси; 18— подогреватель; 20, 21 — боковые отверстия в штуцере; I — сменный наконечник для ацетиленокислородной горелки; II — то же для пропан-бутан-кислородной горелки

Повышение давления горючего газа перед горелкой облегчает работу инжектора и улучшает регулировку пламени, хотя при этих условиях приходится прикрывать вентиль горючего газа на горелке, что может привести к возникновению хлопков и обратных ударов пламени. Поэтому при использовании инжекторных горелок рекомендуется поддерживать перед ними давление ацетилена (при работе от баллона) в пределах 0,02—0,05 МПа (0,2—0,5 кгс/см2). Преимущество инжекторных горелок — возможность устойчивой работы даже при малом давлении горючего газа.

Горелки снабжают набором сменных наконечников различных номеров, различающихся расходом газов и предназначенных для сварки металла различной толщины. Номер наконечника выбирают в соответствии с толщиной свариваемого металла и требуемым расходом ацетилена в дециметрах кубических в час на 1 мм толщины.

Менее универсальны безынжекторные горелки (рис. 3.19), в которых горючий газ и кислород подаются под одинаковым давлением 0,05—0,10 МПа (0,5—1 кгс/см2), что обеспечивает постоянный состав смеси в течение всего времени работы горелки (например, типа ГАР). Для точного регулирования давления газов вентили этих горелок снабжены игольчатыми шпинделями. Безынжекторные горелки не могут работать на горючем газе низкого давления. Однако они обеспечивают постоянный состав горючей смеси во время работы и просты по конструкции.

Схема безынжекторной горелки

Рис. 3.19. Схема безынжекторной горелки:

  • 1 — мундштук; 2 — трубка наконечника; 3 — вентиль кислорода;
  • 4 — ниппель кислорода; 5 — ниппель ацетилена; 6 — вентиль ацетилена

Горелки для горючих — заменителей ацетилена можно подразделить на следующие группы;

  • • горелки с подогревом горючей смеси до ее выхода из мундштука;
  • • обычные горелки для ацетиленокислородной сварки, укомплектованные инжекторами, смесительными камерами и мундштуками с расширенными проходными сечениями;
  • • камерно-вихревые горелки;
  • • горелки, работающие на жидком горючем.

Камерно-вихревые горелки используются для газопламенной обработки — нагрева, пайки, сварки пластмасс, т.е. где не требуется высокой температуры ацетиленокислородного пламени.

Горелки, работающие на жидком горючем, рекомендуются для подогрева, сварки, правки, наплавки и пайки черных и цветных металлов. Поэтому подробно в данном учебнике их конструкцию рассматривать не будем.

Горелки для пропанобутановой смеси и для других газов — заменителей ацетилена — отличаются от ацетиленовых горелок тем, что они снабжены устройством для подогрева смеси горючего газа с кислородом до выхода ее из канала мундштука (рис. 3.20) (например, типа ГЗУ-З-02). Подогреватель 3 ввинчивается между трубкой 5 горючей смеси и мундштуком 1 горелки, через его отверстия 4 (сопла) часть горючей смеси выходит наружу еще до мундштука. При работе горелки пламя 6 от сгорания этой части смеси обволакивает мундштук 1 и подогревает до температуры 300—350 °С проходящую через него основную часть смеси. В результате скорость сгорания газа и температура сварочного пламени повышаются. Это увеличивает эффективную мощность пламени и производительность процесса обработки металла. Каждая горелка укомплектована набором наконечников, позволяющих задавать необходимый расход газа и регулировать мощность пламени.

Наконечник с подогревателем для сварки на пропан-бутане

Рис. 3.20. Наконечник с подогревателем для сварки на пропан-бутане:

  • 1 мундштук; 2 — подогревающая камера; 3 — подогреватель;
  • 4 — сопла подогревателя; 5 — трубка горючей смеси; 6 — подогревающее пламя

Исправная, правильно собранная и отрегулированная горелка должна давать нормальное устойчивое сварочное пламя. Если горение неровное, пламя отрывается от мундштука, гаснет или дает обратные удары и хлопки, следует тщательно отрегулировать вентилями подачу кислорода и ацетилена. Если после регулировки неполадки не устраняются, то причиной их являются неисправности в самой горелке: неплотности в соединениях, повреждение выходного канала мундштука или инжектора, неправильная установка деталей горелки при сборке, засорение каналов, износ деталей и т.д.

Перед началом работы проверяют исправность горелки. Для проверки инжектора на кислородный ниппель надевают шланг, а в корпус горелки вставляют наконечник, накидную гайку которого плавно затягивают ключом.

Установив давление кислорода в соответствии с номером наконечника, пускают в горелку кислород, открывая кислородный вентиль. В ацетиленовом ниппеле горелки должно образоваться разрежение, которое легко обнаружить, приложив к отверстию ниппеля палец, который должен присасываться. Если подсос есть, горелка исправна.

При отсутствии подсоса следует проверить:

  • • достаточно ли плотно прижимается инжектор к седлу корпуса горелки. При обнаружении неплотности следует сместить инжектор до упора его в седло при вставленном в ствол наконечнике;
  • • не засорены ли каналы мундштука, смесительной камеры и ацетиленовой трубки. При засорении необходимо прочистить каналы тонкой медной проволокой и продуть.

После проверки горелки следует присоединить оба шланга, закрепить их на ниппелях хомутиками и зажечь горючую смесь.

Если при зажигании смеси горелка дает хлопок или при полном открытии ацетиленового вентиля в пламени не появляется избытка ацетилена (черная копоть), необходимо проверить, хорошо ли затянута накидная гайка наконечника, достаточно ли давление кислорода и нет ли препятствий поступлению ацетилена в горелку (вода в шланге, перегиб шланга, придавливание шланга деталями, перекручивание шланга и т.д.).

При прекращении работы горелки, а также при частых хлопках или обратных ударах необходимо закрыть сначала ацетиленовый вентиль, затем — кислородный.

Иногда частые хлопки и обратные удары вызываются перегревом мундштука после продолжительной работы. В этом случае необходимо погасить пламя горелки в упомянутом порядке и охладить мундштук горелки в подручном сосуде с водой.

Инжекторная горелка нормально и безотказно работает, если соотношение диаметров каналов инжектора, смесительной камеры и мундштука выбраны правильно.

Если мундштук обгорел, с забоинами и отверстие его сильно разработано, следует конец мундштука аккуратно опилить мелким напильником, слегка зачеканить или осадить ударами молотка, а затем прокалибровать сверлом соответствующего диаметра. Поверхность мундштука необходимо заполировать.

Пропуск газа через сальники вентилей горелки устраняется заменой набивки сальников или подтягиванием гаек сальников.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >