Назначение, устройство и принцип работы газовых горелок, подготовка горелки к работе

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—79 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 — горелки микромощности (рас­ход ацетилена 5—60 л/ч), малой мощности (25—700 л/ч), средней мощности (50—2500 л/ч), большой.мощности (2500—7000 л/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 горелкн. 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 0,15—0,5 МПа, а дав- ление ацетилена значительно ниже — 0,001—0,12 МПа. Схема инжекторной горелки представлена на рис. 41, 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 3. В этой камере кис-
лород, смешиваясь с горючим газом, образует горючую
смесь. Горючая смесь, выходя через мундштук /-, поджи-
гается и, сгорая, образует сварочное пламя'. Подача газов
в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиле-
новым 7, расположенными на корпусе горелки. Сменные на-
конечники 2 подсоединяются к корпусу горелки накидной
гайкой. «

Инжекторное устройство (рис. 41,б) состоит из инжектора / и смесительной камеры 2. Для нормальной инжекции боль­шое значение имеют правильный выбор зазора' между кони­ческим торцом инжектора / 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 сме-, си и, следовательно, усиливается окислительное действие сварочного пламени. Для восстановления нормального сос­тава сварочного пламени сварщик по 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 окислитель? ного действия сварочного пламени.

Диаметр канала инжектора можно определить следую-
щим расчетом: _____________

где й_ъ — диаметр канала инжектора, мм; У_к — расход кис­лорода, м³/ч; Р — давление Кислорода, МПа.

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

Безынжекторныё горелки.* Безынжекторная горелка — это такая горелка, в которой горючий газ и подогревающий

кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0,05—0,1 МПа. В них отсутствует инжектор, который за­менен простым смесительным соплом, ввертываемым в труб­ку наконечника горелки. Схема безынжекторной горелки приведена на рис. 42. Кислород по резиновому рукаву через ниппель 4, регулировочный вентиль 3 и специальные дози­рующие каналы поступает в смеситель горелки. Аналогич­но через ниппель 5 и вентиль 6 поступает в смеситель и аце­тилен. Из смесительной камеры горючая смесь, проходя по трубке наконечника 2, выходит из мундштука / 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.