СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ СВАРЩИКОВ

Сварочные горелки со встроенным отсосом

Эффективным направлением улучшения состояния воздушной сре­ды при механизированной сварке в защитных газах является исполь­зование горелок со встроенным отсосом, которые целесообразно при­менять при сварке в труднодоступных местах или при сварке изделий, конструкция которых не позволяет использовать другие типы уст­ройств для отсоса[32].

При разработке такого оборудования учитывают не тольно эффек­тивность удаления вредных веществ, но и взаимодействие вытяжной и газозащитной струй, влияющее на эффективность газовой защиты сва­рочной ванны. Установлено, что оптимальной конструкцией, обеспечи­вающей как хорошую газовую защиту зоны сварки, тан и эффективное улавливание СА, является устройство, выполненное в виде цилиндриче ского сопла, расположенного снаружи газозащитного сопла иоансиально ему. Образующийся при сварне аэрозоль всасывается воздухоприемни - ком горелки, расположенным на некотором расстоянии от среза сопла для подачи защитного газа. Транспортировку запыленного воздуха про­изводят по гибкому шлангу диаметром 28-38 мм, подключенному к по­будителю тяги, в качестве которого можно использовать централизо­ванную вытяжную высоковакуумную систему или индивидуальный ФВА, ооеспечивающие разряжение порядка 18-20 кПа.

Основное требование к устройствам такого типа— возможность удалить от места сварки не менее 75% образующегося С А.

Для того, чтобы не нарушалась газовая защита сварочной ванны ско­рость движения еоздуха у места выделения СА не должна превышать 0,5- 0,6 м/с при сварке в углекислом газе порошковой проволокой и проволо­кой сплошного сечений и 0,2-0,3 м/с при сварке в аргоне.

В н вето я ще е время нашли широкое применение сварочные горел­ки с асимметричным кольцевым воздухоприемником, разработанные в ОКБ «Гигиена и экология» Киевского НИИ медицины труда, и с кольцевым симметричным воздухоприемником, созданные в НИНТИ - стальконструмция (Россия). В ЦНИИКМ «Прометей» (Россия) разрабо­тана специальная методика конструирования горелок со встроенным отсосом и на ее основе созданы образцы горелок на различные сва­рочные токи. Испытание этих горелок показало устойчивую работу в сочетании с хорошим качеством сварных соединений и эффективным удалением вредных веществ сварочного аэрозоля (не менее 80%). Масса горелки с отводящими магистралями 4 кг.

Наиболее распространенные схемы компоновки горелок с отсосом показаны на рис 23. К таким конструкциям воздухоприемника предъявляют ряд требований:

■ форма воздухоприемника и его расположи лле относительно сопла дпя го­дами защитного газа в зону сварки должны исключать нарушение газовой зашиты шва, при этом должен быть обеспечен максимальный захват факела выделяющегося аэрозоля;

■ устройство отсоса в горелке не должно уменьшать зону обзора сварю - го шва и увеличивать массу горелки

Кроме того, одним из важных факторов является также компоновка воздушного шланга со сварочными коммуникациями. На рис. 24 пока­заны основные варианты компоновки:

I — воздухоприемнин устанавливается нв сопло серийной горелки и к нему перед рукоятной подключают воздушный шланг, который крепят хомутами к сварочным коммуникациям (рис. 24, а);

II— воздухоприемнин горелки насаживают на рукоятку горелни, имеющей полость, а воздушный шланг крепят к рукоятке, так чтобы сварочные коммуникации были расположены вне шланга (рис. 24, б);

III— воздухоприемнин присоединяют к рукоятке горвлки, сварочные коммуникации располагают внутри воздушного шланга (рис. 24, в).

Простота изготовления и компоновки отсосов по варианту I (изго­тавливают только воздухоприемнин, н которому присоединяют шланг) позволяет в минимальный срок оборудовать ими большое ко­личество сварочных постов и быстро заменять вышедшие из строя воздухоприемники и шланги. Аэродинамическое сопротивление при

использовании шлангов с внутренним диаметром 20-25 мм и длиной 3 м составляет 13-15 кПа.

% тттггттгГ77777ТТ

*77/777 В г

Рис. 23. Конструктивные особенности местных

отсосов и типичны - схемы их расположения

относительно сопел для подгпи защитного газа:

а—цилиндричесний (ноаксиальное): б— цилиндрический (аксиальное): в—конусный перфорированный (коаксиальное); г—нонусныи щелевой (коаксиальное)

Компоновка горел ни по вариантам II и III требует изготовления спе­циальных рукояток с воздухопроводящим каналом, что неизбежно приводит к увеличению габарита и массы горелок. Аэродинамическое сопротивление такой горелки соответственно увеличивается, а темпе­ратура поверхности рукоятки снижается. Последнее позволяет увели­чить продолжительность непрерывной сварки.

По мнению специалистов-сварщинов, компоновка горелки по вари­анту и позволяет проложить внутри воздушного шланга токоведущий на - бель без дополнительной изоляции и улучшить условия отвода теплоты от набеля. Кроме того, соединение четырех различных коммуникаций (токоподвода, спирали, газового и воздушного шлангое) важно психо­логически, поскольку восприятие и привыкание сеарщина к конструк­ции горелки, похожей на стандартную, происходит значительно быст­рее. При неисправности в какой-либо из указанных коммуникаций требуется разборка всей горелни. При использовании воздушного шланга диаметром 36-38 мм длиной 3 м аэродинамическое сопротив­ление составляет 20-25 кПа.

Физино-химичесний институт защиты окружающей среды и чело - вена (ФХИЗОСиЧ) Минобразования и НАН Украины (Одессе) разрабо­тал, в также испытал в лабораторных и производственных условиях с участием специалистов ИЭС им. Е. О. Патона горелни типа ГСЛ и ГСД

(рис. 25, 26), отличающиеся от известных размещением отсоса над соплом, подающим защитный газ [32]. Это лозеолило без уменьше­ния эффективности локализации и аспирации СА сократить расход защитного газа, расширить зону обзора сварного шва, интенсифици­ровать процесс сварки.

В горелках типа ГСЛ коммуникации, обеспечивающие сварочный процесс и отсасывание СА, совмещены (см. рис. 25), а в горелках ГСД, наоборот, разделены и конструктивно связаны между собой рукояткой (см. рис. 26). Очевидно, что последние более пригодны для ремонта, так как их легко разбирать.

Указанные горелки имеют устройства регулировни интенсивности отсасывания СА. В горелках типа ГСЛ регулируется размер байпасного отверстия, в ГСД отсос специальной конструкции перемещается вдоль сопла защитного газа.

Обе горелки предназначены для сварки на максимальном токе 315 А электродной проволокой диаметрами 1,0-1,4 мм. Длина шлангового про­вода горелок 2.5 м, ПВ при цикле 5 мин 60%, объем удаляемого воздуха 50-60 мэ/ч, газодинамическое сопротивление воздушного тракта горелки не более 6,0 кПа при расходе удаляемого воздуха 50-60 м3/ч, масса горе­лок с подводящими магистралями не более 4,0 кг. Устройство регулиро­вания производительности отсоса позволяет ее снижать до 25%.

Испытания показали, что данные горелки обеспечивают высокую эффективность улавливания СА, не оказывая при этом отрицательного влияния на качество выполняемых ими швов.