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 только 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 «оаисиально ему. Образующийся при сварне аэрозоль всасывается воздухе приемни­ком горелки, расположенным на некотором расстоянии от среза сопла для подачи защитного газа. Транспортировку запыленного воздуха про­изводят по гибкому шлангу диаметром 28-38 мм, подключенному и 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 СА.

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

В нестоящее 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 НИКТИ — стальконструнция (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 расположилю относительно сопла для го — дачи защитного газа в зону сварки должны исключать нарушение газовой защиты шва, при этом должен быть обеспечен максимальный захват факела выделяющегося аэрозоля;

■ устройство отсоса в горелке не должно уменьшать зону обзора сварно­го 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 — воздухоприемник устанавливается нв сопло серийной горелки и к нему перед рукоятной подключают воздушный шланг, который крепят хомутами к сварочным коммуникациям (рис. 24, а);

ц— воздухоприемник 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 — воздухоприемник присоединяют к рукоятке горелки, сварочные коммуникации располагают внутри воздушного шланга (рис. 24, в).

Простота изготовления и компоновки отсосов по варианту I (изго­тавливают только воздухоприемник, 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

Сварочные горелии со встроенным отсосом

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

Компоновка горелки по вариантам II и III требует изготовления спе­циальных рукояток с воздухопроводящим каналом, что неизбежно приводит н 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 — сварщі;ов, номпоноьна горелки по вари­анту м позволяет проложить внутри воздушного шланга токоведущий на — бель без дополнительной изоляции и улучшить условия отвода теплоты от кабеля. Кроме того, соединение четырех различных коммуникаций (токоподвода, спирали, газового и воздушного шлангое) важно психо­логически, поскольку восприятие и привыкание сеарщика к конструк­ции горелки, похожей на стандартную, происходит значительно быст­рее. При неисправности в накой-либо из указанных коммуникаций требуется разборка всей горелки. При использовании воздушного шланга диаметром 36-38 мм длиной 3 м аэродинамическое сопротив­ление составляет 20-25 кПа.

Сварочные горелии со встроенным отсосом

Рис. 25. Сварочная горелка ГСП: 1 — рукоятка; 2 — отсасывающий патрубок,

3—сопло для подачи защитного газа:

4 —ннопна микропереключателя; 5— воздухоогсэсыеающий шланг: 6— сварочные коммуникации; 7—трубка для подачи защитного газа; 8 — электрический кабель; 9—регулятор расхода отсасывающего воздуха

Физино-химичесний институт защиты окружающей среды и чело­века (ФХИЗОСиЧ) Минобразования и НАН Украины (Одессе) разрабо­тал, в также испытал в лабораторных и производственных условиях с участием специалистов ИЭС им. Е. О. Патона горелки типа ГСЛ и ГСД (рис. 25, 26), отличающиеся от известных размещением отсоса над соплом, подающим защитный газ [32]. Это позволило без уменьше­ния эффеитивности 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.

Сварочные горелии со встроенным отсосом

выключатель; 3—мундштук; 4 — сопло для подачи защитного газа; 5 — отсасывающая насадке; 6 — трубка для отвода СА; 7—шланг для отвода СА; $—электрический кабель

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 м3/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 нг. Устройство регулиро­вания производительности отсоса позволяет ее снижать до 25%.

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