19.12.2022. Ознайомлення з будовою газозварювальної та газорізальною апаратурою.

Запалювання і гасіння пальника. Розбирання і збирання пальникав.Виявлення і усунення несправності.

ЗВАРЮВАЛЬНІ ПАЛЬНИКИ

Зварювальний пальник є робочим інструментом газозварника і дає газозварювальне полум'я, що нагріває і розплавляє метал. Сучасна зварювальний пальник повинен відповідати багатьом суворим вимогам: давати стійке зварювальне полум'я необхідної форми, мати точне регулювання, стійко підтримувати встановлений режим полум'я, мати достатню міцність, не вимагати частого ремонту, бути простою, зручною і безпечною в експлуатації, мати мінімально можливий вага і т. д. Цим вимогам в достатній мірі можуть задовольняти лише добре сконструйовані пальника, ретельно і точно виготовлені з якісних матеріалів.

Основним матеріалом для виготовлення пальників служить латунь, мундштук виготовляють з червоної міді, іноді для зменшення ваги пальників застосовуються легкі алюмінієві сплави. Зварювальні пальники можуть бути виготовлені для різних горючих газів, що спалюються в суміші з киснем або повітрям. Надалі будуть розглянуті переважно ацетилено-кисло-рідні пальника, що переважають в зварювальної техніки. Пальники мають різну потужність, що дозволяє зварювати сталь товщиною 02-30 мм; однак спеціальні типи пальників можуть мати і велику потужність; існують пальника і для особливо тонкого металу.

Тто найважливішого конструктивного ознакою зварювальні пальники можуть бути розділені на два основних твань: пальники інжекторні, або низького тиску, і безинжекторние, або високого тиску Належність Пальники до того чи іншого типу визначається наявністю або відсутністю в ній інжектора для підсосу горючого газу.

Необхідність застосування інжектора обумовлюється тиском горючого газу. Якщо горючий газ має досить високий тиск, не менше 05 ати, то він може надходити в пальник самопливом, і пальник може не мати інжектора. Безинжекторная пальник може працювати лише при досить високому тиску горючого газу, тому вона називається пальником високого тиску. Якщо ж тиск пального газу незначно (менше 05 ати), то необхідна, крім того, примусова подача або підсмоктування горючого газу, що здійснюється спеціальним інжектором, вбудовуваним в пальник. Тому інжекторні пальники називаються пальниками низького тиску. Така пальник може працювати вже при тиску горючого газу 0005 ати. Атмосферний пальник тиску може працювати і при високому тиску горючого газу (понад 05 ати), але в цьому випадку можна застосувати й пальники високого тиску. При тисках менше 05 ати інжекторна пальник стає незамінною, єдино придатною.

Мал. 1. Зварювальні пальники:
а - безинжекторная; б - інжекторна

З огляду на те що в пальнику високого тиску (безинжекторной) відсутня інжектор, по конструкції вона простіше пальника низького тиску (рис. 1 а). Кисень надходить в пальник але гумовому шлангу і через приймальний ніпель і регулювальний вентиль проходить в змішувач, де потік кисню розбивається на тонкі цівки для кращого змішування з пальним газом, після чого проходить в сопло змішування. Абсолютно аналогічний шлях проходить горючий газ, що надходить в пальник через регулювальний вентиль. З змішувача суміш горючого газу з киснем надходить в камеру змішання, де внаслідок збільшення перетину газового потоку швидкість його зменшується і закінчується змішання кисню з пальним газом, що дає на виході з камери змішування однорідну по всьому об'єму горючу суміш. З камери змішання 5 готова суміш проходить по трубці наконечника і через калібрований канал мундштука виходить назовні, де і згорає, утворюючи зварювальне полум'я.

Для освіти нормального зварювального полум'я горюча газова суміш повинна витікати з каналу мундштука пальника з певною швидкістю, що відповідає швидкості горіння суміші. При збільшенні швидкості витікання газової суміші понад норму полум'я відривається від мундштука, все більше віддаляється від його зрізу зі збільшенням швидкості і, нарешті, згасає. При зменшенні швидкості витікання газової суміші з мундштука полум'я проскакує через канал мундштука всередину пальника, відбувається займання та вибух горючої суміші всередині пальника.

Таким чином, зварювальний пальник може нормально працювати лише, при певній постійній швидкості витікання газової суміші з мундштука, що може змінюватися лише в невеликих межах. Ця нормальна швидкість витікання залежить від складу газової суміші, діаметра вихідного каналу і конструкції мундштука. Для ацетилено-кисневої суміші ця швидкість для різних розмірів пальників лежить в межах 70-160 м /сек. Для створення такої швидкості на виході з мундштука і подолання внутрішніх опорів пальника потрібно, як показує досвід, тиск газу на вході в пальник порядку 05-07 ати. Потрібний тиск приблизно однаково як для кисню, так і для ацетилену.

Безинжекторние пальники можуть бути побудовані як для ацетилену, гак і для інших горючих газів - водню, метану. Вони порівняно прості по пристрою, добре підтримують сталість складу газової суміші, дають стійке зварювальне полум'я. Незважаючи на ці позитивні якості, пальники високого тиску в нашій промисловості застосовуються рідше тому, що вони можуть працювати лише на ацетилені достатнього тиску, а промисловість широко користується ацетиленом низького тиску.

Промислове застосування знаходять частіше інжекторні пальники (рис. 1 б). Кисень під тиском 3-4 ати надходить в пальник через ніпель і регулювальний вентиль 1 проходить в конус інжектора, йде по вузькому каналу інжекторного конуса і виходить з великою швидкістю в розширюється камеру змішання. Вириваючись з великою швидкістю з вузького каналу інжекторного конуса, кисень створює значне розрідження в камері інжектора і тим самим примусово засмоктує або інжектується горючий газ (зазвичай ацетилен), що надходить через ніпель і вентиль в камеру інжектора, з якої він надходить в камеру змішання; звідти горючий газ в суміші з киснем з належною швидкістю рухається по трубці наконечника 6 і виходить з пальника по каналу мундштука. Під дією инжектируются струменя кисню тиск в камері інжектора падає нижче атмосферного. У нормальних випускаються нашою промисловістю зварювальних пальниках розрідження в камері інжектора становить 1000-3500 мм вод. ст. для наконечників різних розмірів, а тиск кисню, що надходить в пальник для нормальної роботи інжектора, має бути близько 3-35 ати.

Витрата кисню в инжекторной пальнику залишається практично постійним і мало залежить від таких факторів, як нагрів мундштука пальника, зміна опору закінченню газів з каналу мундштука і т. д. Навпаки, витрата ацетилену легко змінюється від впливу різних чинників і може значно і швидко змінюватися, порушуючи нормальний склад газової суміші, що виходить з пальника і надходить в зварювальне полум'я. Сильний вплив на витрату ацетилену в инжекторной пальнику і надходження його в зварювальне полум'я надають нагрів мундштука і наконечника пальника, збільшення опору виходу газів з мундштука, зміна тиску газів, що надходять в пальник.

Нагрівання наконечника пальника послаблює инжектируются дію кисню і знижує розріжете в камері інжектора, що зменшує надходження ацетилену в пальник. Оскільки надходження кисню в пальник при цьому залишається практично постійним, то зміст ацетилену в газовій суміші зменшується проти порми і посилюється окисне дію зварювального полум'я.

Для відновлення нормального складу суміші і характеру зварювального полум'я зварювальник повинен періодично, у міру зростання нагріву наконечника пальника, збільшувати надходження ацетилену в пальник, відкриваючи ацетиленовий вентиль пальника.

Опір закінченню суміші з мундштука може зростати, наприклад, внаслідок засмічення каналу мундштука бризками металу і, що особливо важливо, внаслідок наближення пальника до виробу, чому зменшується відстань від зрізу мундштука до поверхні виробу. Зі збільшенням опору закінченню газової суміші збільшується тиск в трубці наконечника і аналогічно впливу підвищення температури наконечника зменшується вміст ацетилену в суміші і посилюється окисне дію полум'я. З підвищенням тиску кисню на вході в пальник збільшується вміст кисню в суміші, з зниженням - зменшується. При підвищенні тиску ацетилену на вході в пальник суміш збагачується ацетиленом, при зниженні тиску зменшується вміст ацетилену в суміші.

Таким чином, інжекторна пальник не забезпечує сталості складу газової суміші, так як склад змінюється в процесі зварювання; зварник повинен безперервно стежити за характером полум'я і коригувати склад суміші ацетиленовим вентилем пальника.

Мінливість складу суміші є істотним недоліком инжекторной пальника. Основна її перевага в тому, що можна працювати на будь-якому низькому тиску ацетилену, начи-паю з 50 мм вод. ст. Ця перевага є вирішальним, і в даний час наша промисловість користується майже виключно інжекторними пальниками, оскільки виробництво ацетилену середнього тиску, достатнього для харчування безинжекторних пальників, поки ще незначно. Однак інжекторна пальник може працювати на ацетилені не тільки низького, але і високого тиску. Чим вище тиск ацетилену, тим краще працює інжекторна пальник.

Зміни складу газової суміші під впливом нагріву пальника і збільшення опору закінчення суміші з мундштука особливо помітні при низькому тиску ацетилену. Зі збільшенням тиску зміни складу суміші зменшуються, і при роботі на ацетилені середнього тиску інжекторна пальник працює майже так само стійко, як і безинжекторіая. Інжекторна зварювальний пальник дає зварювальне полум'я певних розмірів, зміна яких можливо лише в незначних межах, так як значне збільшення витрати газів викликає відрив полум'я від мундштука і його потухання, зменшення витрати газів викликає проскакування полум'я усередину пальника і зворотний удар. У зв'язку з цим необхідно припинити роботу пальника, повністю закрити ацетиленовий вентиль на пальнику, потім знову його відкрити, повторно запалити і відрегулювати зварювальне полум'я. Для зміни розмірів зварювального полум'я, наприклад при переході до зварювання металу інший товщини, необхідно застосовувати пальник іншого розміру.

Для здешевлення та спрощення інструментарію зварювальники зазвичай користуються універсальними пальниками з декількома змінними наконечниками. Подібна пальник складається з постійної частини стовбура і змінної частини - наконечника, які з'єднуються накидною гайкою. Ствол складається з рукоятки, регулювальних вентилів, приєднувальних ніпелів і трубок для газів; наконечник - з інжектора, змішувальної камери, трубки наконечника і мундштука. Кожен розмір наконечника позначається номером.

Для прикладу розглянемо випускається в Радянському Союзі інжекторних універсальну пальник ГС.

Гази в пальник надходять по гумових шлангах, що надягають на ніпель для кисню і для ацетилену. Далі кисень йде по трубці, ацетилен - по трубці і підходять до регулювальним вентилів для кисню і для ацетилену (не показаний на малюнку). Потім гази надходять в інжектор, далі в камеру змішання і по трубці наконечника йдуть в мундштук, на виході з якого згорають, утворюючи зварювальне полум'я. Стовбур і наконечник з'єднуються накидною гайкою. Регулювальні вентилі газів зручно розташовані і дозволяють йварщіку регулювати пальник, не перериваючи роботи, пальцями тієї ж руки, яка тримає рукоятку. Розташування вентилів вигідно зміщує центр ваги пальника, покращує її баланс і зменшує стомлюваність зварника.

Істотною перевагою пальника ГС є приблизно однаковий тиск кисню близько 3 ати для всіх розмірів наконечників. Стандартні пальники виготовляють чотирьох типів: ГС-1 ГС-2 ГС-3 і ГС-4. ГС-1 малої або Мікропотужні, служить для зварювання тонкого і найтоншого металу, 005-06 мм. вона комплектується двома

Зварювальні пальники

Мал. 1. Універсальна зварювальний пальник ГС

наконечниками № 00 з витратою ацетилену 10-25 л /год і № 0 з витратою 25-60 л /год; вага пальника 024 кг. Пальник ГС-2 малої потужності, служить для зварювання тонкого металу, 03-4 мм, з чотирма наконечниками, № 012 і 3; вага пальника 032 кг. Пальник ГС-3 середньої потужності, найбільш широко застосовується в промисловості для зварювання металу товщиною 05-30 мм, комплектується сім'ю наконечниками, №1234 567; вага пальника 05 кг. Пальник великої потужності, ГС-4 для обробки металу товщиною 30-100 мм, комплектується двома наконечниками № 8 з витратою ацетилену 2800-4500 л /ч і № 9 з витратою ацетилену 4500-7000 л /ч; вага пальника 134 кг.

При запаленні пальника відкривають спочатку кисневий вентиль, і струмінь кисню створює розрідження в камері інжектора, виробляючи підсмоктування ацетилену. Потім відкривають ацетиленовий вентиль і підпалюють суміш. Полум'я регулюють ацетиленовим вентилем до отримання належного характеру полум'я і складу газової суміші: за розміром, обрису і кольором внутрішньої частини полум'я, так званого ядра нламені.

Зварювальні пальники

Мал. 2. Зварювальний пальник ГС-3 з комплектом наконечників

Гасять полум'я пальника в зворотному порядку: спочатку закривають ацетиленовий вентиль, а потім кисневий. Ацетиленовий вентиль перекривають також при зворотних ударах, помічені несправності пальника і т. П. Несправність пальника зазвичай позначається на зовнішньому вигляді полум'я, яке отримує неправильну форму.

Зварювальний пальник є досить складним і точно виготовленим інструментом і вимагає акуратного і дбайливого ставлення. Під час перерв у роботі пальник вішають на стійку або гачок у робочого місця. При значному нагріванні пальник охолоджують умочуванням в відро з водою, що знаходиться у робочого місця зварника; кисневий вентиль при цьому відкритий, що усуває можливість потрапляння води всередину пальника. Канали мундштука можна прочищати лише, мідними або латунними прочищав-ками. Користування цією метою сталевим дротом забороняється, так як вона дряпає і розробляє канал мундштука і швидко призводить його в непридатність.

Крім звичайних, стандартних, широко поширених в промисловості зварювальних пальників, існують численні спеціальні типи пальників, що застосовуються порівняно рідко. Можна відзначити спеціальні форми наконечників для зварювання у важкодоступних місцях, дво- і трехпламенние пальника, пальники для підігріву, пальники для пайки, у яких мундштук має бічні отвори для підсосу повітря, що знижує занадто високу температуру ацетилено-кисневого полум'я, особливо потужні пальники з водяним охолодженням і т. д. Всі ці спеціальні пальники мають в нашій промисловості досить обмежене застосування.

В останні роки з'явилися спеціальні многопламенние зварювальні пальники з великою кількістю пламен в одній пальнику.

Пальники поділяються на інжекторні і безинжекторние, однополум'яні і многопламенние, для газоподібних горючих (ацетиленові та ін.) і рідких (пари гасу). Найбільше застосування мають інжекторні пальники, що працюють на суміші ацетилену з киснем.

Схема і принцип роботи інжекторної пальника. Пальник складається з двох основних частин-стовбура і наконечника. Стовбур має кисневий і ацетиленовий ніпелі з трубками, рукоятку, корпус з кисневим і ацетиленовим вентилями.

інжектор являє собою циліндричну деталь з центральним каналом малого діаметра - для кисню і периферійними, радіаль-но розташованими каналами - для ацетилену. Інжектор ввертається в змішувальну камеру наконечника і знаходиться в зібраної пальнику між змішувальної камерою і газоподводящей каналами корпуса пальника. Його призначення полягає в тому, щоб кисневої струменем створювати розріджений стан і засмоктувати ацетилен, що надходить під тиском не нижче 001 кгс /см2. розрідження за інжектором досягається завдяки високій швидкості (близько 300 м /с) кисневої струменя. Тиск кисню, що надходить через вентиль, становить від 05 до 4 кгс /см2.

У камері змішувача кисень перемішується з ацетиленом і суміш надходить в канал мундштука. Горюча суміш, що виходить з мундштука зі швидкістю 100-140 м /с, при запалюванні горить, утворюючи ацетилено-кисневе полум'я з температурою до 3150 ° С.

У комплект пальника входить кілька номерів наконечників. Для кожного номера наконечника встановлені розміри каналів інжектора і розміри мундштука. Відповідно до цього змінюється витрата кисню і ацетилену при зварюванні.

Конструкція пропан-бутан-кисневих пальників відрізняється від ацетилено-кисневих пальників тим, що перед мундштуком мається пристрій 10 (рис. 64) для підігріву пропан-бутан-кисневої суміші. додатковий нагрів необхідний для підвищення температури полум'я. Звичайний мундштук замінюється мундштуком зміненої конструкції.

Технічна характеристика інжекторних пальників. В даний час промисловість випускає зварювальні пальники середньої оШНості - «Зірка», ГС-3 і малої потужності - «Зірочка» і ГС-2. В експлуатації перебувають також пальники «Москва» і «Малютка», що випускалися до 1971 р

Зварювальні пальники

Мал. 1. Розріз инжекторного пристрої:
1 - камера змішувача, 2-інжектор, 3 -корпус пальника

Пальники «Москва», «Зірка» та ГС-3 призначені для ручної ацетилено-кисневого зварювання сталі товщиною 05-30 мм.

У комплект пальника середньої потужності входить стовбур і сім наконечників, що приєднуються до стовбура пальника накидною гайкою. обов'язковий комплект включає наконечники № 3 4 н 6 найчастіше необхідні при виконанні зварювальних робіт, інші наконечники поставляються на вимогу споживача. Пальники «Зірочка», ГС-2 і «Малютка» поставляються з наконечниками № 012 3. У пальниках «Зірка», ГС-3 «Зірочка» мундштуки виготовляються з бронзи Бр.Х 05 металу більш стійкого, ніж мідь МОЗ, яка застосовувалася для виготовлення мундштуків пальників «Москва» і «Малютка». З цієї причини термін служби випускаються пальників підвищений в порівнянні з випускалися раніше.

Пальники типу ГС-3 працюють з рукавами діаметром 9 мм. Пальники малої потужності «Малютка», «Зірочка» і ГС-2 призначені для зварювання сталей товщиною 02-4 мм. Пальники ГС-2 працюють з гумовими рукавами діаметром 6 мм.

Для пропан-бутан-кисневої суміші промисловість випускає пальники типів ГЗУ -2-62-1 І ГЗУ -2-62-П; перша призначена для зварювання сталі товщиною від 05 до 7 мм, друга - для підігріву металу. Для пла-ною очищення поверхні металу від іржі, старої фарби і т. Д. Випускається ацетілеіо-кисло-рідна пальник ДАТ (Пальник ацетиленовий, очищення). Ширина поверхні, що обробляється пальником за один прохід, становить 100 мм.

Для гарту металу випускаються наконечники НАЗ -58 До стовбура пальника ГС-3.

Зварювання та інші види обробки металів пропан-бутан-кисло-рідним полум'ям можна виробляти пальником ГЗМ -2-62М З чотирма наконечниками.

Порушення роботи інжекторного пристрою призводить до зворотних ударів полум'я і зниження запасу ацетилену в горючій суміші. Запас ацетилену є збільшення його витрати при повністю відкритому ацетиленовому вентилі пальника в порівнянні з паспортними витратою для даного номера мундштука. Причинами цих неполадок можуть бути засмічення кисневого каналу, надмірне збільшення його діаметра внаслідок зносу ацетиленових каналів, зміщення інжектора по відношенню до змішувальної камері і зовнішні пошкодження інжектора. Для нормальної роботи пальника діаметр вихідного каналу мундштука повинен бути дорівнює діаметру каналу камери змішувача, а діаметр каналу інжектора - в 3 рази менше.

Посадочне місце інжектора було налаштовано інжекторів, що входять в комплект пальника.

Інжектори пальника «Москва» можна використовувати в пальнику «Зірка», а інжектори пальника «Малютка» - в пальнику «Зірочка».

Перевірка пальника на інжекції (розрідження) проводиться кожного разу перед початком роботи і при зміні наконечника. Для цього з ніпеля знімається ацетиленовий рукав і відкривається кисневий вентиль. У ацетиленовому ніпель справної пальника повинен створюватися підсмоктування, виявляється дотиком пальця до отвору ніпеля.

Підтримка мундштука в належному стані забезпечує нормальне полум'я по-формою і розмірами. Мунднштукі працюють в умовах високої температури, піддаються механічному руйнуванню від бризок при зварюванні і вимагають догляду за ними (чистка, охолодження і т. Д.). Ризики, задираки, нагар на стінках отвору вихідного каналу мундштука знижують швидкість виходу пальної суміші і сприяють утворенню ударів і зворотних ударів, спотворюють форму полум'я. Ці недоліки усувають підрізуванням торця мундштука на 05-1 мм, калібруванням і поліруванням вихідного отвору.

Після кожного ремонту деталі пальників обов'язково знежирюють бензином марки Б-70.

Безинжекторние пальники працюють під однаковим тиском кисню і ацетилену, рівним від 01 до 08 кгс /см2. Ці пальники забезпечують більш постійний склад горючої суміші в процесі роботи. Безинжекторние пальника можна живити ацетиленом, або від балонів, або від генераторів середнього тиску.

Спеціальні пальники. Для газополум'яної обробки матеріалів іноді доцільно застосовувати спеціальні пальники. Промисловістю випускаються пальники для нагріву металу з метою термічної обробки, видалення фарби, іржі, пальники для пайки, зварювання термопластів; полум'яної наплавлення та ін. Принципове пристрій спеціальних пальників багато в чому аналогічно пальнику, використовуваної для зварювання металів. Відмінність полягає в формі і розмірах мундштуків, а також в теплової потужності, формі і розмірах полум'я. Спеціальні пальники випускають для будь-якого пального газу.