Конструкции горелок. Горелка для дуговой сварки – устройство для дуговой сварки в защитном газе или самозащитной проволокой, обеспечивающее направление в зону дуги электродной проволоки, подвод электрического тока к электроду, подачу защитного газа в зону дуги, управление процессом сварки.

Сварщик при выполнении работ держит горелку в руке и его утомляемость зависит от формы горелки и ее массы. Ряд фирм выпускает горелки с поворотом корпуса относительно рукоятки на различные углы. По характеру охлаждения токоведущих и нагреваемых теплом дуги частей различают горелки с естественным и принудительным (водяным) охлаждением. За главный параметр для горелки принят сварочный ток, он выбирается из стандартного ряда 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500 и 630 А. При сварке в аргоне и его смесях токовая нагрузка должна быть снижена на 30 % по сравнению со сваркой в СО₂.

Конструктивно горелки подразделяются на три группы:

- для механизмов подачи толкающего типа (рис. 1) — только направляют сварочную проволоку в зону сварки;

- со встроенным в рукоятку механизмом подачи проволоки (рис. 2) — подают проволоку механизмом тянущего типа;

- с комбинированным механизмом подачи (рис. 3) — толкающе-тянущего типа (система «ПУШ-ПУЛ»).

Сварочная горелка включает в себя следующие узлы: контактный наконечник, газовое сопло, рукоятку с кнопкой, направляющий канал для подачи проволоки, кабели, шланги для подвода тока, воды и газа.
Горелка соединена с механизмом подачи проволоки гибким шлангом, по которому подаются электродная проволока, сварочный ток, защитный газ, а при больших токовых режимах — и охлаждающая жидкость. Водяное охлаждение горелки и сопла уменьшает налипание брызг. Горелка может быть изготовлена с защитным экраном (рис. 4).

Конструктивные элементы горелки. Сопло горелки цилиндрической или конусной формы делают из меди с гальваническим покрытием (рис. 5). В сопло устанавливают рассекатели или сеточки (газовые линзы). Металлические сопла горелки изолируют от токоведущих частей.

Сопло сварочной горелки формирует равномерный ламинарный поток защитного газа и направляет его в зону сварки. Размеры сопла выбирают в зависимости от величины сварочного тока и диаметра проволоки. Для сварки тонколистового металла используют сопла малых диаметров, при этом торец наконечника на 2- 5 мм выступает из сопла. При сварке со струйным переносом на больших токах применяют сопла с внутренним диаметром до 25 мм и торец токоведущего наконечника должен быть утоплен в сопло.
Для того, чтобы сократить потери рабочего времени на зачистку сопла от брызг, внутри его помещают изоляционную втулку (например, из жаростойкой слюды). Горелки соединяют с механизмами подачи шлангами длиной 1,5- 4,5 м. Наибольшее распространение получили шланги совмещенного типа, в которых подача электродной проволоки, защитного газа, подвод сварочного тока и при необходимости водяного охлаждения осуществляется внутри общего рукава.

Конструкция горелки системы «ПУШ-ПУЛ» показана на рисунке 6.

Токоподводящие наконечники. Они имеют различные конструкции в зависимости от диаметра сварочной проволоки (рис. 7).

Наибольшее применение нашли трубчатые контактные наконечники благодаря своей компактности и простоте изготовления. Для стальной проволоки они изготовляются из хромистой либо хромоциркониевой бронзы, для алюминиевой проволоки рекомендуют медно-графитовые наконечники. Диаметр отверстия должен быть на 0,1- 0,2 мм больше, чем диаметр проволоки. В трубчатых наконечниках по мере износа отсутствует возможность обеспечения стабильного давления по всей зоне контакта. Кроме того, в них контактирование может происходить в перемещающихся точках и существенно зависит от исходного состояния электродной проволоки, ее кривизны, чистоты поверхности. Для улучшения контакта при сварке тонкими проволоками иногда применяют наконечники типа «сапожок» с подгибом нижней части наконечника.

В тяжелонагруженных режимах, когда сварочные токи превышают 300 А, при длительной непрерывной работе наконечник перегревается, что способствует возрастанию электромеханического износа и привариванию проволоки к внутренней поверхности наконечника. В этих случаях необходимо применять горелки с водяным охлаждением.

Шланг. Шланг специальной конструкции (рис. 8) имеет внутри спираль, по которой подается сварочная проволока. Спираль изолирована от токоведущих частей бензостойкой резиной. Вместе с токопроводящей частью помещены изолированные проводники цепей управления. Снаружи шланг покрыт резиновой оболочкой.

Направляющий канал состоит из каркасной спирали с расположенной в ней сменной спиралью, через которую проходит электродная проволока. Сменную спираль изготовляют из пружинной проволоки. Для подачи электродной проволоки из алюминиевых сплавов используют направляющие каналы из неметаллических материалов, имеющих низкий коэффициент трения: тефлона, полиамида.

В наиболее распространенной системе подачи электродной проволоки «толкающего» типа причинами колебаний скорости подачи являются факторы, зависящие от конструктивных особенностей системы и качества поверхности проволоки. Из-за наличия сопротивления трения между проволокой и стенками направляющего канала проволока изгибается, и чем больше сопротивление трения, тем чаще становятся циклы изгиба. При увеличении нагрузки в осевом направлении сопротивление трения растет по экспоненциальной зависимости. Сила сопротивления при скручивании канала резко возрастает и нарушается равномерная подача проволоки.

Изгиб электродной проволоки в большой степени зависит от соотношения между диаметром проволоки и внутренним диаметром направляющего канала. Оптимальные соотношения, применяемые в горелках российских полуавтоматов, приведены ниже:

Конструкция кабеля направляющего канала не должна допускать удлинений свыше 2 мм при усилии растяжения оболочки до 300 Н. В процессе эксплуатации необходимо иметь в виду, что сопротивление прохождения проволоки зависит от положения шланга. Чем меньше размер петли шланга, тем выше сопротивление прохождению проволоки.
Шланг присоединяется к механизму подачи проволоки специальным разъемом. Для горелок ГДПГ-101-10, ГДПГ-301-8 и ГДПГ-501-4 подключение осуществляется через разъем ВКМ-03 с подводом воды (рис. 8.10).

Горелки серий ГДПГ-212, ГДПГ-312, ГДПГ-512 имеют «евроразъемы» (рис. 8.11). В комплект поставки горелок входят сменные спирали и токоведущие медные наконечники. Правила эксплуатации горелок приведены в таблице 1.