Сварка

Комсомольск-на-Амуре

KOST

&

AKRED

COST@AMURNET.RU

Введение

Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда

начиналось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В тот

период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и

обеспечивала получение наиболее прочных сварных соединений. В дальнейшем с

созданием и внедрением высококачественных электродов для дуговой сварки,

автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под флюсом и в среде

защитных газов (аргона, гелия и углекислого газа и др.), газовая сварка

была постепенно вытеснена из многих производств этими способами

электрической сварки. Тем не менее, и до настоящего времени газовая сварка

металлов наряду с другими способами сварки широко применяется в народном

хозяйстве.

1. Сварка металлов. Назначение и преимущества сварки.

Сварку применяют для получения неразъемного соединения деталей при

изготовлений изделий, машин и сооружений из металла. Прежде для этого

преимущественно пользовались клепкой.

Сварное изделие имеет меньшей вес, чем клепальное, проще в

изготовлении, дешевле, надежнее и может быть выполнено в более короткий

срок, с меньшей затратой труда и материалов. Сваркой можно изготовлять

изделия очень сложной формы, которые прежде удавалось получить только

отливкой или кузнечной и механической обработкой. При изготовлении

металлоконструкций сварка дает от 10 до 20 % экономии металла по сравнению

с клепкой, до 30 % по сравнению с литьем из чугуна.

Сварные швы обеспечивают высокую надежность (плотность и прочность)

резервуаров и сосудов, в том числе и работающих при высоких температурах и

давлениях газов, паров и жидкостей.

Газовая сварка ее преимущества и недостатки

Газовая сварка относится к сварке плавлением. Процесс газовой сварки

состоит в нагревании кромок деталей в месте их соединения до расплавленного

состояния пламенем сварочной горелки. Для нагревания и расплавления металла

используется высокотемпературное пламя, получаемое при сжигании горючего

газа в смеси с технически чистым кислородом. Зазор между кромками

заполняется расплавленным металлом присадочной проволоки.

Газовая сварка обладает следующими преимуществами: способ сварки

сравнительно прост, не требует сложного и дорогого оборудования, а также

источника электроэнергии. Изменяя тепловую мощность пламени и его положение

относительно места сварки, сварщик может в широких пределах регулировать

скорость нагрева и охлаждения свариваемого металла.

К недостаткам газовой сварки относятся меньшая скорость нагрева

металла и большая зона теплового воздействия на металл, чем при дуговой

сварке. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление

свариваемых деталей больше, чем при дуговой сварке. Однако при правильно

выбранной мощности пламени, умелом регулировании его состава, надлежащей

марке присадочного металла и соответствующей квалификации сварщика газовая

сварка обеспечивает получение высококачественных сварных соединений.

Благодаря сравнительно медленному нагреву металла пламенем и

относительно невысокой концентрации тепла при нагреве производительность

процесса газовой сварки существенно снижается с увеличением толщины

свариваемого металла. Например, при толщине стали 1мм, скорость газовой

сварки составляет около 10м/ч, а при толщине 10мм – только 2м/ч. Поэтому

газовая сварка стали толщиной свыше 6мм менее производительна по сравнению

с дуговой сваркой и применяется значительно реже.

Стоимость горючего газа (ацетилена) и кислорода при газовой сварке

выше стоимости электроэнергии при дуговой и контактной сварке. Вследствие

этого газовая сварка обходится дороже, чем электрическая.

Процесс газовой сварки труднее поддается механизации и автоматизации,

чем процесс электрической сварки. Поэтому автоматическая газовая сварка

многопламенными линейными горелками находит применении только при сварке

обечаек и труб из тонкого металла продольными швами газовую сварку

применяют при:

. изготовлении и ремонте изделий из тонко-листовой стали (сварке

сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, варке

заплат и пр.);

. сварке трубопроводов малых и средних диаметров (до 100мм) и

фасонных частей к ним;

. ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы и силумина;

. сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни, свинца;

. наплавке латуни на детали из стали и чугуна;

. сварке кованого и высокопрочного чугуна с применением

присадочных прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной

сварке чугуна.

При помощи газовой сварки можно сваривать почти все металлы,

применяемые в технике. Такие металлы, как чугун, медь, латунь, свинец легче

поддаются газовой сварке, чем дуговой. Если учесть еще простоту

оборудования то становится понятным широкое распространение газовой сварки

в некоторых областях народного хозяйства (на некоторых заводах

машиностроения, сельском хозяйстве, ремонтных, строительно-монтажных

работах и др.).

Для газовой сварки необходимо:

1) газы – кислород и горючий газ (ацетилен или его заменитель);

2) присадочная проволока (для сварки и наплавки);

3) соответствующее оборудование и аппаратура, в то числе:

1) кислородные баллоны для хранения запаса кислорода;

2) кислородные редукторы для понижения давления кислорода,

подаваемого из баллонов в горелку или резак;

3) ацетиленовые генераторы для получения ацетилена из карбида

кальция или ацетиленовые баллоны, в которых ацетилен находится

под давлением и растворен в ацетилене;

4) сварочные, наплавочные, закалочные и другие горелки с набором

наконечников для нагрева метла различной толщины;

5) резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и ацетилена в

горелку;

4) принадлежности для сварки: очки с темными стеклами

(светофильтрами) для защиты глаз от яркого света сварочного

пламени, молоток, набора ключей для горелки, стальные щетки для

очистки металла и сварочного шва;

5) Сварочный стол или приспособление для сборки и закрепления деталей

при прихватке, сварки;

6) флюсы или сварочные порошки, если они требуются для сварки данного

металла.

2. Материалы, применяемые при газовой сварке.

Кислород

Кислород при атмосферном давлении и обычной температуре газ без цвета

и запаха, несколько тяжелее воздуха. При атмосферном давлении и температуре

20 гр. масса 1м3 кислород равен 1.33 кг. Сгорание горючих газов и паров

горючих жидкостей в чистом виде кислороде происходит очень энергично с

большой скоростью, а возникновение в зоне горения возникает высокая

температура.

Для получения сварочного пламени с высокой температурой, необходимо

для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары

горючей жидкости сжигают в смеси с чистым кислородом.

При возникновении сжатого газообразного кислорода с маслом или жирами

последние могут самовоспламеняться, что может быть причиной пожара. Поэтому

при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходима тщательно

следить за тем, чтобы на них не падали даже незначительные следы масла и

жиров. Смесь кислорода с горючих жидкостей при определенных соотношениях

кислорода и горючего вещества взрывается.

Технический кислород добывают из атмосферного воздуха который

подвергают обработке в воздухоразделительных установках, где он очищается

от углекислоты и осушается от влаги.

Жидкий кислород хранят и перевозят в специальных сосудах с хорошей

теплоизоляцией. Для сварки выпускают технический кислород трех сортов:

высшего, чистотой не ниже 99.5%

1-ого сорта чистотой 99.2%

2-ого сорта чистотой 98.5% по объему.

Остаток 0.5-0.1% составляет азот и аргон

Ацетилен

В качестве горючего газа для газовой сварки получил распространение

ацетилен соединение кислорода с водородом. При нормальной to и давлением

ацетилен находится в газообразном состоянии.

Ацетилен бесцветный газ. В нем присутствуют примеси сероводорода и

аммиак.

Ацетилен есть взрывоопасный газ. Чистый ацетилен способен взрываться

при избыточном давлении свыше 1.5 кгс/см2, при быстром нагревании до 450-

500С. Смесь ацетилена с воздухом взрываться при атмосферном давлении, если

в смеси содержится от 2.2 до 93% ацетилена по объему. Ацетилен для

промышленных целей получают разложением жидких горючих действием

электродугового разряда, а так же разложением карбида кальция водой.

Газы заменители ацетилена.

При сварке металлов можно применять другие газы и пары жидкостей. Для

эффективного нагрева и расплавления металла при сварке необходимо чтобы to

пламени была примерно в два раза превышала to плавления свариемого металла.

Для сгорания горючих различных газов требуется различное кол-во

кислорода подаваемого в горелку. В таб1 приведены основные хар-ки горючих

газов для сварки.

Газы заменители ацетилена применяют во многих отраслях

промышленности. Поэтому их производство и добыча в больших масштабах и они

являются очень дешевыми, в этом их основное преимущество перед ацетиленом.

Вследствие более низкой to пламени этих газов применение их

ограничено некоторыми процессами нагрева и плавления металлов.

При сварке же стали с пропаном или метаном приходится применять

сварочную проволоку содержащею повышенное количество кремния и марганца,

используемых в качестве раскислителей, а при сварке чугуна и цветных

металлов использовать флюсы.

Газы – заменители с низкой теплопроводной способностью

неэкономично транспортировать в баллонах. Это ограничивает их применение

для газопламенной обработки.

Сварочные проволоки и флюсы

В большинстве случаев при газовой сварке применяют присадочную

проволоку близкую по своему хим. составу к свариваемому металлу.

Нельзя применят для сварки случайную проволоку неизвестной марки.

Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой без следов

окалины, ржавчины, масла, краски и прочих загрязнений. Температура

плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже to плавления

металла.

Проволока должна плавится спокойно и равномерно, без сильного

разбрызгивания и вскипания, образуя при застывании плотный однородный

металл без посторонних включений и прочих дефектов.

Для газовой сварки цветных металлов (меди, латуни, свинца), а так же

нержавеющей стали в тех случаях, когда нет подходящей проволоки, применяют

в виде исключения полоски нарезанный из листов той же марки, что и

сваривает металл.

Флюсы

Медь, алюминий, магний и их сплавы при нагревании в процессе сварки

энергично вступают в реакцию с кислородом воздуха или сварочного пламени

(при сварке окислительным пламенем), образуя окислы, которые имеют более

высокую to плавления, чем металл. Окислы покрывают капли расплавленного

металла тонкой пленкой и этим сильно затрудняют плавление частиц металла

при сварке.

Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления

образующихся окислов применяют сварочные порошки или пасты, называемые

флюсами. Флюсы, предварительно нанесенные на присадочную проволоку или

пруток и кромки свариваемого металла, при нагревании расплавляются и

образуют легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность жидкого металла.

Пленка шлаков прокрывает поверхность расплавленного металла, защищая его от

окисления.

Состав флюсов выбирают в зависимости от вида и свойств свариваемого

металла.

В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту.

Страницы: 1, 2