Сварка

       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. Применение флюсов необходимо при сварке чугуна и некоторых специальных легированных сталей, меди и ее сплавов. При сварке углеродистых сталей не применяют.  

 

        3. Аппаратура и  оборудование для  газовой сварки. 

       Водяные предохранительные  затворы

       Водяные затворы защищают ацетиленовый генератор  и трубопровод от обратного удар пламени из сварочной горелки  и резака. Обратным ударом называется  воспламенение ацетиленово-кислородной смеси в каналах горелки или резака.

       Водяной затвор обеспечивает безопасность работ  при газовой сварке и резке  и является главной частью газосварочного поста. Водяной затвор должен содержатся всегда в исправном состоянии, и быть наполнен водой до уровня контрольного крана.

       Водяной затвор всегда включает между горелкой или резаком и ацетиленовым генератором  или газопроводом.  

       Баллон  для сжатых газов 

         Баллоны для кислорода и других сжатых газов представляют собой стальные цилиндрические сосуды. В горловине баллона сделано отверстие с конусной резьбой, куда ввертывается запорный вентиль.  Баллоны бесшовные для газов высоких давлений изготавливают из Турб углеродистой и легированной стали. Баллоны окрашивают с наружи в словные цвета,  в зависимости от рода газа. Например, кислородные баллоны в голубой цвет, ацетиленовые в белый водородные в желто-зеленый для прочих горючих газов в красный цвет.

       Верхнею сферическую часть баллона не окрашивают и на ней выбивают паспортные данные   баллона.

       Баллон  на сварочном посту устанавливают  вертикально и закрепляю хомутом.

 

        Вентили для баллонов

       Вентили кислородных баллонов изготавливают  из латуни. Сталь для деталей вентиля  применять нельзя так как она  сильно коррозирует в среде сжатого влажного кислорода.  

       Ацетиленовые  вентили изготавливают из стали. Запрещается применять медь и  сплавы, содержащие свыше 70% меди, так как с медью ацетилен может образовывать взрывчатое соединение – ацетиленовую медь. 

       Редукторы для сжатых газов

       Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллонов (или газопровода), и поддержания этого давления постоянным независимо от снижения давления газа в баллоне. Принцип действия и основные детали у всех редукторов примерно одинаковы.

       По  конструкции бывают редукторы однокамерные и двухкамерные. Двухкамерные редукторы  имеют две камеры редуцирования, работающие последовательно, дают более  постоянное рабочее давление и менее  склонны к замерзанию при больших  расходах газа.

       Кислородный и ацетиленовый редукторы показаны на рис. 2. стр. 97. 

       Рукава (шланги) служат для подвода газа в горелку. Они должны обладать достаточной прочностью, выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движений сварщика. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с прокладками из ткани. Выпускаются рукава для ацетилена и кислорода. Для бензина и керосина применяют шланги из бензостойкой резины. 

       Сварочные горелки

       Сварочная горелка служит основным инструментом при ручной газовой сварке. В горелке  смешивают в нужных количествах кислород и ацетилен. Образующаяся горючая смесь вытекает из канала мундштука горелки с заданной скоростью и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя, которым расплавляют основной и присадочный металл в месте сварки. Горелка служит также для регулирования тепловой мощности пламени путем изменения расхода горючего газа и кислорода.

       Горелки бывают инжекторные и безинжекторные. Служат для сварки, пайки, наплавки, подогрева стали, чугуна и цветных  металлов. Наибольшее распространение  получили горелки инжекторного типа. Горелка состоит из мундштука, соединительного ниппеля, трубки наконечника, смесительной камеры, накидной гайки, инжектора, корпуса, рукоятки, ниппеля для кислорода и ацетилена.

       Горелки делятся на мощности пламени:

       1. Микромалой мощности (лабораторные) Г-1;

       2. Малой мощности Г-2. Расход ацетилена  от 25 до 700 л. в час, кислорода  от 35 до 900 л. в час. Комплектуются наконечниками №0 до 3;

       3. Средней мощности Г-3. Расход ацетилена от 50 до 2500 л. в час, кислорода от 65 до 3000 л. в час. Наконечники №1-7;

       4. Большой мощности Г-4.

       Также есть горелки для газов заменителей ацетилена Г-3-2, Г-3-3. Комплектуются наконечниками с №1 по №7. 

       4. Технология газовой сварки. 

       Сварочное пламя.

       Внешний, вид температура и влияние  сварочного пламени на расплавленный металл зависят от состава горючей смеси, т.е. соотношение в ней кислорода и ацетилена. Изменяя состав горючей смеси, сварщик изменяет свойства сварочного пламени. Изменяя соотношение кислорода и ацетилена в смеси, можно получать три основных вида сварочного пламени, рис. 3. стр. 117.

       Для сварки большинства металлов применяют  нормальное (восстановительное) пламя (рис. 3, б).

       Окислительное пламя (рис. 3, в) применяют при сварке с целью повышения производительности процесса, но при этом обязательно пользоваться проволокой, содержащей повышенное количество марганца и кремния в качестве раскислителей, оно также необходимо при сварке латуни и пайке твердым припоем.

       Пламя с избытком ацетилена применяют  при наплавке твердыми сплавами. Пламя с незначительным избытком ацетилена используют для сварки алюминиевых и магниевых сплавов.

       Качество  наплавленного металла и прочности  сварного шва сильно зависят от состава  сварочного пламени. 

       Металлургические  процессы при газовой  сварке.

       Металлургические процессы при газовой сварке характеризуются следующими особенностями: малым объемом ванны расплавленного металла; высокой температурой и концентрацией тепла в месте сварки; Большой скоростью расплавления и остывания метла; интенсивным перемешиванием металла гладкой ванны газовым потоком пламени и присадочной проволокой; химическим взаимодействием расплавленного металла с газами пламени.

       Основными в сварочной ванне являются реакции  окисления и восстановления. Наиболее легко окисляются магний, алюминий, обладающие большим сродством к кислороду.

       Кислы этих металлов не восстанавливаются  водородом и окисью углерода, поэтому  при сварке металлов необходимы специальные  флюсы. Окислы железа и никеля, наоборот хорошо восстанавливаются окисью углерода и водородом пламени, поэтому при газовой сварке этих металлов флюсы не нужны.

       Водород способен хорошо растворятся в жидком железе. При быстром остывании  сварочной ванны он может остаться в шве в виде мелких газовых  пузырей. Однако газовая сварка обеспечивает более медленное охлаждение металла по сравнению, например с дуговой. Поэтому при газовой сварке углеродистой стали, весь водород успевает уйти из металла шва и последний получится плотным.  

       Структурные изменения в металле  при газовой сварке. 

       Вседствии более медленного нагрева зона влияния при газовой сварке больше чем при  дуговой.

       Слои  основного металла, непосредственно  примыкающие к сварочной ванне  непрерывны и приобретают крупнозернистую  структуру. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления.  Основного металла с крупной структурой, характерной для ненагретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочночность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соедениения.

       Далее расположен участок, нерекристализации характеризуемы так же крупнозернистой структурой, для которого t^o плавления металла, не выше 1100-1200С. Последующие   участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру, нормализованной стали.

       Для улучшения структуры и свойств металла шва и околошовной зоны иногда применяют горячую проковку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или общую термообработку с нагревом в печи.  

 

        Особенности и режимы сварки различных  металлов.

       Сварка  углеродистых сталей

       Низкоуглеродистые стали можно сварить любым  способом газовой сварки. Пламя горелки  должно быть нормальным, мощностью 100-130дм 3/ч

       при правой сварке.

       При сварке углеродистых сталей применяют  проволоку из малоуглеродистой стали св-8 св-10га. При сварке этой проволокой часть углерода, марганца и кремния выгорает, а металл шва получает  крупнозернистую структуру и его предел прочности такового для основного   металла. Для получения наплавленного металла равнопрочного основному, применяют проволоку св-12гс, содержащую до 0.17% углерода; 0.8-1.1 марганца и 0.6-0.9% кремния.

       Сварка  легированных сталей  

       Легированные  стали хуже проводят тепло чем  низкоуглеродистая сталь, и поэтому  больше коробятся при сварке.

       Низколегированные стали (например XCHД) хорошо свариваются газовой сваркой. При сварке применяют нормальное пламя и проволоку СВ-0.8, СВ-08А или СВ-10Г2

       Хромоникелевые  нержавеющие стали сваривают  нормальным пламенем мощностью 75дм³ ацетилена на 1мм толщины металла. Применяют проволоку СВ-02Х10Н9, СВ-06-Х19Н9Т. При сварке жаропрочной нержавеющей стали, применяют проволоку содержащую 21% никеля 25% хрома. Для сварки коррозиностойкой стали  содержащей молибден 3%, 11% никеля, 17% хрома. 

 

        Сварка чугуна 

       Чугун сваривают при исправлении дефектов отливок, а так же восстановлении и ремонте деталей: заварке трещин, раковин, при варке отколовшихся частей и пр.

       Сварочное пламя должно быть нормальным или  науглероживающим, так как окислительное  вызывает местное выгорание кремния, и в металле шва образуются зерна белого чугуна. 

       Сварка  меди 

       Медь  обладает высокой теплопроводностью, поэтому при ее сварке к месту  расплавления металла приходится проводить  большое количество тепла, чем при  сварке стали.

       Одним из свойств меди затрудняющим сварку, является ее повышенная текучесть в расплавленном состоянии. Поэтому при сварке меди не оставляют зазора между кромками. В качестве присадочного металла используют проволоку из чистой меди. Для раскисления меди и удаления шлака применяют флюсы. 

       Сварка  латуни и бронзы  

       Сварка латуни. Газовую сварку широко используют для сварки латуни, которая труднее поддается сварке электрической дугой. Основное затруднение при сварке состоит в значительном испарении из латуни цинка, которое начинается при 900С. Если латунь перегреть, то вследствие испарения цинка, шов получится пористым. При газовой сварке может испаряется до 25% содержащегося в латуни цинка.