§7.10. Газовая сварка и кислородная резка (рис. 7.14).

Газовая сварка это сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей и присадочного материала производится теплотой сгорания горючих газов в кислороде.

Существуют следующие виды: пропанобутанокислородная, ацетиленокислородная, керосинокислородная, бензинокислородная и др.

Наиболее часто применяемым горючим газом при газовой сварке является ацетилен.

Для проведения работ необходимо:

1) ацетиленовый генератор или баллон с горючим газом и баллон с кислородом, редуктор;

Рис. 7.14 Схема газовой сварки с

присадкой.

2) сварочная горелка с набором сменных наконечников;

3) шланги для подачи горючего газа и кислорода в горелку;

4) сварочный стол;

5) приспособления для сборки изделия под сварку;

6) комплект инструмента сварщика (очки с защитными стеклами, спецодежда сварщика).

На рис. 7.14 показаны особенности газовой сварки.

Сущность процесса кислородной резки (строжки)

Она основана на свойстве металлов и их сплавов сгорать в струе технически чистого кислорода. Резке поддаются металлы, удовлетворяющие следующим требованиям:

1. Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде. Если в стали увеличенное содержание углерода и других примесей, то ее резка затруднена.

2. Температура плавления оксидов должна быть меньше температуры плавления самого металла. Например, при резке хромистых сталей образуются оксиды хрома с Т_пл= 2000С, а при резке Al - 2050С. Эти оксиды покрывают поверхность металла и прекращают резку.

3. Образующиеся шлаки должны быть жидкотекучи и легко выдуваться из разреза.

4. Теплопроводность металла должна быть наименьшей.

5. Количество тепла от сгорания металла должно быть как можно более высоким.

Резка может быть разделительной (для вырезки заготовок, раскроя листового металла и т.п.).

Поверхностная резка (строжка или обточка) применяется для удаления поверхностного слоя металла, разделки каналов, удаления поверхностных дефектов и др.

При строжке резак совершает движения, как строгальный резец, при обточке - как токарный резец.

§7.11. Сварка цветных металлов и их сплавов.

Температуры плавления и кипения цветных металлов сравнительно невысоки, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. При сварке сплава перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких оксидов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну оксидами, снижает физико-механические свойства сварного шва. Ухудшает свойства св. шва также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), приводящая к пористости металла шва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой.

Сравнительно большие коэффициенты линейного расширения и большая литейная усадка приводят к значительным внутренним напряжениям, деформации и образованию трещин в металле шва и околошовной зоне и ведет к разрушению детали.

Для выполнения качественного сварного соединения применяются разные технологические меры, учитывающие особенности каждого материала.

Медь. При температуре 500- 600С становится хрупкой. Свариваемость сильно зависит от наличия примесей: висмута, сурьмы, мышьяка. Наилучшая свариваемость у чистой электролитической меди.

Расплавленная медь легко окисляется с образованием оксида Cu₂O и легко поглощает H₂ и оксид углерода. При охлаждении выделяются пузырьки паров воды и СО₂, которые не растворяются. Они, расширяясь, создают внутренние напряжения и приводят к образованию межкристаллитных трещин- водородной болезни меди.

РДС меди выполняется угольным или металлическим (медным или из медных сплавов) электродом. Для предохранения от окисления меди применяются флюсы, наносимые на разделку шва и на присадочные прутки.

Сварка листов меди в защитных газах s= 1,5- 20 мм производится постоянным током прямой полярности. (I = 200- 500 A).

Автоматическая сварка меди выполняется под флюсом (U= 38- 40B, I=100A/мм²).

При газовой сварке меди необходимо пламя повышенной мощности. Для уменьшения отвода тепла изделия закрывают листовым асбестом.

Латунь.

Основное затруднение при сварке обусловлено в кипении и интенсивном испарении цинка, пары которого образуют в воздухе ядовитые оксиды. Остальные особенности как у меди.

При газовой сварке нормальным пламенем выделяются пары, приводящие к пористости шва. Поэтому применяют пламя с избытком кислорода.

Бронза.

При сварке рекомендуется предварительный подогрев деталей до Т= 250- 300С. Допускается легкая проковка сварного шва для улучшения качества наплавленного металла.

Алюминий и его сплавы.

Основные трудности заключаются в наличии на поверхности свариваемых кромок тугоплавкой оксидной пленки, препятствующей сплавлению основного и присадочного металлов. Удаление оксидной пленки производят механическим способом (наждак, металлические щетки, шабрение), химимческим способом (травление) и электролитическим способом (сварка постоянным током обратной полярности или переменным током, катодное распыление).

Следует иметь ввиду, что при нагреве до 400- 500С прочность Al резко падает и деталь может разрушиться под действие собственного веса.

Титан.

Из-за высокого электрического сопротивления и низкой теплопроводности на сварку надо значительно меньше электроэнергии, чем на сварку алюминия или стали. Основная трудность заключается в большой химической активности Ti при высоких температурах к кислороду, азоту, водороду. Поэтому при сварке необходима хорошая защита от атмосферы не только сварочной ванны, но и всей зоны металла, нагретой свыше 500С.

Сварка производится в защитных газах неплавящимся электродом и титановой присадочной проволокой, а также под флюсом.

РДС вольфрамовым электродом производится постоянным током прямой полярности (При s= 0,5- 4 мм I= 40- 170A).