
- •Предисловие
- •12. Газовая сварка. Материалы, оборудование и технология
- •12.1. Характеристика. Область применения в строительстве
- •12.2. Материалы
- •12.2.1. Горючие газы
- •Основные свойства горючих газов для газовой сварки
- •12.2.2. Сварочная проволока и флюсы.
- •12.3. Оборудование и аппаратура
- •12.3.1. Баллоны для газов.
- •12.3.2. Редукторы.
- •12.3.3. Шланги.
- •12.3.4. Ацетиленовые генераторы.
- •12.3.5. Предохранительные затворы.
- •12.3.6. Горелки для газовой сварки.
- •Кислород
- •Инжекторные горелки для газовой сварки
- •12.4. Технология газовой сварки
- •12.4.1. Сварочное пламя.
- •12.4.2. Типы сварных соединений и подготовка кромок.
- •12.4.3. Режимы и способы газовой сварки
- •13. Контактная сварка
- •13.1. Общие сведения
- •13.1.1. Физическая сущность процесса контактной сварки.
- •13.1.2. Способы контактной сварки.
- •13.1.3. Область применения контактной сварки.
- •13.2. Оборудование для контактной сварки
- •13.2.1. Общая характеристика оборудования.
- •13.2.2. Электроды контактных машин.
- •13.2.3. Машины стыковой сварки.
- •Машины контактной стыковой сварки
- •13.2.4. Машины точечной сварки.
- •Машины точечной сварки
- •13.3. Технология контактной стыковой сварки
- •13.3.1. Образование сварных соединений при сварке.
- •13.3.2. Типы сварных соединений.
- •13.3.3. Подготовка деталей к сварке.
- •13.3.4. Режимы сварки сопротивлением.
- •13.3.5. Режимы сварки оплавлением.
- •13.4. Технология контактной точечной сварки
- •13.4.1. Образование соединений при сварке.
- •13.4.2. Типы сварных соединений.
- •Размеры некоторых элементов точечных соединений при сварке стальных деталей одинаковой толщины однорядным швом, мм (по рис. 13.15)*
- •13.4.3. Подготовка деталей к сварке.
- •13.4.4. Техника и режимы сварки.
- •Рекомендуемые размеры рабочей части электродов для точечной сварки, мм (см. Рис. 13.4)*
- •13.4.5. Односторонняя сварка.
- •13.5. Рельефная сварка
- •Некоторые конструктивные элементы рельефных соединений, мм
- •Список использованной литературы
- •Часть IV сварочные работы в строительстве
ЗАЙЦЕВ Е.И., НАЗИМ Я.В., БУСЬКО М.В.
СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Часть ІV
Министерство образования и науки Украины
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Кафедра “Металлические конструкции”
ЗАЙЦЕВ Е.И., НАЗИМ Я.В., БУСЬКО М.В.
«СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»
(конспект лекций, часть ІV; для студентов всех форм обучения по направлению подготовки «Строительство»)
Утверждено на заседании кафедры ”Металлические конструкции” Протокол № 609 от 06.02.2007 г.
Макеевка, ДонНАСА, 2007 г.
УДК: 621.791:69(075)
Сварочные работы в строительстве. Конспект лекций, часть ІV. / Сост.: Зайцев Е.И., Назим Я.В., Бусько М.В. – Макеевка: ДонНАСА. – 2007. – 51 с.
Содержит общие сведения о материалах, оборудовании, аппаратуре и технологии газовой и контактной сварки.
Для студентов специальностей ПГС, ТСК, ТГВ, ГСХ, ВК.
Составители: Зайцев Е.И., доц.
Назим Я.В., доц.
Бусько М.В., асс.
Ответственный за выпуск: Зайцев Е.И., доц.
Рецензенты: Губанов В.В., доц.
Живченко В.С., доц.
Предисловие
В строительстве при возведении новых объектов значительный объем сварочных работ выполняется с использованием газовой сварки: оборудование и сети водоснабжения, вентиляции, теплоснабжения и др. Ремонт тех же сетей и оборудования практически не решается без газовой сварки.
При изготовлении в заводских условиях арматурных изделий (плоских и пространственных) и сборных железобетонных конструкций для выполнения соединений стержней арматуры между собой и к закладным деталям широко используются высокопроизводительные способы контактной сварки.
В данном конспекте лекций приводятся основные сведения о применяемых для газовой и контактной сварки материалах, оборудовании и аппаратуре, технологии сварки.
Содержание конспекта соответствует учебной программе раздела «Сварочные работы в строительстве» дисциплины «Металловедение и сварка в строительстве».
12. Газовая сварка. Материалы, оборудование и технология
12.1. Характеристика. Область применения в строительстве
К газовой сварке относятся способы, при которых нагрев и плавление металла производится высокотемпературным пламенем специальных сварочных горелок. Образуется газовое пламя при сгорании горючих газов в струе кислорода, температура которого для различных газов составляет о 2100 до 3200С. Практически для сварки сталей и алюминиевых сплавов пригодно пламя с температурой 3000С и выше.
Используемое при сварке газовое пламя защищает металл сварочной ванны от вредного воздействия воздуха.
К числу положительных характеристик газовой сварки относятся: простота способа сварки, несложность оборудования и аппаратуры, универсальность, возможность сварки при отсутствии источника электроэнергии. Однако, по сравнению с дуговыми способами сварки, газовая сварка имеет и недостатки: малая производительность; сложность механизации процесса; большая масса металла, нагреваемого до высокой температуры, что приводит к значительным деформациям; часто пониженные механические свойства сварных соединений; ограничение толщины свариваемых деталей.
В промышленном строительстве используют газовую сварку при изготовлении и монтаже стальных конструкций толщиной до 6 мм (в необходимых случаях – до 2025 мм), стальных труб малых и средних диаметров, сварке алюминия, меди, никеля и их сплавов, а также при сварке свинца и ремонтной сварке чугунных изделий.
12.2. Материалы
12.2.1. Горючие газы
Для газовой сварки используют горючие газы: ацетилен, водород, коксовый, природный, городской газы, пропан, бутан и пропан-бутановую смесь, которые обладают высокой теплотворной способностью, доступностью, удобством и безопасностью в работе. Наибольшее применение нашел ацетилен, пламя которого при сгорании в кислороде имеет температуру 31003200 С. Основные свойства горючих газов для сварки даны в таблице 12.1.
Таблица 12.1
Основные свойства горючих газов для газовой сварки
Наименование |
Плотность, кг/м3 |
Максимальная температура пламени в смеси с кислородом, С |
Коэффициент замены ацетилена |
Количество кислорода на 1м3 газа, м3 |
Способ транспортирования и хранения |
Ацетилен
|
1,09 |
31003200 |
1 |
11,3 |
Растворенный в ацетоне под давлением до 1,9 МПа |
Пропан
|
1,88 |
26002750 |
0,6 |
3,43,8 |
В жидком виде в баллонах под давлением 1,6 МПа |
Бутан
|
2,54 |
24002500 |
0,45 |
3,23,4 |
То же |
Пропан-бутан
|
1,95 |
25002700 |
0,6 |
3,53,8 |
То же |
Природный газ (7595% метана) |
0,70,9 |
22002500 |
1,61,8 |
1,62 |
По газопроводу |
Кислород. Газообразный кислород бесцветен, прозрачен, не имеет запаха и вкуса, несколько тяжелее воздуха. Из промышленных способов получения технически чистого кислорода имеют значение два способа:
а) из воздуха – методом глубокого охлаждения;
б) из воды – путем электролиза.
Применяется в основном первый способ как наиболее экономичный. Применяемый для газовой сварки и резки технически чистый кислород должен иметь чистоту не менее 99,2% с ограничением примесей аргона и азота.
В соответствии с ГОСТ 5583-78* для сварки и резки выпускают технический кислород 3-х сортов: 1-ый – с чистотой не менее 99,7%, 2-й – с чистотой 99,5%, 3-ий – с чистотой не ниже 99,2%. Плотность кислорода γ=1,33 г/л(кг/м3).
Хранят и транспортируют кислород в газообразном состоянии в стандартных стальных баллонах под давлением 15 МПа (150 ати) или подают к рабочим местам по трубопроводам под давлением 0,51,6 МПа (516 ати).
Может использоваться и жидкий кислород, который перевозят и хранят в специальных емкостях – танках. Для преобразования его в газообразное состояние необходимо иметь газификатор.
Ацетилен. Основным горючим газом для сварки сталей, дающим высокотемпературное пламя (31503200С), является ацетилен – С2Н2. Помимо высокой температуры пламени преимуществами его являются простота (легкость) получения из карбида кальция (СаС2), удобства перевозки и хранения, легкость и удобство регулирования по ядру пламени. Вместе с тем, ацетилен дефицитен и дорог, весьма взрывоопасен.
Хранят и транспортируют ацетилен в стальных баллонах под давлением (1,51,6 МПа), растворенным в ацетоне. При нормальной температуре и давлении в 1 л ацетона растворяется 23 л ацетилена. При выходе из баллона ацетилен превращается в газ. Технически чистый ацетилен – бесцветный газ с резким чесночным запахом и сладковатым вкусом. Он легче воздуха, вреден при длительном дыхании. Чистый С2Н2 имеет слабый эфирный запах.
Ацетилен становится взрывоопасным:
1) при давлении 0,15 МПа (1,5 ати) и температуре более 580С; чем выше давление, тем меньше температура при которой он становится взрывоопасным;
2) в смеси с воздухом при содержании ацетилена от 2,2 до 82% и в смеси с кислородом при содержании от 2,3 до 93%; наиболее взрывоопасны смеси, соответственно содержащие 713% и около 30% ацетилена;
3) образующиеся ацетиленистая медь или ацетиленистое серебро, которые взрываются при ударе или повышении температуры.
4) взрывы могут произойти и в результате полимеризации ацетилена при температуре 200300С, когда ацетилен превращается в бензол и др. соединения.
Карбид кальция. В промышленных масштабах ацетилен получают в основном из карбида кальция при взаимодействии его с водой. Карбид кальция – продукт плавления извести и кокса в электропечах при температуре 19002300С – представляет собой твердое кристаллическое вещество, весьма тугоплавкое. Бурно реагируя с водой, он выделяет много тепла и образует гашеную известь –
СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2 + Q
Из 1 кг товарного карбида кальция получается 230280 л ацетилена, 1,154 кг гашеной извести и выделяется 400450 кал. тепла.
Поэтому, во избежание перегрева ацетилена на разложение 1 кг карбида расходуется 520 л воды.
Товарный карбид выпускается в виде кусков размером от 2 до 80 мм, пылевидные фракции допускаются в пределах не более 3%.
Ввиду большого поглощения паров воды из воздуха карбид кальция поставляют в герметически укупоренных стальных цилиндрических барабанах емкостью 100130 кг. Открывать их следует специальными ключами или латунным зубилом во избежание взрыва ацетилена, который может скопиться от проникновения влаги через неплотности и дыры в таре. Хранят карбид кальция в сухом, хорошо проветриваемом помещении.
Прочие горючие газы и пары. Кроме ацетилена в качестве горючего могут быть использованы пропан-бутановая смесь, водород и природный газ с температурой пламени соответственно 2400, 3200, 2200С.