7.3. Основы технологии газовой сварки металлов

Для образования пламени необходимо сначала приоткрыть вен­тиль кислорода, а затем ацетилена. Этим достигается подсос ацетилена в инжекторную камеру горелки и обеспечение безопасности ра­бот.

Выбор диаметра присадочной проволоки зависит от толщины свариваемого металла и от способа сварки. Например, при правом способе сварки d=S/2, при левом способе - d = S/2 + 1. Практически при толщине свариваемого металла более 16 мм используют прутки диаметром 8 мм. Материал присадочной проволоки должен соответствовать свариваемому металлу.

Процесс газовой сварки заключается в том, что пламенем горелки доводят кромки свариваемых деталей до плавления и затем вводят в образовавшуюся жидкую ванну конец присадочной проволоки, которая расплавляется. Шов образуется позади движущейся горелки при затвердевании расплавленного металла сварочной ванны.

При сварке в правой руке сварщик держит горелку, а в ле­вой - присадочную проволоку. Пламя горелки следует направлять так, чтобы кромки металла находились в восстановительной зоне пламе­ни на расстоянии 2-6 мм от конца ядра.

Нельзя касаться поверхности расплавленного металла ядром пламени, так как это вызовет науглероживание. Конец присадочной проволоки должен находиться в восстановительной зоне пламени или в ванне. Скорость нагрева регулируется изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемого металла.

Скорость перемещения сварочной горелки должна быть такой, чтобы обеспечить расплавление обеих кромок свариваемых деталей о одновременным расплавлением присадочной проволоки.

Различают два способа сварки: правый и левый.

Левый способ применяют при сварке тонких деталей или из легкоплавких металлов. Горелку перемещают справа налево, а присадоч­ную проволоку впереди пламени, которое направлено на еще несваренный участок металла. При этом способе не полностью используется тепло пламени, хуже защита расплавленного металла от воз­духа, меньше производительность.

Правый способ отличается тем, что горелку перемещают слева направо, а присадочную проволоку - вслед за горелкой. Пламя нап­равлено на уже сваренный участок шва, поэтому лучше защищается шов от воздействия воздуха и более полно используется тепло пламени. Угол раскрытия шва вместо 90° может быть 60 - 70° , что дает эко­номию металла и уменьшает коробление. Скорость сварки на 10 - 20% выше, а экономия газов составляет 10 - 15%. Правым способом свар­ки модно сваривать сталь толщиной До 6 мм без разделки кромок. Правая сварка целесообразна при сварке толстого металла с раздел­кой кромок или с высокой теплопроводностью.

7.4. Сущность термической резки металлов

Резка металлов подразделяется на резку окислением и резку плавлением. При резке окислением металл сгорает в струе кислоро­да, а образующиеся жидкие окислы под действием силы тяжести и давления кислорода удаляются из щели реза наружу. При резке плав­лением металл плавится, а затем удаляется из зоны резки.

К резке окислением относятся виды кислородной резки, а к резке оплавлением - дуговой и плазменной.

7.4.1. Кислородная резка

Кислородной резкой обрабатываются металлы у которых:

1. температура плавления металла выше температуры воспламенения его в кислороде и выше температуры плавления окислов, образующихся в процессе резки;

2. тепловыделения при образовании окислов металла достаточны для прогрева глубинных слоев металла (до температуры воспламенения), так как подогревающее пламя резака выделяет только 5-30% теплоты от всего количества, необходимого для процесса резки;

3. жидкотекучесть окислов и шлаков достаточна для удаления их из полости реза динамическим напором режущей струи кислорода;

4. теплопроводность металла невысокая, чем обусловливается быстрый и концентрированный его нагрев.

Указанными свойствами в значительной степени обладают низкоуглеродистые стали. Температура плавления стали около 1530° С, а температура воспламенения в струе кислорода составляет 1350 - 1360° С. Температура плавления образующихся при резке окислов около 1350 - 1400°С, при этом выделяемое количество теплоты достаточно для необходимого нагрева участков металла по всей глубине реза; жидкотекучесть окислов позволяет удалять их из полости реза струей кислорода.

Рис. 7.5. Схема процесса резки металла

Смесь горючего газа с кислородом выходит из зазора между внутренним и наружным 4 мундштуками и сгорает, образуя подогре­вательное пламя 5. Когда металл нагреется до температуры воспла­менения, по осевому каналу внутреннего мундштука 1 подается струя режущего кислорода 2 высокого давления. Начинается горение металла с выделением тепла, количество которого в 6 - 8 раз боль­ше, чем от подогревающего пламени. Горение быстро распространяет­ся в глубину на всю толщину металла 3, прожигая в нем сквозное отверстие . Струя кислорода выходит наружу и выталкивает шлаки 6, Подогревающее пламя не выключают, так как тепла может не хватить.

Кислородной резке достаточно хорошо поддаются низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и низколегированные стали при содержании углерода до 0,3%.