Характеристика стального литья.

Стальное литье характеризуется высокими механическими свойствами: большой прочностью, высоким сопротивлением усталости, хорошими обрабатываемостью, свариваемостью и др.

Этим способом отливки получают путем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением.

Разовые выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах из модельных составов, состоящих из двух или более легкоплавких компонентов (парафина, жирных кислот, церезина и др.).

Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-формы. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в модельные блоки с общей литниковой системой. В один блок объединяют 2-100 моделей.

Керамическую суспензию приготовляют тщательным перемешиванием огнеупорных материалов (пылевидного кварца, электрокорунда и др.) со связующим — гидролизованным раствором этил-силиката.

Формы по выплавляемым моделям изготовляют погружением модельного блока в керамическую суспензию, налитую в емкость с последующей обсыпкой кварцевым песком в специальной установке. Затем модельные блоки сушат 2—2,5 ч на воздухе или 20—40 мин в среде аммиака. На модельный блок наносят четыре—шесть слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.

Модели из форм удаляют выплавлением в горячей воде. Для этого их погружают на несколько минут в бак, наполненный водой, которая устройством нагревается до температуры 80—90 °С .

После охлаждения отливки форма разрушается. Отливки на обрезных прессах или другими способами отделяются от литников и для окончательной очистки направляются на химическую очистку в 45 %-ном водном растворе, нагретом до температуры 150 °С. После травления отливки промывают проточной водой, сушат, подвергают термической обработке и контролю.

Стальное литье обеспечивает:

- сравнительную равномерность строения в различных частях отливки и благодаря этому равномерное сопротивление деформации;

- распределение металла в различных частях изделия, облегчающее получение минимальной массы конструкции при удовлетворении требуемых механических свойств;

- достижение многих физических и механических свойств изделия, иногда даже более высоких, чем в стальных изделиях, полученных путем пластической обработки;

- возможность упрощенной и дешевой механической обработки, так как отливка имеет размеры и конфигурацию, более приближенные к готовому изделию, чем поковка;

- хорошую свариваемость, позволяющую получать сложные по конфигурации изделия комбинированным путем из сварных и литых элементов конструкции;

- возможность массового производства с высокоразвитой механизацией и получением изделий с идентичными размерами и свойствами;

- рентабельность производства и даже дешевизну его в некоторых условиях.

Изготовление корпуса

Газовые редукторы предназначены для снижения давления газа Б баллоне с 50-150 атм до рабочего давления, которое принято для аргона равным примерно 0,5 атм, а для СО₂-0,5-2,5 атм. Редукторы обеспечивают постоянное заданное рабочее давление газа.

Рис. 3. Схема газового редуктора У-30 для углекислого газа

1 - накидная гайка, 2, 8 - манометры, 3 - мембрана, 4 - винт регулировочный, 5 - пружина, 6 -игла, 7 - камера низкого давления, 9, 13 - калиброванные отверстия, 10 - канал, 11 - клапан, 12 - штуцер, 14 - предохранительный клапан, 15 - пружина, 16 - клапан, 17 - седло, 18 - подогреватель

Принцип работы газового редуктора

При сварке расход газа сравнительно невелик. Поэтому применяют редукторы обратного действия, с малой пропускной способностью (до 4-5 м/ч), с минимальной ценой деления шкалы манометра низкого давления и с наиболее чувствительным регулированием. Обычно используют либо кислородные редукторы типа РК-53Б с замененным манометром низкого давления, либо специальные редукторы. Для сварки с СО₂ применяют редукторы ДЗД-1-59М или У-30 (рис. 3). Редуктор присоединяется к баллону накидной гайкой 1. Давление газа в баллоне измеряется манометром 2. В исходном положении выход газа из камеры закрыт клапаном 16, прижатым к седлу 17 запорной пружиной 15. Усилие прижатия клапана регулируется степенью натяжения противодействующей пружины 5, связанной с клапаном 16 через мембрану 3 и иглу 6. При отсутствии сжатого газа в камере 7 игла создает дополнительное давление на клапан 16 и открывает его. Газ через камеру 7 поступает в газовый канал и горелку. При повышении давления в камере 7 сверх заданного мембрана 3 сожмет пружину 5, вследствие чего клапан 16 закроется. При отборе газа давление в камере 7 понизится и клапан откроется опять. Таким образом, величина рабочего давления зависит от степени сжатия пружины 5, которая может регулироваться винтом 4. Для предотвращения подачи потребителю газа давлением выше 3 атм на редукторе установлен клапан И предельного давления. Кроме того, на корпусе редуктора установлен предохранительный клапан 14, препятствующий повышению давления в рабочей камере более 18 атм.

Редуктор У-30 снабжен подогревателем газа 18, состоящим из нагревательного элемента и терморегулятора, периодически отключающего нагревательный элемент при перегреве..

Осушители газа

В баллоне или цистерне с CO₂ часто содержится значительное количество влаги, оставшейся после промывки (до 500 мл. воды на баллон). Влияние влаги сказывается тем больше, чем ниже давление газа в баллоне или цистерне. Для снижения содержания влаги в защитном газе пользуются газовыми осушителями. Газовый осушитель это сосуд который содержит влагопоглатительные вещества рис.1

Рис. 1 Схема осушителей газа а) высокого давления, б) низкого давления 1-корпус, 2-фильтр, 3-влагопоглатитель, 4-штуцер, 5-валагопоглатитель, 6-решетка, 7-камера

Существуют осушители высокого (рис. 1, а) и низкого (рис. 1, б) давления, устанавливаемые соответственно перед редуктором или после него. Влагопоглотителями служат силикагель (двуокись кремния), алюмогель, медный купорос или хлористый кальций.

Влагопоглотитель перед загрузкой в осушитель прокаливается в течение нескольких часов при температуре 250-300° С для удаления влаги.

Осушители высокого давления не нашли широкого применения вследствие малого количества содержащегося в них влагопоглотителя. Громоздкие осушители низкого давления целесообразно применять, главным образом, при централизованной газовой разводке.

Подогреватель газа применяется только при сварке в углекислом газе. Выходя из баллона, углекислота испаряется, при этом поглощает тепло, вследствие чего температура газа значительно понижается. При сравнительно большом расходе СО₂возможно замерзание содержащейся в нем влаги и закупорка редуктора.

Рис. 2. Схема подогревателя углекислого газа: 1- корпус, 2 - изолятор, 3 - нагреватель

Поэтому углекислый газ, выходящий из баллона, рекомендуется подогревать. Для этого служит герметичный сосуд 1 (рис. 2), внутри которого расположен керамический изолятор 2 и электрический нагреватель 3, питаемый обычно от электрической схемы сварочного аппарата.

Иногда подогреватели снабжают терморегулятором, поддерживающим постоянную температуру газа. Для этого последовательно с нагревателем включен размыкатель, содержащий биметаллическую пластину. При нагреве выше заданной температуры, вследствие неодинакового линейного расширения слоев биметаллической пластины, она изгибается, выключая контакты подогревателя.

.

Газовые расходомеры

Расходомеры служат для измерения расхода газа. При сварке в защитных газах применяют расходомеры поплавкового и дроссельного типа. Расходомер поплавкового типа - ротаметр (рис. 5, а) состоит из стеклянной трубки 1 с коническим отверстием. Трубка располагается вертикально, широким концом отверстия вверх. Внутри трубки помещен легкий поплавок 2, который может свободно в ней перемещаться. При прохождении газа снизу вверх он поднимает поплавок до тех пор пока зазор между ним и стенкой трубки не достигнет величины, при которой напор струи газа уравновешивает вес поплавка. Чем больше расход газа и чем больше его плотность, тем выше поднимается поплавок. Ротаметр снабжен шкалой 5.

Каждый ротаметр снабжается графиком, по оси абсцисс которого отложены деления шкалы ротаметра, а по оси ординат соответствующий расход газа при заданном давлении (рис. 4). Эти графики строятся путем пересчета характеристики ротаметра, определяемой заводом-изготовителем применительно к расходу воздуха при 1 атм. Расход используемого газа Q_г л/мин определяется по формуле:

где Q_o - расход воздуха в л/мин при 1 ат для данного ротаметра по его паспорту; Р_г- рабочее давление газа; Р_о - давление воздуха равное 1 ат: γ - плотность воздуха при 20° С, кг/м³; γ₁ - плотность используемого газа кг/м³.

Рис. 4. График расхода аргона и гелия

Рис. 5. Схемы расходомеров газа а - поплавковый, б - дроссельный; 1 - трубка, 2 - поплавок, 3 - диафрагма, 4 - манометр, 5 - шкала

Расходомер дроссельного типа (см. рис. 5, б) построен на принципе измерения перепада давлений до и после дросселирующей диафрагмы 5. Перепад давлений на участках до и после диафрагмы зависит от расхода газа и замеряется манометрами 4.

О расходе газа с достаточной для сварки точностью можно судить по показаниям манометра низкого давления кислородного редуктора. Для этого на выходе редуктора устанавливают дроссельную шайбу с небольшим калиброванным отверстием. Скорость истечения газа через калиброванное отверстие, а следовательно, и расход газа будут пропорциональны давлению в рабочей камере редуктора. В редукторе У-30 и других манометр 8 (см. рис. 3) показывает непосредственно расход газа, а не давление в рабочей камере. В связи с этим редуктор снабжен двумя дюзами с отверстиями 9 и 13 разного диаметра. Поворотом корпуса клапана 11 предельного давления устанавливают канал 10 против соответствующей дюзы. Каждому положению канала 10 соответствует шкала на манометре 8.