1.6 Выбор сварочных материалов

Присадочный материал и другие вещества, используемые при газовой сварке, с целью получения непрерывного, неразъемного соединения, удовлетворяющего определенным требованиям, принято называть сварочными материалами. К сварочным материалам, при выполнении газовой сварки относятся:

• сварочная проволока;

• кислород;

• ацетилен.

Указанные материалы должны обеспечить требуемые геометрические размеры, свойства сварного шва; хорошие условия ведения процесса сварки; высокую производительность и экономичность процесса, необходимые санитарно-гигиенические условия труда при их производстве и сварки.

От правильно выбранных материалов для сварки: сварочной проволоки, газа и т.д., зависит прочность сварных соединений, работоспособность при различных нагрузках в процессе эксплуатации конструкции в целом.

1.6.1 Сварочная проволока

Для заполнения зазора между кромками свариваемого металла и образования валика шва в сварочную ванну вводят присадочный металл в виде проволоки.

Сварочная проволока перед сваркой должна быть тщательно очищена от краски, масла, ржавчины и других загрязнений

Электродная проволока при газовой сварке является одним из основных элементов определяющих качество шва.

Сварочную проволоку использовал марки Св-12ГС.

• Св - сварочная проволока

• 12- содержание углерода 0,12%

• Г - содержание марганца до 1%;

• С – содержание кремния до 1 %.

Химический состав сварочной проволоки представлен в таблице 4.

	Химический состав, %
Марка	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	S	P
							Не более
Св-12ГС	до 0,12	до 0,03	0,35-0,60	До 0,12	До 0,25	-	0,03		0,03

Таблица 4 Химический состав электродной проволоки Cв-08А.

2. 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 трех сортов:

I сорт – с чистотой не менее 99,7%;

II сорт – с чистотой 99,5%,

III сорт – с чистотой не ниже 99,2%.

Хранят и транспортируют кислород в газообразном состоянии в стандартных стальных баллонах под давлением 15 МПа (150 атм) или подают к рабочим местам по трубопроводам под давлением 0,5.

Может использоваться и жидкий кислород, который перевозят и хранят в специальных емкостях – танках. Для преобразования его в газообразное состояние необходимо иметь газификатор.

При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с органическими веществами, маслами, жирами, угольной пылью, горючими пластмассами может произойти их самовоспламенение в результате выделения теплоты при быстром сжатии кислорода, трении и ударе твердых частиц о металл, а также электростатического искрового разряда. Поэтому при использовании кислорода необходимо тщательно следить за тем, чтобы он не находился в контакте с легковоспламеняющимися и горючими веществами.

Всю кислородную аппаратуру, кислородопроводы и баллоны необходимо тщательно обезжиривать. Кислород способен образовывать в широких пределах взрывчатые смеси с горючими газами или парами жидких горючих, что также может привести к взрывам при наличии открытого огня или даже искры.

Чистота кислорода имеет большое значение для кислородной резки. Чем меньше содержится в нем газовых примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше расход кислорода.

1.6.3. Ацетилен

Для процессов газопламенной обработки применяются различные горючие газы и пары жидких горючих (керосина и бензина), при сгорании которых в кислороде образуется высокотемпературное пламя. По химическому составу эти горючие, за исключением водорода, представляют собой либо углеводородные соединения, либо смеси различных углеводородов, причем в последнем случае в качестве составляющих, обычно входит водород, окись углерода и негорючие примеси.

Преимущественное применение для газопламенной обработки получил ацетилен С₂Н₂, являющийся наиболее эффективным, а также универсальным горючим. Однако все большее значение, в первую очередь для процессов, не требующих нагрева металла до температуры плавления, приобретают более дешевые горючие газы, называемые заменителями ацетилена: пропан, бутан и их смеси, коксовый газ, природные и городские газы и др., а также жидкие горючие.

Степень пригодности и экономическая целесообразность применения отдельных горючих для газопламенных работ определяются в основном следующими их свойствами:

1) низшей теплотворной способностью (теплотворностью);

2) удельным весом газа;

3) скоростью воспламенения и температурой пламени;

4) теоретическим, оптимальным и рабочим соотношениями между кислородом и горючим в смеси;

5) тепловой мощностью и удельным тепловым потоком пламени;

6) удобством и безопасностью при получении, транспортировке и использовании.

Технический ацетилен, применяемый для газопламенной обработки, в нормальных условиях представляет собой горючий бесцветный газ с резким запахом, объясняемым наличием примесей, в частности сернистого водорода H₂S и фосфористого водорода РН₃, образующихся при получении ацетилена из карбида кальция в результате разложения содержащихся в нем примесей - сернистого кальция CaS и фосфористого кальция Са₃Р₂. Примеси повышают взрывоопасность ацетилена и делают его вредным для здоровья.

В жидком и твердом виде ацетилен в технике не применяется ввиду крайней взрывчатости.

Взрыв ацетилена может иметь место и при температуре ниже 500° С, но в присутствии катализаторов: окиси алюминия при 490° С, медной стружки - 460° С, окиси железа - 280° С, окиси меди - 240° С. Таким образом, наиболее активными катализаторами являются окись меди и окись железа.

При длительном соприкосновении влажного ацетилена с металлической медью и ее окислами образуется ацетиленид меди СuС₂, легко взрывающийся (в сухом виде) при перегреве, трении или ударе. По этой причине для ацетиленовой аппаратуры допускается применение сплавов меди лишь при содержании ее не более 70%.

Взрываемость ацетилена увеличивается при смешении его с газами, вступающими с ним в реакцию.

Одним из важных свойств ацетилена является хорошая его растворимость в некоторых жидкостях, в частности в ацетоне. При 20°С один объем технического ацетона растворяет около 20 объемов ацетилена при атмосферном давлении, а при избыточном давлении растворимость возрастает пропорционально давлению. Это свойство ацетилена используется для транспортировки ацетилена в баллонах, в которые в определенном количестве вводится ацетон. В воде при нормальных условиях растворяется 1,15 объема С₂Н₂ на 1 объем Н₂0.

Технический ацетилен получается двумя способами:

1) из карбида кальция;

2) из углеводородных продуктов, содержащихся в природных газах, нефти, газах от переработки угля и торфосланцев.

Для газопламенной обработки пока большее значение имеет первый (карбидный) способ, известный уже около столетия. 

Процесс разложения карбида кальция протекает неравномерно: вначале реакция идет очень активно, с бурным выделением ацетилена, а затем скорость ее снижается, что объясняется уменьшением поверхности кусков карбида кальция и образованием на них корки извести, препятствующей доступу воды.

Скорость разложения карбида кальция зависит от его чистоты, грануляции, а также от чистоты и температуры воды.

С уменьшением размеров кусков скорость разложения возрастает, а частицы мельче 2 мм (пыль) разлагаются почти мгновенно, поэтому пыль нельзя применять в обычных генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде, так как это может привести к взрыву.

Карбид кальция хранится и транспортируется в герметично закупоренных барабанах из кровельной стали двух размеров - на 100 и 130 кг карбида.