4.4 Методичні вказівки

Дана лабораторна робота виконується фронтально. Підгрупа студентів отримує завдання з вибору режиму зварювання і газорізання, ознайомлюється з робочим місцем газозварювальника, інструментом і обладнаннями, вивчає будову і роботу ацетиленового генератора, кисневого редуктора, водяного затвора, інжекторного пальника і газового різака встановлює теплову потужність газозварювального полум'я, вибирає потужність пальника, вид зварювального полум'я, спосіб зварювання та кут нахилу пальника, відповідний присадочний матеріал та флюс.

Практична частина роботи складається з трьох етапів: підготовки ацетиленового генератора до роботи, вибору режиму зварювання, різання та відпрацювання техніки зварювання та різання металів.

Для підготовки ацетиленового генератора необхідно:

1.3няти з генератора кришку 1 (рисунок 4.1) та від’єднати піддон 5 від корзини 4.

2.3алити воду у генератор до рівня контрольного штуцера 7. Далі встановити на штуцер пробку.

3. Завантажувати без втрамбування та струшування карбід кальцію (небільш ніж 3,5 кг) в суху та очищену від осаду корзину так, щоб шматки карбіду дрібної грануляції утворювали на піддоні 5 шар товщиною 30...50 мм. При низькій витраті ацетилену необхідно завантажувати в корзину тільки потрібну кількість карбіду кальцію.

4. Встановити піддон 5 на корзину 4.

5. Опустити завантажену карбідом корзину 4 в горловину та ущільнити кришкою 1 за допомогою траверси 3 та гвинта 2.

6. Відкрити вентиль 10. Відтягнути важіль клапана запобіжника для запобігання прилипанню мембрани, а потім відпустити його.

7. Продути ацетиленом шланги та зварювальний інструмент протягом 1 хв.

8. Спостерігати за тиском ацетилену в генераторі за манометром 11.

9. Після повного розпаду карбіду кальцію провести перезарядку генератора.

10.Після закінчення роботи промити корзину, газоутворювач та промивач від осаду, злити конденсат зі шланга, встановити кришку 1 на генератор та ущільнити ії.

Для отримання якісного зварювального шва необхідно обрати потужність пальника, вид зварювального полум'я, спосіб зварювання, кут нахилу пальника, відповідний присадочний матеріал та флюс. У зв'язку з цим необхідно:

1. Розрахувати теплову потужність газозварювального полум'я за емпіричною формулою

де Р – витрати ацетилену, см³/год;

А – коефіцієнт, що встановлюється за дослідами залежно від фізико-хімічних властивостей зварювальних матеріалів: для нержавіючої сталі А=70...80; для вуглецевої сталі та чавуну А = 100...120; для міді А = 150; для алюмінію А = 75 см³ /год ; δ – товщина зварювального металу, мм.

2 .За потужністю полум'я визначають номер наконечника зварювального пальника.

3. Для зварювання металу товщиною менше 10 мм, щоб вибрати діаметр присадочного дроту використовують емпіричну формулу: d = δ/2 + 1. Якщо товщина зварювального металу більше 10 мм, то діаметр дроту беруть рівним 5мм. При газовому зварюванні як присадочний матеріал застосовують дріт або прутки, близькі за хімічним складом до зварюваного металу.

4. Визначити потужність пальника залежно від товщини та теплопровідності зварюваного металу. Для зварювання металу з високою теплопровідністю обирають наконечник з білшою витратою газу.

5. Визначити спосіб зварювання. Якщо товщина зварюваного металу до 3 мм, застосовують лівостороннє зварювання, при якому пальник рухається справа наліво (рисунок 4.4а). Присадочний дріт 1 знаходиться зліва від пальника 2 та пересувається попереду полум'я. Якщо товщина металу понад 5 мм, застосовують правостороннє зварювання (рисунок 4.4б). Пальник 2 рухається попереду зварювального дроту 1 зліва направо. Правостороннє зварювання збільшує продуктивність на 20-25 % при меншій витраті ацетилену на 15-20%.

Рис.4.4 – Способи газового зварювання

а – лівосторонній; б – правосторонній

6. Обрати кут нахилу пальника до зварювальної поверхні залежно від товщини металу. При збільшенні товщини зварювального металу потрібна більша концентрація теплоти та відповідно більший кут нахилу пальника (рисунок 4.5). Горизонтальні та сталеві шви звичайно виконують правостороннім способом зварювання, що забезпечує глибоке проплавлення, а вертикальні – лівостороннім способом знизу вгору.

7. Для утворення полум'я в пальнику необхідно трохи відкрити кисневий вентиль, а потім ацетиленовий вентиль і суміш, що утворилася, запалити.

8. Для гасіння пальника потрібно спочатку закрити ацетиленовий вентиль, а потім кисневий вентиль.

Рис.4.5 – Кути нахилу пальника при різній товщині металу

9. Регулюючи подачу кисню та ацетилену, домогтися утворення полум'я, що характеризується наявністю трьох зон (рисунок 4.6).

Рис.4.6 – Будова зварювального ацетиленокисневого полум’я

І – зона виходу з сопла пальника; ІІ – ядро полум’я; ІІІ – зона кінця ядра; ІV – відновлювальна зона; V – факел; VІ – хвостова частина факела

В середній частині полум'я (ядрі) відбувається поступове нагрівання до температури запалювання газової суміші, що виходить з мундштука.

У відновлювальній (зварювальній) зоні згорає ацетилен за рахунок первинного кисню, який входить до складу газової суміші. Температура в цій зоні найвища. Зона V, в якій за рахунок атмосферного кисню проходить друга стадія згорання ацетилену, називається факелом. Киснево-ацетиленове полум'я може бути нейтральним або нормальним відновлювальним, якщо відношення газів О₂:С₂Н₂ = 1/1,2. Таким полум'ям зварюють більшість металів та сплавів. При надлишку кисню, тобто відношення О₂:С₂Н₂ > 1, полум'я набуває блакитного кольору, де полум'я зменшується, набуваючи гострої форми. Таке полум'я називається окислювальним, і його застосовують тільки для зварювання латуні При надлишку ацетилену (О₂:С₂Н₂ < 1) полум'я стає кіптявим, ядро видовжується, полум'я втрачає різкий контур і набуває червоного відтінку. Таке полум'я називають окисленим та застосовують для зварювання чавуну, кольорових металів, наплавлення швидкоріжучих сталей та твердих сплавів.

9. Перед зварюванням необхідно прогріти зварювану ділянку полум'ям пальника до утворення рідкої зварювальної ванни. Після цього в неї ввести кінець присадочного дроту, який, розплавляючись, утворює шов; виконати зварювання встик в нижньому положенні. Для зварювання міді та її сплавів застосовують кислі флюси (бура та бура з борною кислотою), а для зварювання алюмінію та його сплавів – безкисневі флюси на основі фтористих та хлористих солей літію, калію, натрію та кальцію.

10. Газове різання застосовують тільки для тих металів, температура плавлення яких вища за температуру підпалювання в кисні, а температура розплаву їх оксидів нижча. Найкраще піддаються різанню залізо та маловуглецева сталь. Різання евтектоїдних та заевтектоїдних сталей досить важке. Вміст легуючих домішок в сталі не повинен перевищувати 5%. Чавуни, мідні та алюмінієві сплави не піддаються звичайному різанню, оскільки температура підпалювання чавуна рівна температурі плавлення, а високолеговані сталі, мідні та алюмінієві сплави мають високу теплопровідність.

Обравши для різання в залежності від металу необхідний мундштук до універсального різака, вирізати фасонну заготовку, а також різанням кисневим списом пропалити отвір.