3.7. Технология газовой сварки

Газовая сварка сравнительно проста, не требует сложного оборудования, источника электроэнергии и может выполняться в полевых условиях.

Недостатком ее по сравнению с дуговой является меньшая скорость нагрева металла и большая зона теплового воздействия на металл. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление свариваемых деталей больше. Производительность снижается с увеличением толщины металла, поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6 мм менее производительна, чем дуговая сварка. Стоимость ацетилена и кислорода выше стоимости электроэнергии. К недостаткам ее относится взрывоопасность.

Газовой сваркой можно выполнять нижние горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Наиболее часто газовой сваркой выполняют стыковые соединения, реже – угловые и торцовые. Не рекомендуется выполнять соединение внахлестку и тавровые, так как они требуют интенсивного нагрева металла и сопровождаются повышенным короблением.

Пламя горелки направляют на свариваемый металл так, чтобы кромки металла находились в восстановительной зоне на расстоянии 2-6 мм от конца ядра. Касаться расплавленного металла концом ядра нельзя, так как это вызывает науглероживание его. Конец присадочной проволоки также должен находиться в восстановительной зоне.

Скорость нагрева металла при газовой сварке можно регулировать, изменяя угол наклона мундштука к поверхности металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла передается от пламени металла к тем быстрее он будет нагреваться. При сварке толстого или хорошо проводящего металла, например, меди, угол выбирают большой (60-80°), а при сварке тонких и легкоплавких, например, свинца – малый (10 °).

Различают два способа ведения сварочного процесса – правый и левый. Сущность правого способа состоит в том, что пламя горелки перемещается слева направо и направлено на горячий металл шва, а присадочная проволока движения – позади горелки (рис. 3.5,б).

Угол раскрытия кромок в этом случае берется равным не 90°, а 60-70°, что снижает вес наплавленного металла, сокращает расходы газов (на 15-25%) и время сварки (на 20-25 %), а также уменьшает деформацию металлов.

Этот метод применяется при сварке металла толщиной более 5 т, а также металлов с высокой теплопроводностью. При правой сварке расплавленный металл защищен пламенем, что уменьшает окисление и создает хорошие условия для кристаллизации, поэтому качество шва высокое. При правой сварке толщина присадочной проволоки берется равной половине толщины свариваемого металла.

(3.11)

Левый способ сварки отличается от правого тем, что пламя горелки перемещается справа налево и направлено на холодный металл, а присадочная проволока движется впереди, горелки. Левый способ применяется при сварке листов на легкоплавких металлах и их сплавов толщиной до 4 мм и вертикальных швов (риc.3.5.а).

Диаметр присадочной проволоки при левом способе сварки выбирают по уравнению:

(3.12)

где, – толщина свариваемого металла.

а

б

Рис. 3.5 а – правый; б – левый способ газовой сварки

(1 – момент сварки, 2 – схема движения мундштука, 3 – углы наклона мундштука и проволоки)

При газовой сварке окислы некоторых металлов, например, магния, алюминия, цинка, не могут быть восстановлены средней зоной пламени, поэтому для связывания их применяются флюсы. Кислые флюсы – бура (Na₂B₄O₇); бура с борной кислотой (H3BO₃) или борный ангидрид (BO₃) применяются при сварке меди и ее cплавов. Для флюсования окислов кислотного характера, например, двуокиси кремния, применяются соединения, дающие основные окислы. С этой далью обычно применяются сода Na₂СO₃ и поташ K₂СO₃, дающие соответственно в зоне сварки основные окислы Na₂O и K₂O. Для сварки чугуна используют флюс из смеси Na₂B₄O₇ и Na₂СO₃

Флюсы для сварки алюминия обычно состоят из смеси фтористых хлористых солей лития, калия, натрия и кальция NaCl, KCl, LiCl, CaCl₂, NaF, KF, CaF₂. Сварка углеродистых сталей осуществляется без флюсов.

Флюсы вводятся в пламя в виде порошков или паст, которые наносят на кромки металла. Это затрудняет процесс автоматизации. Газофлюсовая сварка позволяет автоматизировать процесс. Она заключается в том, что пары флюса (эфир борной кислоты (OCH₃)3) вместе с ацетиленом в определенном соотношении автоматически подаются в обычную горелку, где, сгорая в пламени, образуют флюсующий агент – борный ангидрид, который связывает трудно восстанавливаемые окислы.

Таблица 3.4

Конструктивные элементы подготовленных кромок