Г осударственное автономное профессиональное образовательное

учреждение Тюменской области

ГАПОУ ТО «Тюменский колледж транспортных технологий и сервиса»

Р Е Ф Е Р А Т

Специальность 22.02.06 Сварочное производство

Тема: «Технология газовой сварки».

Выполнил: студент 1 курса, группа ….

Проверил: преподаватель _______________________Тихонов К.В.

Тюмень, 2017г

С ОДЕРЖАНИЕ

Введение 1

Свойства кислорода 4

Кислородные баллоны рампы 6

Основные свойства защитных газов 9

Редукторы для сжатых газов 13

Аппаратура для газопламенной обработки 22

Реакции в расплавленном металле при сварке 27

Технология газовой сварки плавлением 28

Сварка углеродистых сталей 33

Сварка легированных сталей 36

Сварка чугуна 40

Сварка меди 42

Сварка алюминия и его сплавов 44

Профилактический осмотр и ремонт 47

Техника безопасности при газопламенной обработке 49

Неисправности газовых горелок 52

Литература 54

Введение

Значительное место в сварочном производстве занимает обработка материалов газовым пламенем. Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных соединений, по свойствам подобных свариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу.

Свойства твердых тел, в том числе и механические (прочность, упругость, пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т. е. связями межмолекулярного, меж- частичного (межатомного, ионного) взаимодействия. В металлах, которые относятся к твердым кристаллическим телам, внутренние связи определяются единым энергетическим полем ионизированных атомов (находящихся в узлах кристаллической решетки) и по­движных электронов. Группы атомов, расположенных с определенной ориентацией кристаллической решетки, образуют отдельные зерна или кристаллы металла. По границам между зернами кристаллическая решетка, как правило, искажена. Большинство металлов являются поликристаллическими телами, свойства которых определяются как свойствами самих зерен, так и свойствами границ между зернами.

Для получения в сварном соединении таких же энергетических связей, как и в свариваемом материале, необходимо пограничные слои узлов кристаллической решетки одной свариваемой детали приблизить к пограничным слоям решетки другой на такие рас­стояния, при которых между ними возникает единое энергетическое поле. В ряде случаев такое состояние может быть получено с помощью промежуточного добавочного материала, который должен установить подобные связи с пограничными слоями обеих свариваемых частей.

Д ля других материалов также существуют определенные области таких режимов. Исходя из этого, все способы сварки можно классифицировать как способы сварки давлением (прессовые) и плавлением. Материалы, которые даже при высоких темпера­турах почти не имеют пластичного состояния (например, чугуны), практически могут свариваться только плавлением. Газопламенные методы обработки, несмотря на значитель­ные энергетические преимущества электрических способов обработки (электросварки, электрометаллизации и др.), обладая значительной технологической гибкостью, находят все большее применение.

Местный нагрев для выполнения различных операций газопламенной обработки наиболее эффективен, когда он максимально локализован, т. е. когда источник тепла нагревает только минимально необходимый для выполнения операции объем материала. В этом случае потери тепла за счет теплопроводности нагреваемого материала (особенно большие в теплопроводных металлах), будут относительно уменьшаться.

В связи с тем, что при газопламенной обработке нагрев осуществляется теплопередачей через контакт нагреваемого материала с более нагретым газовым потоком, эффективность этого процесса качественно определяется степенью превышения температуры газа над температурой нагреваемого материала. Это оце­нивается температурным коэффициентом полезного действия

где — максимальная температура газового потока;

— необходимая максимальная температура для нагреваемого материала.

Естественно, что при относительно непродолжительном кон­такте газов и нагреваемого материала полного уравнивания температур в месте контакта не произойдет, и отходящие газы будут иметь температуру большую, чем . Тогда эффективность нагрева с учетом уноса перегретых газов при приближении на­греваемого материала к необходимой максимальной температуре

б удет определяться подобным же коэффициентом , учитыва­ющим это несовершенство теплопередачи:

В случае, если = , коэффициент равен нулю, и необходимого нагрева достигнуть не удается.

Для нагрева тугоплавких металлов (например, железа) до температуры плавления примерно равна 1900—2000° С. Следовательно, для того чтобы нагреть железо до температуры плавления, пламя должно иметь температуру выше 2000° С. Для нагрева железа (или другого материала) до менее высокой температуры соответственно будет ниже. Тогда для 0 окажется допустимой более низкая температура пламени .

Наиболее универсальным источником нагрева для всех видов газопламенной обработки будет пламя, температура которого выше 2000° С. Такую высокую температуру пламени можно получить только при сжигании углеводородов и водорода в чистом кисло­роде. Поэтому для выполнения газопламенной обработки в основ­ном используются высококалорийные горючие газы и пары угле­водородов, а также чистый кислород.

«Технология и оборудование газопламенной обработки металлов» рассматривает методы производства газов (горючих и кислорода) для газопламенной обработки, аппаратуру, обеспе­чивающую их промышленное использование, технологические процессы всех основных видов газопламенной обработки, приме­няемых в настоящее время, а также некоторые основные вопросы организации работ по газопламенной обработке.

СВОЙСТВА КИСЛОРОДА

Кислород на земле. Он находится в большом количестве в виде химических соединений с различными веществами в земной коре (до 50% вес.), в соединении с водородом в воде (около 86% вес.) и в свободном состоянии в атмосферном воздухе в смеси главным образом с азотом в количестве 20,93% об. (23,15% вес.).

Кислород имеет большое значение в народном хозяйстве. Он широко применяется в металлургии; химической промышлен­ности; для газопламенной обработки металлов, огневого бурения твердых горных пород, подземной газификации углей; в медицине и различных дыхательных аппаратах, например, для высотных полетов, и в других областях.

В нормальных условиях кислород представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, не горючий, но активно поддерживающий горение. При весьма низких температурах кислород превращается в жидкость и даже твердое вещество.

Важнейшие физические константы кислорода следующие:

Молекулярный вес	32
Вес 1 м3 при 0° С и 760 мм рт. ст. в кг	1,43
То же при 20° С и 760 мм рт. ст. в кг	1,33
Критическая температура в °С	—118,8
Критическое давление в кгс/см2	51,35
Температура кипения при 760 мм рт. ст. в °С	—182,97
Вес 1 л жидкого кислорода при —182,97р С и 760 мм. рт. ст. в кг	1,13
Количество газообразного кислорода, получающегося из 1 л жидкого при 20° С и 760 мм рт. ст. в л	850
Температура плавления (затвердевания) при 760 мм рт. ст. в °С	—218,4

К ислород обладает большой химической активностью и образует соединения со всеми химическими элементами, кроме редких газов. Реакции кислорода с органическими веществами имеют резко выраженный экзотермический характер. Так, при взаимодействии сжатого кислорода с жировыми или находящимися в мелкоди­сперсном состоянии твердыми горючими веществами происходит мгновенное их окисление и выделяющееся тепло способствует самовозгоранию этих веществ, что может быть причиной пожара или взрыва. Это свойство особенно необходимо учитывать при обращении с кислородной аппаратурой.

Одним из важных свойств кислорода является способность его образовывать в широких пределах взрывчатые смеси с горю­чими газами и парами жидких горючих, что также может привести к взрывам при наличии открытого огня или даже искры. Взрывча­тыми являются и смеси воздуха с газо- или парообразными горючими.

Качество газообразного и жидкого кислорода регламентируется соответствующими ГОСТам.

По ГОСТ ГОСТ 6331-68 выпускается жидкий кислород двух сортов: сорт А с содержанием не менее 99,2% 02 и сорт Б с содержанием не менее 98,5% 02. Содержание ацетилена в жидком кислороде не должно превышать 0,3 см3/л.

Применяемый для интенсификации различных процессов на предприятиях металлургической, химической и других отраслей промышленности технологический кислород содержит 90—98%.

Контроль качества газообразного, а также и жидкого кислорода производится непосредственно в процессе производства с помощью специальных приборов.

КИСЛОРОДНЫЕ БАЛЛОНЫ И РАМПЫ

Баллоны для хранения и транспортировки кислорода, воздуха, азота и других газов под избыточным давлением 150 кгс/см2 изготавливаются из цельнотянутых труб с обжатием горловины и днища.

Стальные баллоны для газов изготавливаются по ГОСТ 949-73 пяти типов с условным давлением до 200 кг/ :три типа 100, 150, 200 из углеродистой стали и два 150Л и 200Л из легированной

Согласно ГОСТ 949-73 водяная емкость баллонов может быть от 0,4 до 55 л, причем наиболее широко применяются баллоны емкостью 40 л.

Кислородный баллон (рис. 10) состоит из цилиндрического корпуса 4 с выпуклым днищем 5 и горловиной. На нижнюю часть корпуса в горячем состоянии насажен башмак 6 для устойчивости в вертикальном положении и возможности перекатывания на не­большое расстояние. На горловину баллона насажено кольцо 3 с наружной резьбой для навинчивания предохранительного кол­пака /, а внутрь горловины на конической резьбе ввернут вен­тиль 2. Кислородный баллон водяной емкостью 40 л имеет следующие данные: высота баллона (без вентиля) 1390 мм, диаметр 210 мм, толщина стенки не менее 7 мм, вес около 60 кг (без вентиля, кол­пака и башмака).

Баллон типа 150JI при той же емкости имеет меньшую высоту и толщину стенки, и соответственно меньший вес (43,5 кг). Вентиль кислородного баллона (рис. 11) имеет штампованный латунный корпус 8 с боковым штуцером 6 и конической хвостовой частью 7 с наружной резьбой. К штуцеру 6, имеющему наружную правую резьбу Труб 3/4", накидной гайкой присоединяется редуктор. В корпусе находится клапан 10 с наружной резьбой и уплотнителем 9 из красной меди; верхняя квадратная часть клапана входит в отверстие соединительной муфты 11 такой же формы, в которое сверху вставляется нижний конец шпинделя 4 На верхнюю часть корпуса навертывается сальниковая

гайка 13, плотно прижимающая уплотнительную фибровую шайбу 12. На выступающую из сальниковой гайки часть шпинделя надевается маховичок 3, закрепленный с помощью пружины 1 и гайки 2. Вентиль снабжен заглушкой 5, предохраняющей штуцер от загрязнения и повреждения резьбы.

Открывается вентиль поворотом маховика 3 против часовой стрелки, а закрывается вращением по часовой стрелке. Когда кла­пан 10 открыт, буртик шпинделя 4 благодаря пружине 1 и давлению газа плотно прижимается к фибровой шайбе 12, что препятствует выходу газа через сальник наружу.

Кислородные баллоны окрашиваются в голубой цвет с надписью черной краской «кислород».

На сферической не окрашиваемой части баллона (для защиты от коррозии покрывается прозрачным лаком) выбиваются его паспортные данные: клеймо завода-изготовителя, дата изготовления, номер и тип баллона, рабочее и испытательное давление в кгс/ , вес в кг, водяная емкость в л, срок следующего испытания и клеймо инспектора Госгортехнадзора.

При обращении с кислородными баллонами должны строго соблюдаться установленные правила эксплуатации и техники безопасности, так как ввиду большого давления и высокой химической активности кислорода по отношению к органическим веществам, не исключены взрывы баллонов, что может привести к несчастным случаям и разрушениям помещений. Причинами взрывов кислородных баллонов могут быть: падение и удары баллонов, что особенно опасно зимнее время ввиду повышения хрупкости металла баллона;

загрязнение жировыми веществами; нагревание баллона каким-либо иточником тепла; наличие в кислороде, находящемся в баллоне, примеси горючего г аза (при использовании баллонов не по назначению).

Безопасность при эксплуатации баллонов обеспечивается периодическими их испытаниями.

Испытания включают:

промывку, наружный и внутренний осмотр баллона; определение веса и объема баллона; гидравлическое испытание на избыточное давление 225 кгс!см2 в течение 1 мин (для баллонов на рабочее давление 150 кг/ ).

Уменьшение веса и одновременно увеличение водяной емкости баллона указывают на износ внутренней поверхности стенок вследствие коррозии. При потере веса на 7,5—10% или увеличении емкости против паспортной более чем на 1,5—2% баллон переводят для работы при давлении сжатого газа на 15% ниже указан­ного в паспорте; при уменьшении веса от 10 до 15% или увеличении. Ёмкости от 2 до 2,5% баллон допускается к эксплуатации под давлением не менее чем на 50% ниже установленного. При изменении паспортных данных баллона он подвергается новому клеймению, а старые клейма начеканиваются. Если потеря веса превышает 15% или увеличение емкости составит более 2,5% — баллон бракуется.

Гидравлическое испытание производится только при положи­тельных результатах осмотра, взвешивания и измерения емкости. Баллон считается пригодным к дальнейшей эксплуатации, если при этом испытании отсутствуют видимые деформации. После испытания в баллон ввертывается новый или отремонтированный вентиль, производятся записи в журнале испытаний, выбиваются новые клейма, в частности дата следующего испытания, и затем производится окраска баллона.