1463

ней части водяного затвора и направляется через, ниппель 3 по шлангу к газовой горелке. Если произойдет обратный удар, горю­ чая смесь через ниппель 3 попадет в затвор. Вода будет вытес­ няться в трубку 4 и газоподводящую трубку 1 до тех пор, пока не откроется нижний конец трубки 4. Как только откроется ниж­ ний конец трубки 4, смесь заполнит ее и выйдет в воронку 5 с предохранительной заслонкой 6. После обратного удара заря­ жают затвор. Для этого открывают контрольный кран 7 и через

и СГМ (сварочная горелка малая). Инжекторная горелка марки СУ (рис. 233) применяется для сварки металлов толщиной 0,5—30 мм. Во время процесса сварки кислород под давлением до 4 ат поступает от баллона по резиновому шлангу, надетому на ниппель У, в трубку 2; ацетилен подается от генератора или баллона по резиновой трубке, надетой на ниппель 5, в трубку 4. Подача ацетилена и кислорода регулируется при помощи венти­ лей 5 и 6. Наконечник присоединяется к корпусу горелки 7 при помощи гайки 8 и состоит из инжектора 9, смесительной камеры 10, трубки-наконечника 11 и мундштука 12. Кислород, поступаю­ щий в горелку под давлением, пройдя регулирующий вентиль, попадает в инжектор, имеющий канал меньшего сечения, чем трубка. Выходя из инжектора, струя кислорода расширяется и с увеличенной скоростью направляется в смесительную камеру, создавая в ацетиленовом канале разряжение и тем самым заса-

сывая его. Образующаяся в смесительной камере смесь вытал­ кивается через канал наконечника и мундштука в атмосферу и образует сварочное пламя.

Рис. 233. Инжекторная газовая горелка марки СУ

В горелках высокого давления горячий газ и кислород по­ даются с повышенным давлением. В них необходимое смешение газов обеспечивается повышенным давлением ацетилена (около 0,5 ати).

11.Т Е Х Н И К А ГА ЗО В О Й С В А РК И

Различают два .вида газовой сварки: сварку плавлением и газопрессовую сварку.

Сварка плавлением. При сварке плавлением применяют при­ садочный металл в виде прутка, который вводится в пламя го­ релки, расплавляется и смешивается с основным металлом. Присадочный металл подбирают по химическому составу и меха­ ническим свойствам, сходным с основным металлом. В зависи­ мости от направления перемещения сварочной горелки и приса­ дочного материала по шву различают левый и правый способ сварки. Левый способ применяют при сварке деталей неболь­ шого сечения. При этом впереди помещают присадочный мате­ риал и пламя горелки перемещают справа налево.

Сварку металлов толщиной свыше 5 мм производят правым способом. В этом случае впереди слева направо перемещают го­ релку, а за ней присадочный материал. Правый способ сварки более производителен и экономичен, так как тепло пламени ис­ пользуется полнее и расходуется меньше ацетилена на единицу длины шва.

Существенное влияние на качество получаемого сварного соединения оказывает угол наклона пламени горелки. Этот угол берут в зависимости от толщины свариваемого металла. Он тем больше, чем толще свариваемый металл (рис. 234). Присадочный материал подают под углом 30—40° к поверхности свариваемых деталей или 90—100° по отношению к оси сварочного пламени.

формой располагают тигель с отверстием в донной части и засы­ пают в него термитную смесь. Затем смесь зажигают электриче­ ской дугой или запальной смесью. Во время горения термита протекает экзотермическая реакция

2А1 + Fe20 3 = 2Fe + А120 3 + 185 000 кал!моль.

В результате этой реакции образуется восстановленное жидкое железо и шлак. Температура в месте горения доходит до 3000° С. Концы свариваемых деталей нагреваются до темпера­ туры сварки и зазор между ними заполняется восстановленным железом, в результате чего образуется сварной шов.

Термитную сварку подразделяют на три вида:

1) сварка плавлением без применения механических усилий для сжатия свариваемых изделий; 2) сварка плавлением с приме­ нением механических усилий для сжатия и 3) комбинированная сварка, когда предварительно оплавленные концы деталей сжи­ мают, применяя механические усилия.

Термитную сварку применяют для сварки рельсов, труб, при ремонтных работах на трамвайных линиях и при ремонте круп­ ных деталей.

13. СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ

На свариваемость металлов оказывает существенное влияние их химический состав и физические свойства.

Свариваемость сталей. Стали обладают различной сваривае­ мостью. На образование качественного сварного шва существен­ ное влияние оказывает содержание углерода, фосфора и серы в стали. С повышением содержания углерода и фосфора увели­ чивается твердость и хрупкость в области сварного соединения. Сера вызывает краноломкость. Углеродистые стали с содержа­ нием углерода до 0,27% хорошо свариваются всеми методами сварки. При увеличении содержания углерода свыше 0,3% про­ исходит самозакаливаемость в переходной зоне основного ме­ талла — повышается твердость и хрупкость. При сварке таких сталей для получения качественного сварного соединения произ­ водят предварительный подогрев и последующую термическую обработку сваренных деталей.

Во время сварки легированных сталей происходит окисление легирующих элементов и образование карбидов. В результате изменяются их свойства и образуются трещины. Во избежание указанных явлений при сварке не допускают перегрева и соблю­ дают установленные режимы сварки, применяют флюсы и обмаз­ ки специальных составов, подвергают свариваемые части подо­ греву и термически обрабатывают изделия после сварки.

Сварка чугуна. Сварку чугунных изделий производят с подо­ гревом (горячая сварка) и в холодном состоянии (холодная

сварка). При сварке с подогревом детали нагревают до 600— 650° С с целью предотвращения образования трещин и пользуются чугунными электродами. Процесс сварки ведут на токе большой силы. После сварки детали медленно охлаждают. При газовой сварке предварительно нагревают места сварки газовым пламе­ нем, в виде присадочного материала используют чугунные прутки с содержанием кремния до 3—6%. В качестве флюса применяют смесь, состоящую из 50% прокаленной буры, 47% двууглекислого натрия и 3% кремнезема.

‘Холодную электросварку производят электродами из мало­ углеродистой стали или биметалла (сплава, содержащего 30% Си и 70% Ni). Для сварки биметаллом рекомендуется постоянный ток и обратная полярность.

Сварка меди и медных сплавов. Медь и ее сплавы обладают высокой теплопроводностью, при нагревании свыше 400° С в окис­ лительном пламени медь окисляется до Си20. Закись меди вос­ станавливается водородом с образованием водяного пара. Водя­ ной пар создает внутреннее давление в металле, в результате чего образуются трещины. Эти особенности необходимо учиты­ вать при сварке меди и ее сплавов.

Сварку меди и деталей из сплавов на ее основе производят газовым пламенем или угольным электродом. Вследствие высо­ кой теплопроводности меди для газовой сварки применяют го­ релки большой мощности из расчета 150—160 л/час на 1 мм тол­ щины свариваемых деталей. В качестве присадочного материала используют электролитическую медь. В виде флюсов применяют смесь, состоящую из 50% буры и 50% борной кислоты. Процесс сварки ведут быстро, без перерывов.

Электродуговую сварку производят угольным электродом на постоянном токе с прямой полярностью. В качестве присадочного материала применяют медные прутки с содержанием серебра до 1% и фосфора до 0,2%.

Сварку деталей из сплавов меди, латуни и бронзы в основном ведут газовым пламенем. При сварке деталей из латуни наблю­ дается сильное выгорание цинка. В качестве присадочного ма­ териала для сварки латуни используют основной металл, а для бронзы — фосфористую бронзу. Мощность пламени по сравнению со сваркой меди понижают до 130—140 л/час на 1 мм толщины. После сварки детали подвергают отжигу при 500—550° С.

Сварка алюминия и алюминиевых сплавов. Алюминий легко окисляется с образованием окисла А120 3 (глинозема). Глинозем имеет температуру плавления 2050° С. Во время сварки на по­ верхности деталей образуется пленка из этого окисла, предохра­ няющая металл от дальнейшего окисления, но в то же время она препятствует сплавлению кромок деталей.

Сварку деталей из алюминия и его сплавов производят элек­ трической дугой, угольным или металлическим электродом, а также и газовым пламенем. В качестве флюсов применяют фто­ ристые и хлористые соли, способствующие понижению темпера­ туры плавления и растворению окислов алюминия. В качестве присадочного материала используют основной металл в виде прутков. При сварке металлическим электродом применяют по­

активно окисляется и образуются тугоплавкие окислы с темпера­ турой плавления свыше 2500° С. Магниевые сплавы при нагрева­ нии поглощают азот и водород. Эти особенности затрудняют про­ цесс их сварки. Детали из магниевого сплава сваривают электродуговой, аргонодуговой, точечной, роликовой и газовой сваркой, а также угольным электродом.

При дуговой и газовой сварке применяют флюсы в виде смеси хлористых и фтористых солей, понижающие температуру плав­ ления тугоплавких окислов и предохраняющих сплавы от окис­ ления.

14. НАПЛАВКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Наплавку твердых сплавов на основной металл производят с целью повышения прочности на отдельных участках деталей или увеличения износостойкости их. Наплавка может произво­ диться электродуговой сваркой как угольным, так и металличе­ ским электродом, а также газовой и газоэлектрической сваркой.

Для наплавки в зависимости от условий эксплуатации дета­ лей применяют различные твердые сплавы: сормайт, стелит, ста­ линит и др. Перед наплавкой детали нагревают до 500° С, а затем их медленно охлаждают. После наплавки срок службы деталей увеличивается в 3—4 раза.

15. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Контроль в сварочном производстве начинается с определения качества свариваемого металла, электродов, флюсов и самого процесса сварки.

Сварное соединение контролируется различными способами: наружным осмотром, металлографическими исследованиями, ме­ ханическими испытаниями, рентгеновскими исследованиями и магнитными методами. Выбор способа контроля определяется назначением сварных конструкций, степенью их ответственности, а иногда и наличием контрольных и испытательных средств.

Наружный осмотр производят для проверки размеров свар­ ного шва и выявления наружных дефектов: трещин, пористости, подреза, прожогов и др.

Металлографическими исследованиями определяют макро- и микроструктуры. Для этого вырезают образцы из поперечного сечения шва, шлифуют их и просматривают на микроскопе. При просмотре устанавливают состояние структурных составляющих, глубину провара, наличие микро­ трещин, раковин, ликвации и дру­

гих дефектов.

Механические испытания произ­

сварной шов однородный, магнитный поток проходит через него свободно. Если же в шве имеются трещины, раковины или дру­ гие подобные дефекты, магнитные силовые линии обходят их, образуя над ними рассеяние. Магнитный контроль осуществля­ ется двумя методами: при помощи магнитного порошка и индук­ ции. По первому методу сварное соединение намагничивают и на его поверхность насыпают сухой магнитный порошок или нано­ сят суспензию. Во время намагничивания эти материалы над де­ фектом скапливаются. При втором способе пользуются дефекто­ скопом, состоящим из электромагнита, искателя, усилителя и те­ лефона. Электромагнит устанавливают на сварные соединения. При наличии в нем дефекта катушка искателя получает импульс, который усиливается и передается в сигнальную лампу или те­ лефон.

Сварные сосуды испытывают при помощи гидравлики или пневматики. Гидравлическим испытанием проверяется плотность и прочность сварного соединения. Для этого сосуд наполняют водой и выдерживают под повышенным давлением. При наличии пороков в сварных соединениях через них просачивается вода. Пневматически испытывают герметически закрытые сосуды. Дав­ ление воздуха составляет 1,0—2,0 ати. При этом испытании все швы смачивают мыльной водой. Сжатый воздух, выходя через дефекты шва, образует пузыри, по которым определяют пороки в сварном соединении. Иногда испытание сварных сосудов про­ изводят при помощи керосина и аммиака.

16. РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Резка металлов подразделяется на газокислородную и электродуговую. Наибольшее распространение получила газокисло­ родная резка металлов.

Газокислородная резка. Сущность газокислородной резки состоит в том, что металл, нагретый пламенем газовой горелки, сгорает в струе кислорода. Образующиеся при сгорании металла окислы выдуваются этой струей. Этот способ используют при резке таких металлов, температура плавления которых выше тем­ пературы плавления их окислов; окислы должны иметь хорошую жидкотекучесть. Достаточная жидкотекучесть окислов обеспечи­ вает хорошую продуваемость из реза. Количество тепла, выде­ ляющегося при горении пламени и сгорании металла в кислороде, должно быть достаточным для нагрева более глубоких слоев до температуры воспламенения разрезаемого металла в кисло­ роде. Этим требованиям отвечают углеродистая сталь с содержа­ нием углерода до 0,7% и некоторые сорта низколегированных конструкционных сталей.

Высокоуглеродистые стали с содержанием 1—1,2% С перед резкой предварительно подогревают до 650—700° С. Чугун не поддается газовой резке из-за высокого содержания в нем угле­ рода и кремния. Углерод образует восстановительную атмосферу, а кремний — окислы с высокой вязкостью по расплавлении. Также не поддаются газовой резке высоколегированные стали (хромистые и хромоникелевые) и цветные сплавы, так как тем­ пература плавления их окислов выше температуры плавления основных металлов. В результате образуются тугоплавкие вязкие шлаки, которые не удаляются при продувке. Для резки этой группы сплавов применяют газокислородную резку под слоем

флюса.

Процесс газокислородной резки осуществляется следующим образом: металл в месте реза нагревается пламенем горючей смеси, состоящей из газа (ацетилена, паров бензина, керосина, или природного газа) и кислорода, до температуры воспламене­

ния в струе кислорода. Чаще всего для нагрева используют аце­ тилено-кислородную смесь. После подогрева пускают струю кислорода, которая сжигает металл и выдувает окислы из реза. При горении железа протекают экзотермические реакции с выде­ лением большого количества тепла, способствующие нагреву нижележащих слоев металла в разрезаемых конструкциях.

Металл режут специальными режущими горелками, называе­ мыми резаками. Для ручной резки металла применяют универ­ сальный резак типа УР (рис. 237), состо­ ящий из рукоятки /, кислородной трубки 2, ацетиленовой трубки 3, трех вен­ тилей 4, 5 и 6 соот­ ветственно для кисло­ рода, режущего кис­ лорода и ацетилена, инжектора 7, смеси­ тельной камеры 8, кислородной трубки 9 и головки с мунд­ штуками 10. Для пе­ ремещения в процес­ се работы резак снабжен тележкой и двумя роликами 11.

При резке по ок­ ружности к тележке прикрепляются цир­ куль 12.

Резаком УР мож­ но резать сталь тол­ щиной 5—300 мм.

Для резки применяют давление кислорода 3—14 атм. В зависи-ч мости от толщины разрезаемого металла и содержания в нем углерода расход кислорода составляет 2—50 м3/час, а ацетилена 0,45—1,3 м3/час. Ширина реза колеблется от 2 до 10 мм.

Кроме ручной резки, в промышленности применяют резку на полуавтоматических и автоматических машинах.

Для увеличения производительности при резке листов металла применяют пакетную резку. При этом листы толщиной 2—10 мм укладывают друг на друга в стопу, сжимают их и производят резку.

Сущность газокислородной резки под слоем флюса состоит в том, что порошкообразные добавки во время резки струей кис­