книги из ГПНТБ / Корсунов В.М. В помощь молодому газосварщику

талла, поэтому сварные соединения часто разрушаются по зоне неполного расплавления.

2. Участок перегрева включает металл, нагретый до температуры, близкой к температуре плавления, имею­ щий крупнозернистое строение, ввиду чего он обладает пониженными механическими свойствами, особенно пла­ стическими.

3.Участок нормализации включает металл, нагревае­ мый до температуры 900—1000°. В нагретом до такой температуры металле протекает процесс перекристал­ лизации, благодаря которому после охлаждения струк­ тура металла измельчается. Механические свойства металла зоны нормализации выше соответствующих свойств основного металла, не подвергавшегося нагреву.

4.Участок неполной перёкристаллизации соответству­ ет нагреву металла до температуры 720—900°, при ко­ тором часть зерен изменяет размеры, становясь мельче,

адругая часть сохраняет свои прежние размеры и фор­ му. Чем выше температура нагрева, тем большее коли­ чество зерен изменяет размеры.

5.Участок рекристаллизации наблюдается только при сварке стали, подвергавшейся наклепу, т. е. действию

пластической деформации, при которой зерна металла раздробляются. При нагреве наклепанной стали до тем­ пературы 450—720° обломки зерен объединяются в круп­ ные зерна. Если выдержка в диапазоне указанных температур будет продолжительной, то зерна могут стать очень крупными, и механические свойства металла

вэтой зоне снизятся.

6.Участок синеломкости соответствует нагреву ме­ талла до температуры 200—500°. Структура металла при этом не изменяется; у него снижаются пластические

свойства, что может служить причиной образования тре­ щин при сварке.

71

ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ И ШВОВ

В зависимости от взаимного расположения свари­ ваемых частей различают следующие виды сварных со­ единений (рис. 17): стыковые, угловые, торцовые, тав­ ровые и нахлесточные. Применяются соединения встык с отбортовкой кромок, без скоса кромок без зазора, без скоса кромок с зазором, с односторонним скосом кромок (У-образная разделка), с двухсторонним скосом кромок (Х-образная разделка).

Стыковые соединения с отбортовкой и без скоса кро­ мок без зазора применяются при толщине металла до 2 мм. При толщине 3—5 мм можно применять стыковые соединения без скоса кромок, но с зазором для полного сплавления, и сваривать с двух сторон.

При толщине металла свыше 3 мм, если нет возмож­ ности сваривать его с двух сторон, применяют стыко­ вые соединения с односторонним скосом кромок. Двух­ сторонний скос кромок при газовой сварке делают ред­ ко, так как металл с толщиной свыше 5 мм обычно сваривают электросваркой.

Угловые соединения свариваются снаружи без при­ садочной проволоки, реже они свариваются изнутри с присадочной проволокой.

Торцовые соединения проектируют для сварки ме­ талла небольшой толщины и выполняют без присадоч­ ной проволоки.

Тавровые соединения встречаются без скоса кромок, с односторонним и двухсторонним скосом кромок. Газо­ вую сварку тавровых соединений можно применять при толщине металла не более 3—4 мм. При большей тол­ щине получается широкая зона разогрева, что приводит к значительному короблению изделия и образованию трещин.

По положению в пространстве сварные швы подраз-

72

а

Рис. 17. Виды сварных швов и соединений;

1— стыковые швы: а— с отбортовкой, б— без разделки кромок; в— с У-образной

т

деляются на нижние горизонтальные, вертикальные, на­ клонные и потолочные (рис. 17); по виду — на стыковые и угловые. Стыковой шов располагается между кром­ ками свариваемых деталей. Угловые сварные соедине­ ния, тавровые и внахлестку выполняются угловыми швами. Угловые швы накладывают на поверхность сва­ риваемых деталей. По степени усиления различают швы нормальные, усиленные и ослабленные (рис. 17).

ПОДГОТОВКА ИЗДЕЛИЙ К СВАРКЕ И СБОРКЕ

Подготовка изделий заключается в обрезке кромок в соответствии с типом разделки и видом шва. Кромки обрабатываются на кромкострогальных, токарных, фре­ зерных станках, газорезательных машинах, ручными га­ зовыми резаками, пневмозубилом или ручным зубилом. Кромки должны быть ровными и чистыми. Необходимо очищать их от окалины, ржавчины, масла, краски и дру­ гих загрязнений, так как наличие их на кромках приво­ дит к пористости швов, несплавлениго и другим дефек­ там. Удалять загрязнения можно пламенем горелки, при этом масло и краска сгорают, окалина отстает и затем легко удаляется металлической щеткой.

При сварке с отбортовкой подготовка осуществляет­ ся отгибкой на кромкогибочных станках, штамповкой или молотком на оправке. Швы с отбортовкой собирают­ ся без зазора. Свариваемые детали скрепляются струб­ цинами, зажимами, точечной сваркой или прихватками (короткими швами). Расстояние между прихватками и их длина устанавливаются в зависимости от длины шва и толщины металла.

При сварке с разделкой кромок большое значение имеет правильный выбор угла разделки. При большом угле скоса кромок легко обеспечивается полный провар корня шва, но увеличивается объем наплавленного ме-

74

талла, а значит, уменьшается производительность труда. При очень узкой разделке трудно проварить корень шва. Чаще всего при стыковой сварке применяется угол раз­ делки 70—90°. Целесообразно делать притупление кро­ мок размером 1—2 мм, так как заостренные кромки при сварке быстро оплавляются, зазор между ними уве­ личивается, что может привести к вытеканию жидкого металла из сварочной ванны (прожоги). Зазор между кромками также имеет большое значение для обеспече­ ния полного провара. При наличии гарантированного за­ зора между кромками можно уменьшать угол разделки кромок или не делать скоса вообще, если толщина сва­ риваемого металла не превышает 4—5 мм.

Очень удобно собирать и сваривать изделия на под­ кладке толщиной 2—4 мм, привариваемой к изделию с обратной стороны шва. В этом случае обеспечивается полный провар кромок и отсутствуют прожоги. Так, на­ пример, стыки котельных труб и магистральных трубо­ проводов свариваются на остающихся подкладных коль­ цах. При толщине металла свыше 5 мм, где это возможно, необходимо подваривать корень шва с обратной сторо­ ны. Для изделий толщиной 8—10 мм можно применять Х-образную разделку. Применение такой разделки вме­ сто У-образной позволяет уменьшить коробление изде­ лия, так как наплавленный металл располагается сим­ метрично относительно оси шва.

Чтобы в процессе сварки всего шва относительное по­ ложение изделий и зазор между ними оставались посто­ янными, они соединяются друг с другом короткими шва­ ми, называемыми прихватками.

При сварке коротких швов длина прихваток должна быть 5—10 мм, а расстояние между ними—50—100 мм.. При сварке швов большой протяженности длина прихва­ ток увеличивается до 20—30 мм, а расстояние между нн-

75

ми—до 300—500 мм. Сначала накладываются крайние и средняя, а затем все остальные прихватки.

Прихватки в разделке нужно делать на тех же ре­ жимах, что и сварку самого шва, с большой тщатель­ ностью, обеспечивая полный провар корня шва и сплав­ ление кромок. Наличие непроваров в прихватках приво­ дит к браку в шве, потому что при сварке они не рас­ плавляются на всю глубину.

ТЕХНИКА СВАРКИ

При газовой сварке большое значение для получения высокого качества сварного шва имеют направление дви­ жения горелки и угол наклона ее наконечника к свар­ ному шву. В зависимости от этого различают левый и правый способы сварки.

Рис. 18. Левый (а) и правый (б) способы сварки.

При левом способе (рис. 18, а) сварка ведется спра­ ва налево, пламя горелки направлено на кромки изде­ лия, проволока движется впереди горелки, а наплавлен­ ный металл остается позади. Горелке и проволоке придают зигзагообразные движения поперек шва, при­ чем, когда горелка движется в одну сторону, проволока

76

должна двигаться в другую. Это способствует равномер­ ному нагреву кромок изделия, хорошему перемешива­ нию металла сварочной ванны и удалению из него газов, и шлаков.

При правом способе сварка ведется слева направо, пламя горелки направлено на сваренный шов, проволока находится между горелкой и швом (рис. 18, б). При этом способе качество сварного соединения выше, так как расплавленный металл лучше защищен пламенем горелки от окружающего воздуха.

Медленное охлаждение расплавленного металла об­ легчает выход из него газов и шлаков, благодаря чему шов получается плотным и имеет высокие механические свойства.

При сварке в различных пространственных положе­ ниях на формирование шва оказывают влияние сила тяжести капли, сила поверхностного натяжения рас­ плавленного металла, движения конца присадочной про­ волоки и давление газового потока пламени.

Способ сварки (левый или правый) выбирается в за­ висимости от положения шва в пространстве. Для свар­ ки в нижнем положении изделие желательно наклонять (под углом 10—15°) и сваривать снизу вверх, чтобы жидкий металл не затекал вперед на нерасплавленные кромки. Нужно следить за тем, чтобы кромки изделия нагревались и расплавлялись одновременно. Металл толщиной 2—4 мм в нижнем положении можно свари­ вать как правым, так и левым способом. Более толстый лучше сваривать правым способом, так как в этом слу­ чае повышается производительность и улучшается каче­ ство сварки.

Полувертикальные швы (угол наклона 40—60°) реко­ мендуется сваривать левым способом снизу вверх. Го­ релка располагается под углом 45° к ранее сваренному шву, а проволока — под углом 90° к горелке. Жидкий

77

мости от толщины металла, его температуры плавления, теплоемкости и теплопроводности. С увеличением ука­ занных величин повышается потребная для сварки мощ­ ность пламени. Изменяют мощность подбором наконеч­ ников к горелке. На каждом наконечнике указывается часовой расход горючего газа в литрах. Для определе­ ния потребного расхода ацетилена можно пользоваться формулами:

при сварке углеродистых и низколегированных ста­

лей

Va = (100 -(- 130) • S л/час;

при сварке меди

V a = (.150 + 200)-S,

где Va — часовой расход ацетилена;

S — толщина свариваемого металла, мм.

Для сварки чугуна, латуни, бронзы и алюминиевых сплавов требуется такая же мощность пламени, как и для стали.

Характер сварочного пламени выбирается в зависи­ мости от химических свойств свариваемого металла. Большинство металлов сваривают нормальным пламе­ нем. Чугун лучше сваривать науглероживающим (с из­ бытком ацетилена) пламенем, а латунь — окислитель­ ным.

В процессе сварки вследствие нагрева мундштука состав смеси изменяется в сторону увеличения содер­ жания кислорода, поэтому необходимо периодически ре­ гулировать пламя, а также охлаждать наконечник.

Чем больше угол наклона мундштука горелки к по­ верхности металла, тем быстрее нагревается и расплав­ ляется металл. Угол наклона горелки выбирается тем больший, чем толще металл, чем выше его температура

80