Газовая сварка и резка Газы, применяемые при сварке
Различают два вида газовой сварки: сварку плавлением и газопрессовую сварку.
В первом случае кромки свариваемых частей (основной металл) и присадочный металл расплавляют и образуют общую ванну, которая застывает швом.
Источником тепла для расплавления металла является сгорание горючего газа в струе кислорода.
Газы. В качестве горючих газов используют ацетилен, водород и другие газы. Чаще других применяют ацетилен, дающий наибольшую температуру пламени.
Кислород необходим для сжигания горючего газа. При промышленном использовании его получают из воздуха, который в жидком состоянии разлагают на кислород и азот.
Ацетилен (С2Н2) получают из карбида кальция (СаС2) в ацетиленовых генераторах. Из одного килограмма чистого карбида получают 250-300лацетилена.
Сварочное пламяслужит для расплавления металла, а также для восстановления, науглероживания или окисления ванны. В средней части пламени температура достигает 32000С. Получение пламени того или иного характера достигается изменением соотношения горючего газа и кислорода в смеси. Нормальное ацетиленовое пламя (С2Н2 : О2 = 1 :1) восстановительное. Оно применяется для сварки стали и цветных металлов.
Пламя с избытком ацетилена является науглероживающим. Оно применяется при сварке чугуна, так как за счет пламени пополняется углерод, выгорающий при сварке, и понижается температура плавления металла в шве.
Окислительное пламя применяется при сварке латуни для получения окисной пленки, уменьшающей испарение цинка.
Приемы газовой сварки и резки
При сварке горелку продвигают вдоль шва, причем соблюдают необходимый угол наклона горелки к свариваемой поверхности. Этот угол a(рис.80) колеблется от 200С (для сварки листов толщиной 1мм) до 800С (при толщине 15мм и выше).
Рис.80. Схема левой (а) и правой (б) газовой сварки: 1-шов;
2-разделка шва
Различают левую и правую сварку. При левой сварке горелку передвигают справа налево (рис.80,а) и пламя направляется на еще не сваренный участок шва. При правой сварке (рис.80,б) горелку передвигают слева направо и пламя направляется на сваренную часть шва. Конец проволоки погружен в расплавленный металл.
Правая сварка применяется для деталей толщиной - более 5 мм, левая - до 5мм. При правой сварке качество шва лучше вследствие более продолжительной защиты расплавленного и остывающего металла; однако на листах толщиной до 5ммлевая сварка оказывается производительнее, так как пламя подогревает впереди лежащие кромки.
Присадочный материалв виде прутков или проволоки продвигают в пламя горелки, он расплавляется и стекает в ванну, где смешивается с расплавленным основным металлом. Затвердевая металл образует сварной шов. Для сварки стали в качестве присадочного материала применяют стальную проволоку с содержанием до 0.18%С, а для легированных сплавов - проволоку, содержащую хром, марганец и другие легирующие элементы.
При сварке цветных металлов и сплавов применяют проволоку, близкую по своему химическому составу к основному металлу. Диаметр присадочной проволоки должен быть на 1-2 ммбольше половины толщины свариваемых листов.
Сварка чугунаприменяется для исправления дефектов литья. Она производится с подогревом свариваемых частей до 400-6000С. Подогрев нужен для предупреждения отбела и трещин вблизи сварочного шва, которые появляются вследствие больших местных напряжений, возникающих во время охлаждения. Для сварки чугуна с подогревом в качестве присадочного металла используют чугунные литые прутки диаметром 6-12ммс повышенным содержанием углерода (3-3.6%) и кремния (3-4.8%), а при сварке без подогрева - латунную проволоку с содержанием 37-40%Zn.
Газовую сварку применяют для соединения тонкостенных стальных деталей, а также деталей из цветных металлов и сплавов. В этих случаях газовая сварка превосходит по качеству электродуговую. Газовую сварку используют также при наплавке твердых сплавов.
Газопрессовая сварка. Свариваемые части нагревают сварочным пламенем до пластического состояния и прикладывают усилие , сдавливающее эти части. Она применяется для соединения встык преимущественно труб больших диаметров (до 1000мм). Стыки нагревают кольцевой многопламенной горелкой. Кроме сварки труб, этим способом пользуются для сварки рельсов, бурильного оборудования и инструментов.
Контроль сварки. Качество сварных швов проверяют внешним осмотром, рентгеноанализом, магнитным дефектоскопом, а также по выборочным образцам с определением макро- и микроструктуры и механических свойств.
Газовая резкав струе кислорода применима лишь для тех металлов, у которых температура воспламенения ниже температуры плавления: железа, стали с содержанием углерода до 0.7% и некоторых сортов легированной стали. Чугун, алюминий, а также медь и ее сплавы непосредственно струей кислорода не режутся, так как струя кислорода при плавлении быстро окисляет их, а при резке алюминия образуется тугоплавкая окись его. Для газовой резки этих металлов применяют порошковые флюсы, состоящие в основном из железа. Флюс сгорает в струе кислорода и повышает температуру в месте резки настолько, что образующиеся тугоплавкие окислы шлакуются с окислами железа и жидкий шлак выдувается струей.
Газовой резке поддаются детали большой толщины до 300 мм. Наряду с ацетиленом, резка которым производительнее, применяют водород или пары бензина.