Сварочная практика отчет 2

*т -

При больших объемах сварки однотипных деталей их механическую обработку поверхности можно заменить травлением в щелочных ваннах по следующей технологии:, обезжиривание в растворителе: травление в течение 1...2 мин в водном растворе (45... 50 г/л) NaOH при температуре во...70°С для неплакированных материалов (при необходимости снятия технологической плакировки, например на сплаве АМгб, время травления выбирают из расчета 2,5... 3 мин на каждые 0,03 мм ее толщины); промывка в проточной во^е при температуре 60.. .80°С, а затем в холодной воде, осветление в 30%-ном водном растворе HNO3 при 20°С в течение 1...2 мин или 15%-ном водном растворе HN03 при 60"с в течение 2 мин; промыв-

- 65 -

АФ-4Л. Его наносят в виде пасты на кромки и пруток. Хранить флюс длительное время (более 6 ч) в разведенном состоянии нельзя. После сварки остатки флюса необходимо удалить, так как они могут вызвать коррозию сварных соединений.

5.4.5. Сварка магниевых сплавов.

Магниевые сплавы - сплавы на основе магния с добавками алюминия, цинка и марганца. Трудности при их сварке те же,что и при сварке алюминиевых сплавов. Кроме того,сварка затруднена возможностью воспламенения сплава, поскольку температура плавления чистого магния близка к температуре его воспламенения. Поэтому газовую сварку выполняют только под слоем флюса.

Подготовка кромок деталей к сварке основна на удалении поверхностных загрязнений, оксидных и защитных плёнок. Загрязнения удаляют растворителями, а оксидные и защитные пленки - механическим или химическими способами. Обезжиривание проводят в ванне состава (г/л):

20... 30 Na3 P04 ' 12HZ0; 30... 50 NaC03; 20... 50 NaOH; 3... 5 жидкого стек-

ла. Затем выполняют промывку в проточной воде при 50. ..60°С в течение О,5...1 мин; удаление защитного покрытия осуществляют в щелочной ванне (200...300 г/л NaOH) при 70...80°С в течение 10... 15 мин с промывкой в проточной горячей воде, при 50... 60°С в течение 0,1... 1 мин с последующей промывкой в холодной воде. Химическое травление проводят в ванне при 20°С с промывкой в холодной проточной воде и сушкой сжатым воздухом при 60...90°С. Перед сваркой кромки детали рекомендуется зачищать шабером.

Присадочным материалом служит проволока или пруток того же химического состава, что и основной материал.

Для деталей из магниевых сплавов применяют те же основные типы сварных соединений, что и для алюминиевых сплавов. Сварку выполняют исключительно ацетилено-кислородным нормальным пламенем. Избыток горючего или кислорода в составе пламени не допустим. Мощность пламени устанавливают из расчета 75. .".100 дм3/ч ацетилена на 1 мм свариваемой толщины. Сварку ведут в нижнем положении. Соединения встык рекомендуется сваривать на подкладках за один проход с одной стороны. При толщине детали более 6... 10 мм применяют V- или U-образную разделку кромок и подогрев до 300. . .350°С. При газовой сварке магниевых сплавов нашли применение следующие фторидные флюсы марок: ПО. МФ-1, №13 и др.

Они имеют следующий состав (в % по массе):

ПО - фтористый кальций - 17.4, фтористый барий - 35.2, фтористый магний - 26,2, фтористый литий - 21,2;

МФ-1 - фтористый кальций - 25, фтористый барий - 30, фтористый

-66 -

магний - 10, фтористый литий - 15, кршшг - Щ 13 - фтористый кальций - 13, -фязряшЖ бар«№ - М,, 'фтористый маг-

ний19, фтористый литий - 1*6, фториотЛ кадамй - IS, кислый фосфорнокислый натрий - И,

Способ приготовления и нанесения сршж таган же,, ш и при сварке

алюминия.

5.4.6. Сварка никеля и его отиашов.

Газовую сварку никеля и модно-никелевых сплавов выполняют нормальным ацстилсно-кислородным 'пламенем. Избытокдашзрадавшивает окисление расплавленного металла, пористость'и хрупкость; изЙшптас asp-

тилена тоже может служить причиной появления пористости и хрупкости

металла шва.Мощность пламени выбирают из расчета 140...200 дм3/ч аце- тилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Сварку тонких листов (до

1 мм) с целью уменьшения коробления производят по отбортованным кром-

кам без присадки. Листы толщиной до 4 мм сваривают встык без скоса кромок. Толстые листы сваривают при V- или Х-образной разделке.

Сварку выполняют присадочной проволокой того же состава, что и основной металл. Диаметр проволоки выбирают равным половине толщины свариваемого потаяла, но не более .6 мм. Качество шва оценивают по его цвету: хороший шов имеет матово-коричневую или серо-жёлтую окраску,

сваренный с перегревом - блестящий, сине-черного цвета. При сварке ни-

- 68 -

на образование горючей смеси для подогрева металла. Касаясь нагретого металла, режущая струя кислорода сжигает верхние слои металла. Большое количество тепла, выделяющегося при интенсивном окислении верхних слоев металла, идёт на прогрев ниже расположенных слоев металла. Процесс сгорания разрезаемого металла распространяется на всю толщину, образующиеся оксиды выдуваются с места реза струёй режущего кислорода. Схема процесса кислородной резки стального образца с подогревом ацетиле- но-кислородным пламенем представлена на рис.6.1.

6.1.1. Основные условия газокислородтой резки металлов.

Кислородной резке подвергаются только те металлы и сплавы, которые удовлетворяют следующим основным условиям:

1. Температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления. Лучше всех металлов и сплавов этому требованию удовлетворяют низкоуглеродистые стали, температура воспламенения которых в кислороде - около 1300°С, а температура плавления - около 1500"С. Увеличение содержания кислорода в стали сопровождается повышением температуры воспламенения в кислороде с понижением температуры плавления. Поэтому с увеличением содержания углерода кислородная резка сталей ухудшается.

2.Температура плавления оксидов металлов, образующихся при резке, должна быть ниже температуры плавления самого металла, в противном случае тугоплавкие оксиды не будут выдуваться струей режущего кислорода, что нарушит нормальный процесс резки. Этому условию не удовлетворяют высокохромистые стали и алюминий. При резке высокохромистых сталей образуются тугоплавкие оксиды с температурой плавления 2000°С, а при резке алюминия - оксид с температурой плавления около 2050°С. Кис-

лородная резка их невозможна без применения специальных флюсов.

3.Количество тепла, которое выделяется при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточно большим, чтобы поддерживать непрерывный процесс резки, При резке стали около 70% тепла выделяется при сгорании металла в кислороде и только 30% общего тепла поступает от подогревающего пламени резака.

4.Образующиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими и легко выдуваться из места реза.

5.Теплопроводность металлов и сплавов не должна быть слишком высокой, -так как тепло, сообщаемое подогревающим пламенем и нагретым г'лзком, будет интенсивно отводиться от места реза, вследствие чего процесс резки будет неустойчивым и в любой момент может прерваться.

При резке стали сгорание железа в кислороде протекает по реакциям;

Из уравнений следует, что на сгорание 3 кг железа расходуется 0,38 кг или 0,27 дм3 кислорода, или на 1 см3 железа расходуется 2,3

дм3 кислорода. Действительный расход кислорода при резке выше, так как 30,.. 50% кислорода режущей струи тратится на удаление шлака из реза.

В момент начала газовой резки подогрев осуществляется только подогревающим пламенем. При резке ось головки резакя располагается нормально к поверхности листа.1 Кроме этого, подогревающее пламя иа всем протяжении реза подогревает переднюю верхнюю кромку разрезаемого металла впереди струи режущего кислорода до температуры воспламенения, обеспечивая тем самым непрерывность процесса резки. Во избежание плавления кромок разреза нельзя применять подогревательное пламя с излишне иысокой мощностью. В процессе резки скорость перемещения резака должна быть равномерной, расстояние от торца режущей головки до поверхности листа - постоянным. Промежуток между концом ядра подогревательного пламени и поверхностью разреза выбирается равным 2.. .3мм.

Мощность подогревающего пламени зависит от толщины и химического состава разрезаемого металла и сплава. Мощность подогревающего ацети- лено-кислородного пламени для низкоуглеродистой стали в зависимости от eft толщины1 приведена в таблице 6.1.

Таблица 6. ]. Зависимость мощности пламени от толщины стали.

чества тепла составляет тепло подогревающего пламени. С увеличением толщины разрезаемого металла роль подогревающего пламени в передаче тепла снижается. ;При резке сталей толщиной 25 мм подогревающее пламя передает металлу 297, остальное тепло получается за счет реакций окис-

*т -

ления железа. Максимальная температура пламени находится на расстоянии

2... 3'мм от конца ядра.Поэтому расстояние до поверхности разрезаемого >!. >-3 о

металла должно составлять 3 мм. Подогревающее пламя надо регулировать на несколько повышенно^ содержание кислорода, так как слегка окис-

ленное пламя обеспечивает интенсивный нагрев и улучшает качество реза. Сжигание металла и удаление продуктов сгорания из реза осущест-

вляется струей режущего кислорода. Количество кислорода, проходящего через сопло мундштука, зависит от конструкции сопла,давления кислорода и скорости истечения струи. При газовой резке требуется определенное количество кислорода. Недостаток приводит сто к неполному сгоранию железа и неполному удалению окислов, а избыток'кислорода охлаждает металл. Количество кислорода, необходимого для полного окисления разрезаемого металла, определяется количеством сжигаемого металла и средним расходом на его сжигание.

Струя режущего кислорода должна шзшагь непрерывное окисление по всей толщине разрезаемого металла, поэтому старость перемещения резака должна соответствовать скорости окисления металла по всей толщине. Скорость окисления зависит от скорости «истечения кислородной струи. Струя режущего кислорода должна обеспечивать 'равномерную толщину реза по .

всей толщине разрезаемого металла. Расход кислорода на выдувание обра- ' зующихся в результате резки Окислов из узкого реза должен быть большим, чем из широкого. Это Происходит из-за того, что при узком резе происходит большая сцепляемость образующихся в процессе резки шлаков с кромками, а при увеличении ширины реза удалЯемость шлаков облегчается.

. Характеристика режущей струи кислорода зависит от формы '(профиля) каналов сопла мундштука и их размеров (Рис.в. 2.), давления кислорода перед соплом, расхода кислорода в единицу времени, давления внутри сопла и скорости истечения.

При толщине разрезаемого металла 10. . . 350 мм наиболее широкое распростра-

нение получили сопла со ступенчатым расширением на выходе (Рис.6.2.а). Эти сопла применяют при давлении кислорода 0,3... 1,2 МПа. При давлении режущего кис-

толщиной до 10 мм и свыше 350 мм. Наи-

- 71

меньшие потери давления режущего кислирп/и и(нзспечЩва»т мундштуки, сопла которых имеют плавное расширении на пыхи/ц; (Рйс. ё. 8. в. ).

Большое влияние на процесс кислородмпи ре; жи оказывает давление кислорода, которое выбирают в зависимости пт толщину разрезаемого металла и конструкции сопла.

На качество разрезаемых кромок больше илииние окйзйвает чистота режущего кислорода. От чистоты кислорода иниисит era уде/Ы^ый расход и производительность резки. В техническом мнглирсдо содержйт^я 0,2. ..2%

Приспособления для ручной резки: пособления (Рис 6 3), которые поз- а - циркули, б - тележки. воляют повысить качество и произво-

дительность процесса и облегчить условия труда.

6.1.2. Поверхностная, резка металлов.

Поверхностной кислородной резкой называют процесс снятия слоя металла с использованием сжигающего кислорода.

Поверхностная кислородная резка отличается от разделительной тем, что струя режущего кислорода направляется под острым углом (15...40°) к поверхности металла и перемещается с большой скоростью вдоль этой поверхности (Рис. 6. 4.).

Несмотря на внешнее различие поверхностной и разделительной кнг~

72 -

лавленный шлак, • который, перемещаясь .по поверхности металла, подогревает последующие слои металла. Шлак, получающийся при поверхностной кислородной резке, отличается от шлака при разделительной кислородной резке большим содержанием несожженного железа,

В свяйи с сокращением времени подогрева при поверхностной кислородной резке увеличивается скорость резки и повивается производительность процесса.

Поверхностная кислородная резка наиболее широко распространена в металлургической промми/емности для удаления поверхностных дефектов литья, в строчном производстве-для вырезки дефектах, участков ювов и

при выполнении ремонтных работ.

Процесс поверхностной кислородной резки протекает устойчиво только стомслучае, если направление псрсмецония резака оэтаджг с наш-

равленисм кислородной'Струи. Ори равномерном перемещении резака в направлении образуемой канавки подогревающее пламя может быть выключено.

Существуют два основных способа поверхностной кислородной резки: строжка-и обточка.

При строжке резак, кжи строгальный резец, снимает с поверхности слой металла определенной, ширины и длины. Слой металла можот быть снят

за один или несколько проходов с зависимости от глубины снимаемого слоя.

При обточке резак, как и яровдрой резец, совершает поступательное движение вдоль круглой ррщящрйся заготовки. В результате обточки снимается слой метал/га определенной глубины

Преимуществом процесса поверхности кислородной резки по сравне-

- 73 -

прилегающий к обрабатываемой поверхности, быстро нагревается и охлаждается, в результате него у высокоуглеродистых и легированных сталей могут возникать на поверхности трещины. Склонность к трещинообразованию тем больше, чем больше размеры канавки и выше содержание в стали углерода и других легирующих элементов.

Нагрев металла до температуры воспламенения осуществляют при наклоне мундштука на 70...80° к поверхности металла. После того,как металл нагрет, мундштук устанавливают под углом 15...40°, пускают струю режущего кислорода и перемещают резак с заданной скоростью.

Глубина и ширина канавки могут быть различными. Глубина канавки увеличивается при увеличении угла наклона мундштука, повышении давления режущего кислорода и уменьшения скорости перемещения резака вдоль канавки. Ширина канавки определяется диаметром канала режущей струй кислорода. Режимы поверхностной кислородной резкй приведены в табл.6.2.

Таблица 6.2. Режимы поверхностной кислородной резки.

ные металлы не могут подвергаться обычной кислородной резке, так как они не удовлетворяют основным условиям резки. Хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали на поверхности реза образуют тугоплавкие оксиды хрома с температурой плавления около 2000° С. Чугун-имеет температуру плавления ниже температуры воспламенения, поэтому при обычной резке чугун плавится, а не сгорает в кислороде. Содержащийся в чугуне кремний образует тугоплавкий оксид кремния. Цветные металлы (медь, алюминий, латунь, бронза) имеют большую теплопроводность и образуют тугоплавкие оксиды. Поэтому кислородная резка этих металлов требует приме-