Сварка металлов. Назначение и преимущества сварки

Верхнею сферическую часть баллона не окрашивают и на ней выбивают паспортные данные   баллона.

Баллон  на сварочном посту устанавливают  вертикально и закрепляю хомутом.

Вентили для баллонов

Вентили кислородных баллонов изготавливают из латуни. Сталь для деталей вентиля применять нельзя так как она сильно коррозирует в среде сжатого влажного кислорода.  

Ацетиленовые  вентили изготавливают из стали. Запрещается применять медь и  сплавы, содержащие свыше 70% меди, так  как с медью ацетилен может образовывать взрывчатое соединение – ацетиленовую медь.

 

Редукторы для сжатых газов

Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллонов (или газопровода), и поддержания этого давления постоянным независимо от снижения давления газа в баллоне. Принцип действия и основные детали у всех редукторов примерно одинаковы.

По  конструкции бывают редукторы однокамерные и двухкамерные. Двухкамерные редукторы  имеют две камеры редуцирования, работающие последовательно, дают более  постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию при больших расходах газа.

Кислородный и ацетиленовый редукторы показаны на рис. 2. стр. 97.

 

Рукава (шланги) служат для подвода газа в горелку. Они должны обладать достаточной  прочностью, выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движений сварщика. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с прокладками из ткани. Выпускаются рукава для ацетилена и кислорода. Для бензина и керосина применяют шланги из бензостойкой резины.

 

Сварочные горелки

Сварочная горелка служит основным инструментом при ручной газовой сварке. В горелке  смешивают в нужных количествах  кислород и ацетилен. Образующаяся горючая смесь вытекает из канала мундштука горелки с заданной скоростью и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя, которым расплавляют основной и присадочный металл в месте сварки. Горелка служит также для регулирования тепловой мощности пламени путем изменения расхода горючего газа и кислорода.

Горелки бывают инжекторные и безинжекторные. Служат для сварки, пайки, наплавки, подогрева стали, чугуна и цветных металлов. Наибольшее распространение получили горелки инжекторного типа. Горелка состоит из мундштука, соединительного ниппеля, трубки наконечника, смесительной камеры, накидной гайки, инжектора, корпуса, рукоятки, ниппеля для кислорода и ацетилена.

Горелки делятся на мощности пламени:

1. Микромалой мощности (лабораторные) Г-1;

2. Малой мощности Г-2. Расход ацетилена  от 25 до 700 л. в час, кислорода  от 35 до 900 л. в час. Комплектуются  наконечниками №0 до 3;

3. Средней мощности Г-3. Расход ацетилена  от 50 до 2500 л. в час, кислорода  от 65 до 3000 л. в час. Наконечники  №1-7;

4. Большой мощности Г-4.

Также есть горелки для газов заменителей  ацетилена Г-3-2, Г-3-3. Комплектуются  наконечниками с №1 по №7.

 

4. Технология газовой сварки.

 

Сварочное пламя.

Внешний, вид температура и влияние  сварочного пламени на расплавленный  металл зависят от состава горючей  смеси, т.е. соотношение в ней кислорода  и ацетилена. Изменяя состав горючей  смеси, сварщик изменяет свойства сварочного пламени. Изменяя соотношение кислорода и ацетилена в смеси, можно получать три основных вида сварочного пламени, рис. 3. стр. 117.

Для сварки большинства металлов применяют  нормальное (восстановительное) пламя (рис. 3, б).

Окислительное пламя (рис. 3, в) применяют при сварке с целью повышения производительности процесса, но при этом обязательно пользоваться проволокой, содержащей повышенное количество марганца и кремния в качестве раскислителей, оно также необходимо при сварке латуни и пайке твердым припоем.

Пламя с избытком ацетилена применяют  при наплавке твердыми сплавами. Пламя  с незначительным избытком ацетилена  используют для сварки алюминиевых  и магниевых сплавов.

Качество  наплавленного металла и прочности  сварного шва сильно зависят от состава сварочного пламени.

 

Металлургические  процессы при газовой сварке.

Металлургические  процессы при газовой сварке характеризуются  следующими особенностями: малым объемом  ванны расплавленного металла; высокой  температурой и концентрацией тепла  в месте сварки; Большой скоростью расплавления и остывания метла; интенсивным перемешиванием металла гладкой ванны газовым потоком пламени и присадочной проволокой; химическим взаимодействием расплавленного металла с газами пламени.

Основными в сварочной ванне являются реакции окисления и восстановления. Наиболее легко окисляются магний, алюминий, обладающие большим сродством к кислороду.

Кислы этих металлов не восстанавливаются  водородом и окисью углерода, поэтому  при сварке металлов необходимы специальные  флюсы. Окислы железа и никеля, наоборот хорошо восстанавливаются окисью углерода и водородом пламени, поэтому при газовой сварке этих металлов флюсы не нужны.

Водород способен хорошо растворятся в жидком железе. При быстром остывании  сварочной ванны он может остаться в шве в виде мелких газовых пузырей. Однако газовая сварка обеспечивает более медленное охлаждение металла по сравнению, например с дуговой. Поэтому при газовой сварке углеродистой стали, весь водород успевает уйти из металла шва и последний получится плотным.

 

Структурные изменения в металле при газовой  сварке.

 

Вседствии более медленного нагрева зона влияния  при газовой сварке больше чем  при  дуговой.

Слои  основного металла, непосредственно  примыкающие к сварочной ванне  непрерывны и приобретают крупнозернистую структуру. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления.   Основного металла с крупной структурой, характерной для ненагретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочночность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соедениения.

Далее расположен участок, нерекристализации  характеризуемы так же крупнозернистой  структурой, для которого t^o плавления металла, не выше 1100-1200С. Последующие   участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру, нормализованной стали.

Для улучшения структуры и свойств  металла шва и околошовной  зоны иногда применяют горячую проковку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или  общую термообработку с нагревом в печи.

 

Особенности и режимы сварки различных металлов.

Сварка  углеродистых сталей

Низкоуглеродистые стали можно сварить любым  способом газовой сварки. Пламя горелки  должно быть нормальным, мощностью 100-130дм 3/ч

при правой сварке.

При сварке углеродистых сталей применяют проволоку из малоуглеродистой стали св-8 св-10га. При сварке этой проволокой часть углерода, марганца и кремния выгорает, а металл шва получает  крупнозернистую структуру и его предел прочности такового для основного   металла. Для получения наплавленного металла равнопрочного основному, применяют проволоку св-12гс, содержащую до 0.17% углерода; 0.8-1.1 марганца и 0.6-0.9% кремния.

Сварка  легированных сталей

 

Легированные  стали хуже проводят тепло чем  низкоуглеродистая сталь, и поэтому больше коробятся при сварке.

Низколегированные стали (например XCHД) хорошо свариваются газовой сваркой. При сварке применяют нормальное пламя и проволоку СВ-0.8, СВ-08А или СВ-10Г2

Хромоникелевые  нержавеющие стали сваривают  нормальным пламенем мощностью 75дм³   ацетилена на 1мм толщины металла. Применяют проволоку СВ-02Х10Н9, СВ-06-Х19Н9Т. При сварке жаропрочной нержавеющей стали, применяют проволоку содержащую 21% никеля 25% хрома. Для сварки коррозиностойкой стали содержащей молибден 3%, 11% никеля, 17% хрома.

 

Сварка  чугуна

 

Чугун сваривают при исправлении дефектов отливок, а так же восстановлении и ремонте деталей: заварке трещин, раковин, при варке отколовшихся частей и пр.

Сварочное пламя должно быть нормальным или  науглероживающим, так как окислительное вызывает местное выгорание кремния, и в металле шва образуются зерна белого чугуна.

 

Сварка  меди

 

Медь  обладает высокой теплопроводностью, поэтому при ее сварке к месту  расплавления металла приходится проводить  большое количество тепла, чем при сварке стали.

Одним из свойств меди затрудняющим сварку, является ее повышенная текучесть в  расплавленном состоянии. Поэтому  при сварке меди не оставляют зазора между кромками. В качестве присадочного металла используют проволоку из чистой меди. Для раскисления меди и удаления шлака применяют флюсы.

 

Сварка  латуни и бронзы

 

Сварка  латуни. Газовую сварку широко используют для сварки латуни, которая труднее  поддается сварке электрической  дугой. Основное затруднение при  сварке состоит в значительном испарении из латуни цинка, которое начинается при 900С. Если латунь перегреть, то вследствие испарения цинка, шов получится пористым. При газовой сварке может испаряется до 25%   содержащегося в латуни цинка.

 

Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут пламени с избытком кислорода до 30-40%. В качестве присадочного металла используют латунную проволоку. В качестве флюсов применяют прокаленную буру или газообразный флюс БМ-1

 

Сварка  бронзы

 

Газовую сварку бронзы применяют при ремонте  литых изделий из бронзы, наплавке работающих на трение поверхностей деталей слоем антифрикционных бронзовых сплавов и пр.

Сварочное пламя должно иметь восстановительный  характер, так как при окислительном  пламени увеличиваются выгорание  из бронзы олова, кремния, алюминия. В качестве присадочного материала используют прутки или проволоку, близкие по составу к свариваемому металлу. Для раскисления в присадочную проволоку вводят до 0.4% кремния.

Для защиты металла от окисления и  удаления окислов в шлаки применяют  флюсы тех же составов, что и при сварке меди и латуни.

 

 

Список  литературы

Глизманенко Д.А. Газовая сварка и резка металлов.-М.: Высш. школа, 1969.-304с.