Процесс газовой сварки
Газовая, либо газоплавильная сварка относится к группе способов сварки плавлением и занимает наиболее значимое место в данной группе, уступая по практическому значению только дуговой электросварке. Для осуществления процесса сварки вероятно использование различных горючих, соответственно чему возможно различать сварку водородно-кислородную, бензино-кислородную и т. д. Преобладающее значение имеет ацетилено-кислородная сварка; другие виды горючих имеют ограниченное использование. Значительное технологическое отличие газовой сварки от дуговой сварки — более плавный и медленный нагрев металла.
Это главное отличие сварочного газового пламени от сварочной дуги есть в одних случаях недочётом, в других — преимуществом газового пламени и определяет следующие главные области его применения для сварки:
1) сталей малых толщин, 0,2—5 мм;
2) цветных металлов;
3) металлов, требующих при сварке постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения, к примеру многих инструментальных сталей;
4) металлов, требующих подогрева при сварке, к примеру чугуна и некоторых сортов особых сталей;
5) для жёсткой пайки;
6) для некоторых видов наплавочных работ.
Благодаря универсальности, портативности и сравнительной простоте нужного оборудования газовая сварка очень целесообразна для многих видов ремонтных работ. Относительно медленный нагрев металла газовым пламенем скоро снижает производительность газовой сварки с повышением толщины металла, и при толщине стали выше 8—10 мм газовая сварка в большинстве случаев экономически невыгодна, не смотря на то, что технически еще вероятна сварка стали толщиной 30—40 мм.
При замедленном нагреве разогревается громадной количество главного металла, прилегающего к сварочной ванне, что, со своей стороны, приводит к значительным деформациям (коробление) свариваемых изделий. Это серьёзное событие делает газовую сварку технически нецелесообразной, не говоря уже об экономической невыгодности для таких, к примеру, объектов, как строительные металлоконструкции, мосты, вагоны, корпусы судов, станины больших автомобилей и т. п. Замедленный нагрев кроме этого приводит к длительному пребыванию металла в зоне больших температур, что влечет за собой перегрев, некоторое снижение и укрупнение зерна механических особенностей металлов.
Большие деформации металла, появляющиеся при газовой сварке, ограничивают возможности выбора рациональных форм сварных соединений. Из многообразных форм сварных соединений, делаемых дуговой сваркой, при газовой сварке пользуются, в большинстве случаев, только несложным стыковым соединением.
соединения и Угловые швы нахлесточные и тавровые при газовой сварке употребляются только в случаях необходимости из-за затруднений, создаваемых большими деформациями металла, характерными газовой сварке. Используются стыковые соединения как без скоса кромок, без отбортовки и с отбортовкой кромок (очень эргономичное соединение для газовой сварки), так и с одно- и двусторонним скосом кромок.
Квалифицированные сварщики смогут пользоваться и более замечательными горелками, увеличивая скорость продвижения пламени на протяжении шва и повышая производительность сварки.
Горелку в большинстве случаев регулируют для работы на обычном пламени. Тепловое действие пламени на металл зависит не только от мощности пламени, но и от угла наклона оси пламени к поверхности металла. Самый интенсивно действует пламя, в то время, когда его ось обычна к поверхности металла.
С уменьшением угла наклона тепловое воздействие пламени ослабевает и распределяется по большей площади. Так, не считая подбора соответствующего размера горелки, сварщик может медлено регулировать тепловое воздействие пламени металл, делать пламя более мягким либо твёрдым, меняя угол наклона пламени к поверхности изделия. С повышением толщины металла принято увеличивать угол наклона пламени и уменьшать его с уменьшением толщины металла.
В ходе сварки горелке информируют колебательные перемещения, и финиш мундштука обрисовывает зигзагообразный путь, подобный пути, проходимому финишем железного электрода при дуговой сварке. Горелку сварщик держит в правой руке, в случае если же требуется добавление присадочного металла, то сварщик держит присадочный пруток в левой руке. Присадочный пруток находится под углом 45° к поверхности металла, причем финиш его должен быть загружён в ванну расплавленного металла.
Финишу прутка информируют зигзагообразные колебательные перемещения в направлении, противоположном перемещениям горелки, так, что мундштук и пруток горелки движутся неизменно навстречу друг другу.
Рис. 1. Форма соединений, используемых при газовой сварке
Рис. 2. Используемые углы наклона горелки в зависимости от толщины металла
Газовая сварка может производиться в нижнем, вертикальном и потолочном положениях. Существует два метода исполнения газовой сварки, так именуемые правый и левый методы.
При в большинстве случаев используемом левом методе сварки в первых рядах перемещается присадочный пруток, за ним направляться горелка. Сварной шов остается позади горелки, пламя направлено вперед, на главный металл. Самый удобно для сварщика в этом случае перемещать горелку на протяжении шва справа налево.
При правом методе сварки в первых рядах перемещается горелка, за ней направляться присадочный пруток, расположенный между горелкой и швом. Шов расположен впереди горелки, считая по направлению пламени, пламя направлено назад, на сварной шов. При правом методе горелка в большинстве случаев перемещается слева направо.
Правый метод дает лучший к. п. д. применения тепла пламени, а потому повышает производительность сварки и соответственно снижает на 15—20% удельный расход газов. Не обращая внимания на указанное преимущество, правый метод используется достаточно редко; это разъясняется тем, что преимущество данного метода заметно проявляется только при сварке металла толщиной более чем 5 мм, что редко видится при газовой сварке.
При сварке металлов малых толщин правый метод, не давая заметных польз, увеличивает опасность прожога металла, из-за чего и не используется. С целью увеличения производительности газовой сварки целесообразно поделить пламя на пара отдельных независимых пламен, расположенных по оси шва. Не обращая внимания на несомненное увеличение производительности сварки, даваемое многопламенными горелками, они пока не взяли заметного распространения в отечественной индустрии из-за обслуживания и сложности конструкции, неудобства и громоздкости в работе по сравнению с обычной однопламенной горелкой.
Рис. 3. Схема поперечных колебательных перемещений мундштука горелки
Рис. 4. Методы исполнения газовой сварки: а — левый; б — правый
Присадочная проволока для газовой сварки сталей используется та же, что и для электродов при дуговой сварке, и изготовляется по ГОСТу 2246—60. Для газовой сварки низкоуглеродистой стали используется проволока марок Св-08, Св-08А и Св-15Г. Для сварки чугуна производят особые литые чугунные стерженьки с повышенным содержанием кремния и углерода.
Для наплавки жёстких износостойких покрытий выпускаются стерженьки литых жёстких сплавов, к примеру жёсткий сплав сормайт, созданный сормовским заводом.
Вместо электродных обмазок, используемых при дуговой сварке, в газовой сварке достаточно обширно пользуются флюсами, использование которых есть нужным для газовой сварки чугуна, цветных металлов и некоторых особых сталей. Флюсы додают в ванну для образования и растворения окислов легкоплавких шлаков, прекрасно всплывающих на поверхность ванны. Во флюсы смогут вводиться присадки и восстановители, легирующие наплавленный металл.
Флюсы используются в форме порошков и паст, наносимых на главный металл либо на присадочный пруток. Воздействие флюсов на окислы возможно химическим и физическим, но довольно часто между ними тяжело совершить четкую границу.
Химическое воздействие флюсов содержится в образовании с окислами металлов легкоплавких соединений, устойчивых при больших температурах. Для химического флюсования окислов металлов главного характера, к примеру закиси железа FeO, во флюсы вводят окислы кислотного характера, к примеру двуокись кремния Si02 (кварцевый песок, толченое оконное стекло) и борный ангидрид В203 (буру, борную кислоту).
Для флюсования окислов кислотного характера, к примеру двуокиси кремния Si02, используются соединения, дающие главные окислы. С целью этого в большинстве случаев используются сода Na2C03 и поташ К2С03, дающие соответственно в зоне сварки главные окислы Na20 и К20.
Для флюсов-растворителей используют в основном галоидные соли щелочных и щелочноземельных металлов NaCl, КС1, LiCl, СаС12, NaF, KF, CaF2 и др., и углекислые и фосфорнокислые соли натрия. Для усиления действия флюсов-растворителей в них довольно часто додают бисульфаты натрия либо калия NaHS04 и KHS04.
Образующаяся свободная кислота переводит окислы металла в галоидные соли, усиливая их растворимость во флюсе и понижая температуру плавления образующегося шлака.
Использование газовой сварки обширно и разнообразно. Газовую сварку используют в самолетостроении, где преобладает сварка металлов малых толщин (1—3 мм), в производстве химической аппаратуры. Ответственное значение имеет газовая сварка в монтаже и прокладке трубопроводов самых разнообразных назначений, в особенности малых диаметров, до 100 мм. Газовая сварка есть незаменимым замечательным средством при ремонте и с целью этого обширно употребляется в ремонтных мастерских для всех видов транспорта, в сельском хозяйстве и т. д.
Уровень качества сварных соединений, делаемых газовой сваркой, выше, чем при дуговой электродами с узкой ионизирующей обмазкой, но пара уступает дуговой сварке, выполненной качественными электродами. Главная причина некоего понижения прочности сварных соединений пребывает в том, что при газовой сварке не производится легирования наплавленного металла, тогда как при дуговой сварке качественные электроды, которые содержат в обмазке ферросплавы, создают достаточно большое легирование. Так, газовая защита, снабжаемая восстановительной территорией сварочного пламени, для получения качественного сварного соединения менее действенна, чем воздействие качественных электродных обмазок при дуговой сварке.
Производительность газовой сварки, большая при малых толщинах главного металла, резко снижается с повышением его толщины. При малых толщинах (0,5—1,5 мм) газовая сварка по производительности может превосходить дуговую. С повышением толщины металла до 2—3 мм скорости газовой и дуговой сварки уравниваются, а после этого отличие в скоростях скоро, возрастает с повышением толщины металла в пользу дуговой сварки.
При малых толщинах безотносительный расход газов на 1 м сварного шва мал; неспециализированная цена 1 м сварного шва возможно меньше, чем при вторых методах сварки. С повышением толщины главного металла скоро растет цена газов и расход времени на сварку 1 м шва и газовая сварка делается дороже дуговой; отличие в стоимости скоро возрастает с возрастанием толщины главного металла. Так, экономически газовая сварка самый приемлема для сварки малых толщин металла.
К изюминкам газовой сварки направляться кроме этого отнести практически необыкновенное исполнение сварных швов за один проход. Исполнение швов за.пара проходов, т.е. в пара слоев, обширно практикуемое в дуговой сварке, практически не находит применения при газовой сварке, где частенько используется проковка шва в тёплом состоянии, дающая во многих случаях прекрасные результаты — увеличение плотности наплавленного прочности и металла шва.
Газовое пламя менее ярко, чем сварочная дуга, излучения пламени не обжигают кожи лица, исходя из этого достаточна защита глаз сварщика очками с цветными стеклами.
