Теоретичні відомості. Газове зварювання відноситься до способів зварювання плавленням, з використанням для плавлення металу у зоні зварювання теплоти полум’я

Газове зварювання відноситься до способів зварювання плавленням, з використанням для плавлення металу у зоні зварювання теплоти полум’я, що виділяється при спалюванні горючих газів у суміші з киснем приготовленої за допомогою спеціального пальника.

Основним горючим газом використовується ацетилен С₂Н₂, який має найбільшу температуру полум’я. Ацетилен одержують у спеціальних апаратах – ацетиленових генераторах або беруть з балонів, які заряджаються на спеціальних станціях.

В якості окислювача горючих газів використовують кисень О₂, який отримують з повітря методом зрідження на кисневих заводах. Як присаджувальний матеріал, який за хімічним складом повинен бути близьким до хімічного складу виробів що зварюються, використовують дріт, прутки або металеві гранули і порошки.

Для захисту розплавленого металу від окислення та видалення з нього оксидів використовують буру, борну кислоту, оксиди та фтористі солі барію, калію, літію, натрію.

Газове зварювання використовується при виготовленні та ремонті виробів з тонколистової сталі (товщиною до 8 мм), при зварюванні чавуну, алюмінію, міді, латуні та при виправленні дефектів литва.

Основним обладнанням для газового зварювання є ацетиленові генератори, зварювальні пальники, кисневі та ацетиленові, газові редуктори та запобіжні затвори.

За конструкцією є три типи генераторів: контактні, „вода на карбід” і „карбід на воду”.

У контактних генераторах весь карбід кальцію знаходиться у контакті з водою і при накопиченні ацетилену вода витісняється з робочої камери генератора внаслідок чого рівень води у робочій камері піднімається і виробництво ацетилену збільшується. Ці генератори мають найпростішу конструкцію і малу продуктивність(0,8...1,2 м³/год). Вони виготовляються у вигляді переносних установок, найпопулярніших нині.

У генераторах типу „вода на карбід” вода періодично подається у вигляді крапель, на грудки карбіду кальцію, вихід ацетилену становить 30-90%, а продуктивність 1,25...3,0 м³/год.

Найбільший вихід ацетилену(до 95%) високої якості і продуктивності 10..35 м³/год мають генератори типу „карбід на воду”, але належать до найскладніших за конструкцією.

Для запобігання вибуху у випадку так званого „зворотного удару” призначені запобіжні затвори, які бувають рідинні та сухі. Рідинні затвори заливають водою, сухі заповнюють пористою керамічною масою. Запобіжні затвори встановлюють між ацетиленовим генератором і пальником.

Кисневий і ацетиленовий балони мають ємність 40 л. Кисень зберігається в балоні в стисненому стані під тиском 15МПа, а ацетилен в розчиненому стані під тиском не більше 1,6МПа. Для забезпечення вибухобезпечного зберігання ацетилену балони заповнюють пористою масою (пемза, деревне вугілля, інфузорну землю).

Для зниження тиску газу до величини робочого тиску та для автоматичного підтримування його сталим використовують газові редуктори.

Робочим інструментом зварювальника для утворення ацетилено-кисневої суміші є зварювальні пальники. Частіше використовують пальники інжекторного типу (рис. 58.1).

Рис. 58.1. Схема інжекторного зварювального паяльника.

1 – мундштук; 2 – наконечник; 3 – камера змішування; 4 – інжектор; 5 – регулювальні вентилі; 6 – приєднувальні штуцери.

До інжекторного пальника підводиться кисень під тиском 0,3...0,4МПа, який витікаючи з великою швидкістю до камери змішування 3 утворює в ній значне розрідження та сприяє підсмоктуванню ацетилена, що подається під малим тиском (0,001МПа).

Згорання ацетилено-кисневої суміші утворює зварювальне полум’я (рис. 58.2).

Рис. 58.2. Схема зварювального полум’я.

1 – ядро; 2 – зварювальна (середня зона); 3 – факел.

Найбільша температура полум’я (3150°С), якою здійснюється зварювання, утворюється у зварювальній (середній) зоні на відстані 2...4мм від кінця ядра.

Залежно від співвідношення кисню й ацетилену, що подаються у пальник, розрізняють нормальне, окислювальне (з надлишком кисню) та навуглецювальне (з надлишком ацетилену). У більшості випадків використовують нормальне полум’я. Для зварювання високо вуглецевих сталей і чавунів використовують навуглецювальне полум’я, а для зварювання латуней – окислювальне.

Технологічний режим газового зварювання залежить від вибору способу зварювання, марки і діаметра присаджувального дроту та потужності зварювального полум’я.

В практиці застосовують два способи зварювання – правий і лівий. При правому способі зварювання пальник ведуть зліва направо, а полум’я спрямоване на щойно утворений шов. Це забезпечує більшу глибину проплавлення, кращий захист зварювальної ванни та вищу продуктивність (20...25%). Правий спосіб доцільно застосовувати при зварюванні металу товщиною більше 5 мм та металів з великою теплопровідністю.

При використанні лівого способу пальник ведуть попереду полум’я. При цьому краще видно місце зварювання, що знижує небезпеку перепалу метала.

Лівий спосіб використовується для зварювання металу товщиною менше 5 мм.

Діаметр присаджувального дроту d_e вибирають залежно від способу зварювання і товщини зварювального металу S. Для правого способу зварювання: d_e= S/2, мм; для лівого - d_e=1+ S/2, мм.

Теплова потужність зварювального полум’я визначається витратою ацетилену, що проходить за одну годину через пальник і регулюється зміною наконечників, які мають різний діаметр вихідного отвору.

Потужність полум’я (витрати ацетилену) v_a, л/год визначають залежно від товщини деталей, що зварюють. Для зварювання вуглецевих сталей:

, де k – коефіцієнт пропорційності (для правого способу – k=120...130, для лівого – k=100...130).

За визначеною потужністю полум’я вибирають номер наконечника (розмір отвору) зварювального пальника.

Контрольні запитання

1. Яка сутність газового зварювання?

2. Які гази застосовуються для газового зварювання?

3. Яке обладнання застосовують при газовому зварюванні?

4. Як визначити потужність полум’я пальника?

5. Як визначити діаметр присаджувального дроту?

Поиск по сайту: