Режимы газовой сварки
Определение параметров режима газовой сварки
Лабораторная работа № 8
Цель работы:
Освоить расчет основных параметров режима газовой сварки стыкового соединения.
Научиться правильно выбирать необходимое оборудование и материалы для газовой сварки.
Краткие теоретические сведения
Метод газовой сварки прост, универсален, не требует дополнительного оборудования и используется в заводских условиях, а также при строительно-монтажных и ремонтных работах во всех отраслях народного хозяйства.
Газовая сварка широко применяется для соединения низко и среднеуглеродистых, а также легированных (хромированных, содержание до 0,2% углерода) сталей толщиной до 3 мм. Применение газовой сварки для соединения сталей толщиной свыше 3-4 мм возможно, но нецелесообразно, электродуговые методы более совершенные и производительные.
Перед сваркой детали подвергаются определенной подготовке, что включает следующие операции: очистку свариваемых кромок, разделку кромок под сварку (если это необходимо) и наложение прихваток для соединения свариваемых листов или деталей.
Наложение прихваток необходимо для того, чтобы положение свариваемых деталей и зазор между ними сохранились постоянными в процессе сварки.
Длина прихваток, расстояние между ними и порядок наложения зависят от толщины свариваемого метала и длины шва (табл. 8).
Таблица 8
Параметры прихвата
| Толщина свариваемой детали S, мм | Длина шва L, мм | Длина прихвата l, мм | Расстояние между прихватами, мм |
| До 5 ≥ 5 | 150−200 ≥ 200 | До 5 20−30 | 50−100 300−500 |
Прихватку необходимо произвести на тех же режимах, что и процесс сварки шва, так как непровар в прихватах может привести к браку всего сварного соединения.
К параметрам режима сварки относятся: мощность пламени, диаметр присадочной проволоки, расход присадочного материала, состав пламени.
Выбор режима сватки зависит от теплофизических свойств свариваемого материала, габаритных размеров и форм изделия. Большое влияние на режим сварки оказывает используемый способ сварки (левый, правый) и положение свариваемого шва в пространстве.
Диаметр сварочной проволоки присадочного металла для сварки всех сталей подбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и в пределах толщины до 15 мм может быть определен по следующим эмпирическим формулам:
для левого способа сварки
,
для правого способа сварки
,
где d − диаметр проволоки, мм; S – толщина металла, мм.
При сварке сталей толщиной более 15 мм диаметр проволоки на практике всегда применяют равный 6−8 мм. Присадочная проволока по своему химическому составу должна быть близка к химическому составу свариваемого металла.
Для предлагаемых в данной работе заданиях сталей рекомендуется выбрать следующие марки проволоки:
для низкоуглеродистых сталей – Cв-08; Cв-08А; Cв-12ГС; Cв-08ГС; Cв-08Г2С;
для среднеуглеродистых сталей – Cв-08ГА; Cв-10ГА; Cв-08ГС;
для легированных сталей:
хромомолибденовые – Cв-08; Cв-08А; Cв-10Г2;
молибденовые – Cв-18ХМА; Cв-19ХМА;
хромистые – Cв 19ХГС; Cв 13ХМА; Cв-08; Св-08А.
Для газовой сварки необходимо, чтобы сварочное пламя обладало достаточной тепловой мощностью.
Мощность газокислородного пламени или часовой расход горючего газа μ, л/ч, определяется количеством ацетилена, проходящего за один час через горелку, а последнее зависит от толщины свариваемого металла и способа сварки.
При расчетах мощность пламени можно определить по следующим эмпирическим формулам:
,
где КМ – коэффициент пропорциональности, представляет собой удельный расход ацетилена, л/ч, необходимый для сварки данного металла толщиной 1 мм.
Для сварки сталей, содержащих углерод до 0,25%, при правом способе КМ выбирается из расчета 120−150 л/ч ацетилена, а при левом способе − 100−130 л/ч. Причем, меньшие значения принимают при сварке легированных сталей.
Для сварки стали наибольшее применение получили горелки инженерного типа малой (Г2-04) и средней (Г3-03) мощности, работающие на ацетилене. Эти горелки имеют аналогичную конструкцию и отличаются, главным образом комплектуемыми наконечниками. Например, горелка типа Г2 комплектуется пятью наконечниками (№ 0, 1, 2, 3, и 4), горелка Г3 – семью наконечниками. Диапазоны расхода газа через наконечники соседних номеров взаимно перекрываются. Это обеспечивает взаимность плавной регулировки мощности пламени горелок путем замены наконечников и манипулирования вентилями горелки. При сварке тип горелки и номер наконечника выбирают в зависимости от толщины свариваемой стали по табл. 9. Горелки Г2-04 комплектуют четырьмя наконечниками (№ 1−№ 4), а горелки ГЗ-03 – тремя наконечниками (№ 3, 4 и 6). Остальные наконечники поставляются по особому заказу.
Прогрессивным источником газопитания передвижных сварочных постов является использование растворенного ацетилена в баллонах. Однако на сегодняшний день недостаточно производственных мощностей для удовлетворения выпуска растворенного ацетилена в баллонах. Поэтому сейчас широко применяются передвижные ацетиленовые генераторы отечественного производства.
Основным параметром, по которому выбирают генератор, является производительность ацетилена. Основные технические сведения о генераторах приведены в табл. 10.
Масса наплавленного металла GH, определяется по формуле
,
где L – длина шва, см, Fш− площадь поперечного сечения шва, см2; ρ − плотность наплавленного металла, г/см3 (для стали ρ = 7,8 г/см3).
Масса присадочного металла GЭ, кг, расходуемая на сварку шва длиной L, м, пропорциональна квадрату толщины свариваемого металла:
,
где Кп – эмпирический коэффициент, для сварки стали толщиной до 5 мм Кп = 12. При S > 5 мм принимают Кп = 9−10.
Основное время сварки Tо, ч, определяется по формуле
,
где αн – коэффициент наплавки, что в основном зависит от номера наконечника горелки. Значения коэффициента приведены в табл. 9.
Скорость газовой сварки Vсв, м/ч, можно определить по формуле
.
Расход ацетилена Wа, л, при газовой сварке определяется как производительность мощности газовой горелки на основное время сварки:
Если учесть, что в ацетиленовом генераторе выход ацетилена составляет 255 л из 1 кг карбида кальция, то расход карбида кальция можно определить, как
, где
=
.
Состав пламени определяется соотношением расхода кислорода к ацетилену. Он устанавливается по внешнему виду пламени. В процессе работы сварщик должен следить за характером пламени и регулировать его состав в зависимости от свойств свариваемых материалов. При сварке углеродистых и легированных сталей с содержанием углерода до 0,25%, это соотношение равняется 1,1−1,2.
studfiles.net
Режимы газовой сварки
- Мощность пламени
- Вид пламени
- Диаметр присадочной проволоки
Мощность пламени выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и его теплофизических свойств и регулируют подбором наконечника горелки
Номер наконечника горелки | 000 | 00 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Толщина свариваемой низкоуглеродистой стали, мм | 0,05-0,1 | 0,1-0,25 | 0,2-0,5 | 0,5-1,0 | 1,0-2,0 | 2,0-4,0 | 4,0-7,0 | 7,0-11,0 | 11,0-17,0 | 17,0-30,0 | 30,0-80,0 | св. 80,0 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ПЛАМЕНИ
Вид пламени регулируют и устанавливают на глаз в зависимости от материала свариваемых деталей
- НОРМАЛЬНОЕ
- НАУГЛЕРОЖИВАЮЩЕЕ
- ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ
ПОКАЗАТЕЛЬ | СВАРИВАЕМЫЙ МЕТАЛЛ | ||||||||
Углеродистая сталь | Легированная сталь | Чугун | Медь | Латунь | Алюминий и его сплавы | Цинк | Бронза | ||
Удельный расход (л/ч) на 1 мм толщина металла | ацетилен | 100-130 | 75 | 100-120 | 150-200 | 100-130 | 75 | 15-20 | 70-150 |
кислород | 110-140 | 80-85 | 90-110 | 165-220 | 135-175 | 80-85 | 20-25 | 80-165 | |
Соотношение ацетилена и кислорода | 1:1,1 | 1:1,1 | 1:0,9 | 1:1,1 | 1:1,3 | 1:1,1 | 1:1,1 | 1:1,1 | |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
Для сварки низко- и среднеуглеродистой стали диаметр присадочной проволоки определяют по формулам в зависимости от способа сварки и толщины металла
При левом способе: dn=S/2+1 (мм)
При правом способе: dn=S/2 (мм)
weldering.com
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Cтраница 1
| Схемы левого ( а и правого ( б способов сварки. [1] |
Режимы газовой сварки определяются в основном следующими факторами: мощностью сварочного пламени, скоростью сварки, диаметром присадочного материала, углом наклона мундштука горелки. Все эти факторы связаны с толщиной свариваемого металла. [2]
| Схемы способов газовой сварки. [3] |
Режимы газовой сварки определяются в основном следующими факторами: мощностью сварочного пламени; углом наклона мундштука горелки, диаметром присадочной проволоки или прутка. [4]
Режим газовой сварки выбирается в зависимости от тепло-физических свойств металла и его толщины. [5]
| Зависимость свойств наплавленного металла от вида пламени. [6] |
Режим газовой сварки определяется двумя параметрами: видом сварочного пламени и мощностью сварочной горелки. В зависимости от количественного соотношения поступающих в горелку кислорода и ацетилена различают три вида пламени: нейтральное, науглероживающее и окислительное. [7]
Техника и режим газовой сварки ( направление движения горелки, наклон ее наконечника по отношению к основному металлу, скорость сварки, мощность пламени, диаметр присадочной проволоки и химический состав флюсов) оказывают большое влияние как на производительность, так и на качество сварного соединения. [9]
Основными параметрами режима газовой сварки являются характер и мощность сварочного пламени, диаметр присадочной проволоки, скорость сварки. Выбор режима зависит от вида и толщины свариваемого металла и конструкции изделия. На характер газовой сварки большое влияние оказывает техника наложения сварочных швов. [10]
| Зависимость свойств наплавленного металла от вида пламени. [11] |
Выбор мощности горелки при определении режима газовой сварки имеет такое же большое значение, как и выбор величины сварочного тока при электродуговой сварке. От правильного выбора мощности горелки зависит производительность процесса и качество сварки. [12]
Сварочная техника располагает необходимыми технологическими материалами ( присадочные металлы, флюсы) приемами и режимами газовой сварки для получения качественных сварных соединений из этих материалов. [13]
Сварочная техника располагает необходимыми технологическими материалами ( присадочные металлы, флюсы) приемами и режимами газовой сварки для получения качественных сварных соединений из этих материалов. [14]
Однако ее ширина значительно больше ( до 30 мм при сварке стали больших толщин) и зависит от режима газовой сварки. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
4. Проектирование технологического процесса газовой сварки
При проектировании технологического процесса газовой сварки в соответствии с вариантом задания студент выполняет расчет режимов газовой сварки стыкового или другого вида сварного соединения, производит выбор сварочной проволоки и газосварочного оборудования, заполняет технологическую карту газовой сварки.
4.1. Расчёт режимов газовой сварки углового соединения
Диаметр присадочного материала в виде сварочной проволоки, прутков или литых стержней приближенно определяется по следующим эмпирическим зависимостям: для левого способа сварки d=0,5S+l мм,d=0.5·4+1=3 мм; для правого способа сварки d=0.5S мм,d=0.5·4=2 мм, где S – толщина свариваемого материала, мм.
При толщине свариваемого материала до 3...4 мм более производительным и технологичным является левый способ сварки. При сварке материала толщиной более 15 мм диаметр сварочной проволоки берут равным 6...8 мм.
Газовая сварка осуществляется, как правило, с применением присадочного материала в виде сварочной проволоки. Стальная сварочная проволока по ГОСТ 2246 – 70 поставляется следующих диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. Газовую сварку тонких листов можно производить за счет оплавления отбортованных кромок основного материала.
Основное время газовой сварки:
где: m – масса наплавленного металла, г;
Кн – коэффициент наплавки (табл. 4.1.1.), г/мин;
KL – коэффициент длины шва. При L1000 мм KL = 1, при L200 мм КL –1,2;
Кш – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве. Для нижнего шва Кш = 1, вертикального – 1,3, потолочного – 1,6.
Скорость газовой сварки V определяется по формулам:
где: KМ – коэффициент, учитывающий свариваемый материал и способ сварки. При сварке малоуглеродистой стали левым способом Kм =14, правым – 18 мм м/ч;
4.2. Особенности расчёта режимов газовой сварки нахлёсточного, углового и таврового соединений
Методика расчёта режимов газовой сварки иахлёсточных, угловых и тавровых соединений почти такая же, как и стыковых, но имеет некоторые особенности.
Площадь поперечного сечения сварного шва нахлёсточного, углового или таврового соединений
где: Ку – коэффициент увеличения площади поперечного сечения сварного шва (раздел 3.2., табл. 3.3);
К – катет сварного шва, мм.
Газовая сварка нахлёсточных, угловых и тавровых соединений производится в один проход. Все остальные параметры режима сварки рассчитываются так же, как для стыковых сварных соединений.
4.3 Выбор сварочной проволоки
Сварочную проволоку для газовой сварки выбирают так, чтобы ее химический состав был близок к составу основного свариваемого материала. Некоторые марки сварочных проволок по ГОСТ 2246—70 приведены в разделе 3.3.
4.4.Выбор газосварочного оборудования
Выбор номера сменного наконечника сварочных горелок производится в зависимости от толщины свариваевого материала и рассчитанного значении часового расхода ацетилена (табл. 7).
Часовой расход ацетилена
где: К – коэффициент, учитывающий свариваемый материал и тип сварного соединения, К=100... 130 л/мм ч;
S – толщина свариваемого материала, мм.
Объём ацетилена Vaна газовую сварку определенного изделия можно определить по зависимости
где: – часовой расход ацетилена, л/ч;
–основное время сварки изделия, ч.
Массу карбида кальция, требуемую для получения расчетного значения объема ацетилена на газовую сварку, определяем по формуле:
где: – расчётное значение объема ацетилена на газовую сварку, л;
–выхол ацетилена в литрах при взаимодействии 1 кг карбида кальция с водой, 235...285 л/кг.
Объём кислорода на газовую сварку изделия:
где: 1,1 – соотношение кислорода и ацетилена, подаваемых в сварочную горелку;
–объём ацетилена на газовую сварку изделия, л;
–часовой расход кислорода, л/ч;
–основное время газовой сварки (раздел 4.1), ч.
Давление кислорода в баллоне, необходимое для выполнения газовой сварки изделия, определяется по формуле:
где: – объём кислорода на газовую сварку изделия, л;
–давление кислорода полностью заправленного баллона, =15 МПа;
–объём кислорода полностью заправленного баллона, =6000 л;
–остаточное давление кислорода в баллоне, = 0,15...0,20 МПа.
Для ручной ацетилено-кислородной сварки, наплавки, пайки и подогрева изделий чаще применяют инжекторные сварочные горелки малой мощности Г2-04 с номерами сменных наконечников 0, 1, 2, 3, 4 и инжекторные сварочные горелки средней мощности Г2-04с номерами сменных наконечников 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Эти сварочные горелки заменили ранее выпускавшиеся горелки малой мощности Г2-02, «Звёздочка», «Малютка» и средней мощности – ГС-3, «Звезда», «Москва».
При выполнении газовой сварки кроме сварочной горелки необходимо иметь ацетиленовый генератор (табл. 4.1.2.), кислородный баллон, кислородный редуктор, шланги, вспомогательное оборудование и защитные средства.
Таблица 4.1.1. Техническая характеристика сменных наконечников инжекторных сварочных горелок малой и средней мощности
| Номер сменного наконечника | Толщина свариваемого метала S, мм | Коэффициент наплавки кнг/мин | Часовой расход ацетилена Va, л/ч | Часовой расход кислорода Vкл/ч | Масса ГЗ-03 с наконечником, кг |
| 3 | 4 | 7 | 230 | 260 | 0,59 |
Выберем ацетиленовый генератор марки ГРВ-3.
Таблица 4.1.2. Техническая характеристика переносных и передвижных ацетиленовых генераторов среднего давления
| Марка | Производительность, м3/ч | Рабочее давление ацетилена, МПа | Единовременная загрузка карбида кальция, кг | Масса генератора кг |
| ГРВ-3 | 3 | 0,015-0,030 | 8,0 | 110 |
СПИСОК ИСНОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1). «Проектирование технологического процесса сварки». Методические указания к расчётно – графической работе по материаловедению и технологии конструкционных материалов. Под ред. В.А. Валетова и В.А. Курочкина.
studfiles.net
