Сущность газовой сварки
Сущность газовой сварки.
При газопламенной обработке металлов в качестве источника теплоты используется газовое пламя – пламя горючего газа, сжигаемого для этой цели в специальных горелках.
В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, природные газы, нефтяной газ, пары бензина, керосина и др. Наиболее высокую температуру по сравнению с пламенем других газов имеет ацетиленокислородное пламя, поэтому оно нашло наибольшее применение.
Газовая сварка- это сварка плавлением, при которой метал в зоне соединения нагревается до расплавления газовым пламенем (рис.8).
При нагреве газовым пламенем 4 кромки свариваемых заготовок 1 расплавляются вместе с присадочным металлом 2,который может дополнительно вводиться в пламя горелки 3. После затвердевания жидкого металла образуется сварной шов 5.
К преимуществам газовой сварки относятся: простота способа, несложность оборудования, отсутствие источника электрической энергии.
К недостаткам газовой сварки относятся: меньшая производительность, сложность механизации, большая зона нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке.
Газовую сварку используют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, сварке чугуна, алюминия, меди, латуни, наплавке твёрдых сплавов, исправлении дефектов литья и др.
Техника сварки.
В практике применяют два способа сварки - правый и левый (см. рис.8) При правом способе сварку ведут слева на право, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большая глубина плавления, замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе, поэтому угол разделки кромок делается не 90 °, а 60-70°, что уменьшает количество наплавленного металла и коробление. При правом способе производительность на 20-25 %выше, а расход газов на 15-20 % меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке металла толщиной боле 5 мм и металлов с большой теплопроводностью.
При левом способе сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на ещё не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При левом способе сварщик хорошо видит свариваемый металл, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе; предварительный подогрев кромок свариваемого металла обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. Благодаря этим свойствам левый способ наиболее распространён и применяется для сварки тонколистовых материалов и легкоплавких металлов.
Мощность сварочной горелки при правом способе выбирают из расчёта 120-150 дм^3/ч ацетилена, а при левом -100-130 дм^3/ч на 1 мм толщина свариваемого металла.
Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При правом способе сварки диаметр присадочной проволоки d=S/2 мм., но не более 6 мм, при левом d=S/2+1 мм, где S- толщина свариваемого металла, мм
Скорость нагрева регулируют изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемого металла (рис. 9, а).
Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука к поверхности свариваемого металла.
В процессе сварки газосварщик концом мундштука горелки совершает одновременно два движения: поперечное (перпендикулярно оси шва) и продольное (вдоль оси шва) (рис. 9) Основным является продольное движение. Поперечное движение служит для равномерного прогрева кромок основного металла и получения шва необходимой ширины.
Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные (на вертикальной плоскости), вертикальные и потолочные швы. Горизонтальные и потолочные швы обычно выполняют правым способом сварки, вертикальные снизу вверх - левым способом.
studfiles.net
7.2.3.Технология газовой сварки
Края свариваемых заготовок 1 (рис. 7.4) расплавляются высокотемпературным газовым пламенем 4, а зазор между ними заполняется присадочным металлом 2, образуя общую ванночку, а после кристаллизации - сварной шов.Приемы газовой сварки приведены на рис. 7.6.
Пост газовой сварки с питанием от баллонов включает баллоны (кислородный и ацетиленовый), редуктор, горелку и шланги. По принципу действия газовые горелки бывают инжекторные - низкого давления и безинжекторные - высокого или среднего давления.
Присадочный металлвыбирают в зависимости от состава сплава свариваемого металла в виде прутка или проволоки, которые вводят в пламя горелки, где он расплавляется и стекает в ванночку, смешиваясь с расплавленным основным металлом и образуя сварной шов.
Газовая сварка цветных металлов и сплавов: меди, латуни, алюминия и бронз, осуществляется ацетиленокислодным пламенем. Присадочным металлом служат соответственно медные прутки, включающие в качестве раскислителя фосфор и кремний, латунный провод с присадкой до 0,5%Sіи алюминиевый провод или стрежни такого же состава, что и основной металл. Все сорта бронз свариваются удовлетворительно.
а) б)
Рис. 7.6. Приемы газовой сварки:
а - вправо; б — влево
Оловяные бронзы чаще сваривают ацетиленокислодным пламенем с применением тех же флюсов, что и при сварке меди (присадочный металл - фосфористая бронза или латунь).
Сварка пластмасспроизводится с помощью теплоносителя (нагретый газ или инструмент). В судоремонте в качестве теплоносителя применяется нагретый до 180-2200С газ (воздух, азот, углекислый газ) и нагретый инструмент (пластина, паяльник и пр.). После удаления инструмента или разогрева поверхностей свариваемых деталей их сдавливают, чем и обеспечивают сварку.
7.3. Пайка, склеивание и клепка
7.3.1. Физическая сущность пайки и склеивания материалов
При пайке сближение частиц припоя и основного металла и образование межатомных связей по всей поверхности контакта заготовок осуществляется за счет диффузии расплавленного припоя, проникающего в их нагретые поверхностные слои.Припой- металлический сплав, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых материалов. Температура пайки обычно на 10-300С выше температуры ликвидуса припоя.
При пайке, так же как и при сварке, образованию межатомных связей по всей поверхности контакта деталей предшествует сближение частиц припоя и основного металла – образование физического контакта. Чем быстрее и надежнее протекает этот процесс, тем лучше припой смачивает поверхность металла и растекается на ней. Смачиваемость определяет такое важное свойство, как капиллярное проникновение в узкие зазоры между соединяемыми деталями. Она оценивается углом 
(рис. 7.7). Чем меньше угол
, тем выше смачиваемость. Наличие на поверхности окисных, жировых и вторых посторонних пленок увеличивает
и резко ухудшает смачиваемость. Поэтому металлы перед пайкой обязательно проходят механическую или химическую очистку, а пайку производят либо с применением флюсов, либо в камерах с защитной нейтральной или активной атмосферой.
а) б) в)
Рис. 7.7. Положение капли припоя на поверхности металла:
а) - припой не смачивает поверхность (металл покрыт толстой оксидной пленкой),
б) - припой плохо смачивает поверхность, в) - припой хорошо смачивает поверхность.
Качество паяных соединений (прочность, плотность, коррозионная стойкость и др.) в значительной степени зависит от следующих побочных процессов, протекающих в зоне пайки.
1. Растворение соединяемых материалов в припое и как следствие - изменение его химического состава и температуры плавления, а также структуры и механических свойств паянного шва.
2. Диффузия элементов припоя в основной металл. Это приводит к изменению химического состава и механических свойств околошовных зон.
3. Образование химических соединений из элементов, входящих в состав припоя и основного металла - интерметаллидов. Их большая хрупкость снижает пластичность и прочность паяных соединений.
4. Возможность закалки или разупрочнения металла в околошовных зонах.
При склеиваниинеразъемное соединение получается за счет адгезии (прилипаемости), когезии (собственной прочности) и механического сцепления клеевой пленки с поверхностями склеиваемых заготовок.
Прочность сцепления клеевых соединений зависит в основном от адгезии и когезии. Для объяснения физико-химической сущности адгезии существует три теории: адсорбционная, электрическая и диффузионная.
Адсорбционная теориярассматривает адгезию как чисто поверхностный процесс, аналогичный адсорбции; пленка удерживается на поверхности материала в результате действия межмолекулярных сил.
Электрическая теориярассматривает адгезию как результат действия электростатических и ван-дер-ваальсовых сил.
Диффузионная теорияпредполагает, что при образовании связи между неполярными полимерами электрический механизм адгезии невозможен, и адгезия обусловливается переплетением макромолекул поверхностных слоев в результате их взаимодиффузии.
Качество клеевых соединений (прочность) можно повысить путем механического сцепления пленки клея с шероховатой поверхностью материала; для этого перед склеиванием поверхности обрабатывают наждачной бумагой.
studfiles.net
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ. СУЩНОСТЬ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы
Сущность процесса газовой сварки заключается в том, что свариваемый и присадочный металлы расплавляются за счет тепла пламени горелки, получающегося при сгорании какого-либо горючего газа в смеси с кислородом.
Наиболее распространенным газом является ацетилен. В процессе сварки металл соприкасается с газами пламени, а вне пламени - с окружающей средой, обычно с воздухом. В результате металл подвергается изменениям, характер которых зависит от свойств металла, способа и режима сварки. Наибольшим изменениям подвергается металл, расплавляющийся в процессе сварки. При этом изменяется содержание примесей и легирующих добавок в металле. Одновременно может происходить обогащение его кислородом, в некоторых случаях и водородом, азотом, углеродом. Одним из наиболее распространенных процессов, происходящих при взаимодействии пламени с металлом, является окисление.
При сварке сталей в металле сварочной ванны образуется закись железа FeO, которая реагирует с кремнием и марганцем внутри сварочной ванны; вредные примеси выводятся в шлак либо удаляются в виде газов. Для предотвращения окисления кромок металла и извлечения из жидкого металла окислов и неметаллических включений применяются флюсы. Расплавленные флюсы в основном нерастворимы в металле и образуют на поверхности металла пленку шлака. Шлак предохраняет металл от воздействия газов пламени и атмосферных газов.
В процессе газовой сварки, кроме расплавления металла сварочной ванны, происходит нагрев основного и свариваемого металла до достаточно высоких температур, приближающихся к температуре плавления на границе раздела со сварочной ванной. Поэтому при сварке
одновременно происходит ряд сложных процессов, связанных с расплавлением металла, его взаимодействием с газами и шлаками, последующей кристаллизацией, а также с нагревом и охлаждением металла в твердом состоянии как в пределах шва, так и в основном металле и в зоне термического влияния. Расплавленный металл сварочной ванны представляет сплав основного и присадочного металлов. В результате взаимодействия газов пламени и флюсов он изменяет свой состав. По мере удаления пламени горелки металл кристаллизуется в остывающей части ванны. Закристаллизовавшийся металл сварочной ванны образует металл шва. Шов имеет структуру литого металла с вытянутыми укрупненными кристаллами,
направленными к центру шва. Наибольшее применение в
промышленности из множества видов газопламенной обработки имеют сварка, пайка и кислородная резка. Наиболее известные виды приведены в табл. 48.
Таблица 48
| Виды газопламенной обработки
|
Для газовой сварки необходимы следующие сварочные материалы, оборудование, приспособления и специальные средства для безопасной работы: газы: кислород и горючий газ (ацетилен или его заменители); присадочная проволока для сварки или наплавки; оборудование и аппаратура: кислородные баллоны для хранения запаса кислорода, подаваемого из баллонов в горелку или резак; кислородные редукторы для понижения давления кислорода; ацетиленовые генераторы для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовые баллоны, в которых ацетилен находится в растворенном состоянии; ацетиленовые редукторы для понижения давления ацетилена, отбираемого из баллона;
специальные баллоны или емкости для сжиженных газов, бачки с насосом для создания в них давления; сварочные, наплавочные, закалочные и другие горелки с набором наконечников для нагрева металла различной толщины; кислородные и другие резаки с комплектом мундштуков и приспособлений для резки и т. д.; резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и любого горючего газа в горелку или резак; принадлежности для сварки и резки: очки с
затемненными стеклами (светофильтры) для защиты глаз от яркости сварочного пламени, молоток, набор ключей для накидных гаек горелки и резака, стальные щетки для очистки сварного шва и кромок деталей перед сваркой; сварочный стол и приспособление для сборки и фиксации деталей при прихватке и сварке; флюсы или сварочные порошки. Для газосварщика рабочим местом является сварочный пост в комплексе с соответствующей аппаратурой и приспособлениями.
Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий - неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков …
Наиболее распространенные виды дефектов в сварных швах
Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативно-технической документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозионную стойкость и свойства сварных соединений. Сварные соединения, выполненные …
Противопожарные мероприятия
Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные мероприятия. Постоянно следить за наличием и исправным состоянием противопожарных средств (огнетушителей, ящиков с сухим песком, лопат, пожарных рукавов, асбестовых покрывал и т. д.). …
msd.com.ua
Преимущества газовой сварки и недостатки газовой сварки
Преимущества газовой сваркиНедостатки газовой сваркиОсобенности газовой сварки
Сварка в первоначальном своём виде существовала ещё в культурах древнего Египта. Можно с небольшой погрешностью считать, что сваривать, спаивать металлы люди научились одновременно с освоением иных способов обработки металлов. Конечно, эффективность древних методик сварки была далека от современных способов, но многие сваренные столетия назад конструкции до сих пор служат креплениями сооружений, дворцов, храмов. Например, практически вся архитектура эпохи Возрождения держится на сварных конструкциях.
Это возможно покажется удивительным, но вначале человек открыл и усовершенствовал электросварку, а уже впоследствии, в 1903 году французы изобрели аппарат для газовой сварки. В нём применялся ацетилен и кислород. В общем-то, его конструкция и принцип действия до сих пор не изменились и применяются уже в современных аппаратах. Конечно, попутно вносились определённые усовершенствования. Менялось вспомогательное оборудование, совершенствовались кислородные баллоны, редукторы, материалы, используемые в качестве прокладок и т.д.
У газовой сварки, как и у электродуговой, лазерной, есть свои достоинства и недостатки, обязательные к тому, чтобы их учитывать во время выбора способа сваривания. Ведь, в конечном итоге, важны качество шва и минимизация затрат на сваривание.
- Не нужно сложного дорогого оборудования и дополнительного источника электроэнергии. Таким образом, сваривать можно даже в чистом поле. Кстати, все нефтепроводы, создаваемые в промежутке между 1926 и 1935 годами, сваривались именно с помощью газовой сварки. Эта же особенность позволяет проводить ремонтные работы в самых разных частях зданий, сооружений, областях и регионах.
- Можно в очень широких пределах варьировать мощностью пламени, сваривая металлы с самыми разными температурами плавления.
- Чугун, медь, свинец и латунь лучше свариваются с помощью газовой сварки.
- При правильном выборе марки присадочной проволоки, мощности и вида пламени, получаются высококачественные швы. Когда подтвердилось высокое качество получаемых швов, газоацетиленовой сварке доверялись самые ответственные производственные участки.
- Медленный нагрев и остывание свариваемых поверхностей.
- Сварщик может легко варьировать температурой пламени. Оказывается, при изменении угла наклона пламени к свариваемой поверхности меняется также температура. Если пламя расположено по нормали, то его температура максимальна.
- Прочность получаемых при газовой сварке швов может быть выше, чем при электродуговой сварке с применением электродов низкого качества.
- Газовая сварка позволяет сваривать, резать и закалять металлы.
На рисунках показаны баллоны используемые для газовой сварки.
- Большая зона нагрева. Близлежащие к месту сварки термически неустойчивые элементы могут быть повреждены из-за повышенной зоны нагрева.
- С толщиной падает производительность. Сварка металлов толщиной более 5 миллиметров невыгодна. В этих случаях применяют электродуговую сварку.
- При соединении внахлёст металлов толщиной более 3 миллиметров применять газовую сварку не рекомендуется, потому что возникают напряжения в металле, которые могут привести к деформации и разрушению места спайки.
- При газовой сварке применяются достаточно опасные вещества, дающие с кислородом воздуха взрывные смеси (водород, ацетилен и т.д.) Газовые баллоны, применяемые при сварке, должны быть максимально удалены от органических веществ (жиров, масел, углеводородов). Несоблюдение правил техники безопасности может привести к пожарам и взрывам.
- Медленный нагрев и остывание свариваемых поверхностей.
- Практически не поддаётся механизации, в отличие от электродуговой сварки.
- При газовой сварке не получается легировать наплавляемый металл. В то же время, качество швов, получаемых электродуговой сваркой очень сильно зависит от применяемых электродов и специальной обмазки.
- Высокоуглеродистые стали не рекомендуется сваривать с помощью газовой сварки.
На данном рисунке показано устройство газового резака.
Вы наверняка заметили, что среди преимуществ и недостатков мы одновременно отметили медленные скорости нагревания и остывания. В действительности, это качество является и достоинством и недостатком газовой сварки. Достоинство заключается в том, что многие металлы и сплавы требуют мягких (постепенного нагрева) условий при сваривании. Например, цветные металлы и некоторые инструментальные стали хорошо свариваются именно с помощью газовой сварки.
- При газовой сварке чаще всего получают стыковые и торцовые соединения.
- Чем чище кислород, тем выше скорость резки, меньше расход кислорода и чище получаемая кромка. В настоящее время применяются три сорта кислорода.
Совершенно очевидно, что газовая сварка прочно заняла своё место (нишу) и наверняка ещё долгое время будет применяться в самых разных отраслях и производствах.
Источник: https://best-stroy.ru Нажми «Нравится» и читай нас в Facebook- ВКонтакте
- Одноклассники
Сохранить изменения?
best-stroy.ru
