Файл: Корсунов В.М. В помощь молодому газосварщику.pdf

лагаются с выделением газов или паров воды. Для пред­ упреждения образования пор в шве необходимо перед сваркой зачищать кромки изделия и присадочную про­ волоку. Нельзя сразу отводить горелку от расплавлен­ ной сварочной ванны, ибо в этом случае металл за­ твердевает быстро, газы не успевают полностью выйти из него и образуют поры. Пористый шов необходимо вырубить и заварить вновь.

Трещины в шве — один из самых опасных дефектов, так как снижают прочность сварных содинений. Образу: ются они как в наплавленном металле, так и в основном (в зоне термического влияния) при сварке закаливаю­ щихся сталей, жестких узлов, при высоком содержании серы в металле шва. Для предупреждения образования трещин свариваемое изделие необходимо подогревать перед сваркой, не допускать жестких креплений, пра­ вильно выбирать присадочную проволоку. Участки шва с трещинами следует вырубать и заваривать вновь.

Шлаковые включения возникают в швах вследствие плохой очистки кромок и проволоки от загрязнений или в случае применения окислительного пламени. Они ос­ лабляют шов.

Пережог металла получается при сварке окислитель­ ным пламенем. При пережоге зерна металла покрывают­ ся пленкой окислов, связь между зернами ослабляет­ ся, металл становится хрупким. Пережженный металл необходимо удалить из шва и заварить разделку заново. Пережог обнаруживается при металлографических ис­ следованиях образцов, вырезанных из сварного соеди­ нения.

Перегрев металла шва и околошовной зоны получает­ ся при. слишком малой скорости сварки. Перегретый металл имеет крупнозернистую структуру и обладает низкими механическими свойствами.

100

СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРКИ

Качество сварных соединений проверяют следующими способами: наружным осмотром, механическими испы­ таниями, металлографическими исследованиями, просве­ чиванием гамма-лучами или рентгеновыми лучами, ис­ пытанием на плотность.

Наружным осмотром выявляют смещение кромок, пе­ рекосы свариваемых частей, подрезы, непровары в кор­ не Щва (если он доступен для осмотра), наружные тре­ щины, поры, неравномерность высоты и ширины шва.

Сварные соединения подвергаются испытаниям на разрыв, загиб, удар. Для труб с толщиной стенки до 12 мм испытания на удар не делают, а испытание на за­ гиб заменяют испытанием на сплющивание. При массо­ вом производстве мелких изделий образцы для испыта­ ний вырезают непосредственно из изделий. В случае небольшого количества деталей, а также при изготовле­ нии крупных изделий одновременно со сваркой изделия заваривают контрольную планку или стык трубы из того же материала, что и изделие, и в тех же условиях. Из контрольной планки или стыка изготавливают 2 образца на разрыв, 2 — на загиб, 3 — на удар (при S = 12 мм) и 1—для микрошлифа.

При металлографических исследованиях обнаружи­ вают трещины, непровары, шлаковые включения, поры, а также изучают структуру металла шва и околошовной зоны.

Просвечивание рентгеновыми или гамма-лучами по­ зволяет обнаружить дефекты внутри шва без разруше­ ния сварного соединения. Этим способом выявляют не­ провары, шлаковые включения, трещины, поры.

Рентгеновые и гамма-лучи проникают через металл, но частично в нем поглощаются. Чем больше толщина металла, тем меньше лучей проходит через него. Если с

101

обратной стороны шва поместить фотопленки в специ­ альной кассете и пропустить лучи, то, проходя через ме­ талл, они будут рассеиваться. В месте дефекта (трещи­ на, непровар) лучи поглощаются меньше и фотопленка засветится сильнее. При проявлении пленки дефектные места будут в виде темных пятен. Гамма-лучи излуча­ ются радиоактивными веществами: кобальтом, мезоторием, радием и др. Ампула с радиоактивным веще­ ством хранится в свинцовом футляре, защищающем окружающих людей от облучения.

Испытание на плотность осуществляется водой и ке­ росином. Закрытые сосуды, баки, трубы чаще всего испытывают водой. Для этого сосуд или трубу заполня­ ют водой до полного вытеснения воздуха. С помощью гидравлического насоса создают давление, в 1,5—2 раза превышающее рабочее, выдерживают около 5 минут и осматривают шов. В местах сквозных дефектов обна­ руживается течь или потение. Гидравлическим испыта­ нием проверяют не только плотность, но и прочность изделий.

При испытании керосином сварной шов с одной сто­ роны обмазывается мелом, а с другой смачивается керо­ сином; в местах дефектов через некоторое время на меловой обмазке появляются пятна. Этим способом контролируется плотность крупных тонкостенных резер­ вуаров, не работающих под давлением.

КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И УСЛОВИЯ РЕЗКИ

Процесс кислородной резки основан на способности предварительно нагретых до определенной температуры металлов сгорать в струе чистого кислорода с выделе­

102

страняется на всю его толщину с образованием проре­ зи 7. Появившиеся при горении расплавленные окислы (шлак) 8 выдуваются струей режущего кислорода.

В процесе окисления металла выделяется в несколько раз больше тепла, чем его вводится подогревающим пла­ менем. Однако исключить подогрев места реза нельзя, так как тепло реакции горения металла выделяется ни­ же поверхности разрезаемого металла, наружные же слои нагреваются до температуры воспламенения подогрева­ ющим пламенем. При его отсутствии струя режущего кислорода встречает холодную поверхность металла и не воспламеняет ее, в результате чего резка прекращается.

Газовой резке подвергаются не все металлы, а толь­ ко те из них, которые удовлетворяют следующим усло­ виям:

1.Температура воспламенения металла должна быть ниже температуры его плавления, чтобы он загорался в нерасплавленном состоянии. Если температура воспла­ менения ниже температуры плавления, то металл будет расплавляться и вытекать из прорези, но не сгорать. В этом случае кромки вырезаемого изделия получаются неровными и перегреваются.

2.Температура плавления окислов, образующихся при резке, должна быть ниже температуры плавления разрезаемого металла. В противном случае окислы не будут удаляться из прорези, что послужит препятстви­ ем доступу кислорода к металлу для его горения, и резка прекратится.

3.Окислы должны быть жидкотекучими и легко уда­ ляться из прорези. Тугоплавкие окислы плохо выдувают­ ся кислородной струей и тем самым препятствуют окис­ лению нижележащих слоев металла, что тормозит про­ цесс резки.

4.Количества теплоты, выделяющейся при сгорании

104

металла в кислородной струе, должно быть достаточно Для нагрева очередных слоев металла до температуры воспламенения, иначе процесс резки прекратится.

5. Теплопроводность металла не должна быть слиш­ ком высокой, так как в противном случае теплота, вво­ димая подогревающим пламенем и выделяемая при окислении металла, будет настолько интенсивно отво­ диться от места резки, что невозможно будет нагреть металл до температуры воспламенения.

6. В металле должно быть ограниченное количество примесей, ухудшающих процесс резки.

Полностью удовлетворяют перечисленным условиям только малоуглеродистые и низколегированные стали.

Чистое железо воспламеняется при температуре 1050°. Углерод повышает температуру воспламенения стали. У малоуглеродистой стали она равна 1300—1350°. С увеличением содержания углерода до 2% температура воспламенения становится равной температуре плавле­ ния, а у чугуна температура воспламенения выше тем­ пературы плавления. Сталь, содержащая углерод до 0,4%, хорошо поддается резке. При наличии углерода в пределах 0,5—4,0% процесс резки ухудшается, а даль­ нейшее увеличение количества его в стали делает невоз­ можной резку. Влияние углерода на процесс резки мож­ но проследить по содержанию чистого железа в шлаке, выдуваемом из прорези. При резке малоуглеродистой стали в шлаке содержится 15—20% чистого железа, а при резке чугуна шлак состоит из несгоревшего железа с небольшим количеством окислов его и входящих в со­ став чугуна примесей. Кромки изделий из среднеуглеро­ дистых сталей после резки закаливаются, что может привести к образованию трещин и затруднит механиче­ скую обработку вырезанных деталей. В этом случае применяется предварительный и последующий нагрев изделий для снижения твердости металла.

105

Марганец, сера, фосфор, никель, молибден, ванадий, медь в количествах, в которых они обычно содержатся в углеродистых и низколегированных сталях, не оказыва­ ют существенного влияния на процесс резки.

Кремний, хром и алюминий затрудняют резку стали вследствие образования тугоплавких окислов.

Резка высоколегированных хромистых, хромоникеле­ вых, марганцовистых и других сталей обычным спосо­ бом невозможна. При резке этих сталей вместе со стру­ ей режущего кислорода в прорезь подают флюс (желез­ ный порошок, песок), который растворяет тугоплавкие окислы и повышает их температуру, что способствует легкому удалению шлаков из прорези и непрерывности процесса. Такой процесс называется кислородо-флюсо­ вой резкой.

Резка меди и ее сплавов, а также чугуна возможна только с применением соответствующих флюсов.

РЕЗАКИ

Резак служит для образования подогревающего пла­ мени и подачи струи режущего кислорода.

Резаки классифицируются следующим образом:

1)по методу резки — для кислородной и кислородо­ флюсовой;

2)по характеру реза — для разделительной или по­ верхностной резки, для срезывания заклепок;

3)по роду горючего—для ацетилена, газов-замени­ телей ацетилена (природный, паролизный, городской газы), для жидких горючих (керосин, бензин);

4)по способу передвижения — для ручной или ма­ шинной резки.

Газосварщику обычно приходится иметь дело с руч­ ными ацетилено-кислородными резаками.

Ниже дано описание устройства и работы ручного

106

ацетилено-кислородного резака типа УР-49. Выпускае­ мые в настоящее время резаки типа «Пламя» имеют аналогичное устройство.

Резак (рис. 24) состоит из рукоятки 8, ниппелей для ацетиленового 6 и кислородного 5 шлангов, ацетилено­ вой 7 и кислородной 4 трубок, корпуса 9 с ацетилено­ вым 10 и кислородным 3 вентилями для регулирования подогревающего пламени, инжектора 11, смесительной камеры 12, трубки смеси 13, головки 14 с внутренним 16 и наружным 15 мундштуками, трубки режущего кисло­ рода 1 и вентиля 2 для регулирования подачи режущего кислорода.

Рис. 24. Схема резака типа УР:

/—трубка режущего кислорода; 2—вентиль режущего кислорода; 3— кислород­

Кислород для подогревающего пламени поступает через ниппель 5, трубку 4, вентиль 3, инжектор 11 в смесительную камеру. Выходя из инжектора с боль­ шой скоростью, кислород создает разрежение в ацетиле­ новых каналах, благодаря чему в смесительную камеру

107