Файл: Ершов А.В. Газосварщик.pdf

пература ядра около 1000° С. Во второй вос­ становительной (средней) зоне имеется слегка голубоватый цвет. Ядро состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена — окисла угле­ рода и водорода, которые раскисляют расплав­ ленный металл, т. е. отнимают кислород от окислов металла, имеющихся в сварочной ван­ не. Зона, в которой происходит этот процесс, называется восстановительной. Если сварка ве­ дется так, что расплавленный металл находит­ ся в этой зоне, то металл шва получается без газовых пузырей и других дефектов.

Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру в месте, отстоящем на 3—6 мм от конца ядра пламени (около

3150°С).

При сварке ядро пламени должно нахо­ диться на указанном расстоянии от расплав­ ленного металла, а окислительная зона (факел) должна быть расположена за восста­ новительной. Она состоит из углекислого газа (двуокись углерода), паров воды и азота, ко­ торые появляются в пламени при сгорании окиси углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура факела значительно ниже, чем температура восстановительной зоны, я колеб­ лется в пределах 1200—1500° С.

Окислительное пламя получается тогда, ко­ гда в горючей смеси на 1 объем ацетилена приходится более 1,3 объема кислорода. Ядро в этом случае приобретает конусообразную форму, сокращается по длине и имеет бледную окраску. Сокращаются по длине вос­ становительная зона и факел, все пламя ста­

25

новится короче и приобретает голубоватый оттенок. Пламя горит с шумом, степень кото­ рого зависит от давления кислорода и соотно­ шения газовой смеси. С увеличением содержа­ ния кислорода в смеси увеличивается шум го­ рящего пламени.

У окислительного пламени температура вы­ ше, чем у нормального, но сваривать сталь им нельзя, так как от избытка кислорода в пламени сваривае­ мый металл окисля­ ется, отчего шов де­ лается хрупким и

пористым.

Н а углероживающее пламя получает­ ся тогда, когда в го­

Восстановительная зона светлее и почти сливается с ядром, факел приобретает красно­ ватый оттенок. При большом недостатке кис­ лорода пламя начинает коптить. Избыток аце­ тилена разлагается на углерод и водород. В расплавленном металле углерод растворяется и ухудшает качество шва. Сварщик может на глаз определить характер сварочного пламе­ ни — по его окраске и форме, регулируя пода-

26

чу кислорода и ацетилена к горелке. Необхо­ димо помнить, что во время работы мундштук горелки нагревается и влечет за собой измене­ ние состава газа, поэтому при первоначальной

JUUUI

регулировке газа вентиль ацетилена полно­ стью открывать не рекомендуется, а в процес­ се работы его открывают большим пальцем правой руки, не прекращая процесса сварки.

Форма пламени горелок служит для свар­ щика точным показателем состояния проход­ ных отверстий, инжектора, смесительной каме­ ры мундштука, точности развертывания конфузора, длины канала, чистоты стенок мунд­ штука и т. д. Зная причины, порождающие ис­ кажение формы пламени горелки, их легко можно устранить.

27

Сварные соединения подразделяются на стыковые, угловые, торцевые, внахлестку и тавровые.

Наиболее распространенными соединения­ ми являются стыковые (рис. 7). Металлы тол­ щиной до 2 мм свариваются без присадочного материала по отбортованным кромкам или встык без разделки кромок с присадочной проволокой. Металлы толщиной до 5 мм сва­ риваются встык без разделки кромок с зазо­ ром между свариваемыми концами. При газо­ вой сварке стальных изделий толщиной более 5 мм необходимо предварительно разделать кромки, чтобы пламя горелки проникало до ос­ нования шва. Для этого увеличивают угол раз­ делки в пределах 80—90°. Место соединения тщательно очищается от грязи, окалины, мас­ ла и ржавчины. Чистку производят сварочной горелкой с последующей чисткой стальной щет­ кой. Соединение собирают по чертежу на при­ хватке. Сварка производится прерывистым швом длиной 20—30 мм через каждые 300— 500 мм (рис. 8 и 9).

Торцевые соединения также являются весь­ ма распространенными и свариваются без при­ садочного металла (рис. 10). Угловые соедине­ ния (рис. 11) применяются как малой, так и большой толщины. Эти соединения чаще все­ го свариваются без присадочного материала. Соединения внахлестку применяются при сва­ ривании металлов толщиной до 3 мм. Тавровые соединения применяются для сварки металла до 3 мм.

Прежде чем производить сварку, необходи­ мо подобрать газовую горелку с такой тепло­

28

вой мощностью пламени, которая была бы до­ статочна для плавления данного металла. Теп­ ловая мощность пламени горелки — это коли­ чество ацетилена, прошедшего через горелку в 1 ч.

Мощность пламени горелки регулируется сменой наконечников и подбирается в зависи­ мости от толщины свариваемого металла и его теплофизических свойств.

Чем больше толщина металла, температура плавления и коэффициент теплопроводности, тем больше должна быть мощность пламени.

При сварке очень важно направление дви­ жения горелки и наклон ее наконечника к по­ верхности свариваемого металла. В зависимо­ сти от этого рассматривают два способа свар­ ки — правый и левый.

При правом способе сварки горелка переме­ щается слева направо, присадочная проволока движется вслед за горелкой. Прутком и горел­ кой при сварке в зоне сварного шва соверша­ ют различные движения по спирали, полумеся­ цем или восьмеркой. Пламя сварочной горелки направляют на свариваемый шов, от окружаю­ щего воздуха шов защищен пламенем горелки (рис. 12). В результате шов получается плот­ ным и обладает высокими механическими свойствами. При левом способе сварки горелка перемещается справа налево, а присадочная проволока движется впереди горелки. Пламя сварочной горелки направляют от шва на несваренные кромки металла.

Внешний вид шва получается лучше при левом способе, так как сварщик хорошо видит кромку застывающей ванны.

29

Для тонколистовой стали (до 3 мм) левый способ наиболее производителен. Мощность пламени обычно устанавливается 100—150 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого ме­ талла. Например, нужно сварить малоуглеродистую сталь толщи­

Х6 = 600 л/ч, наибольшая — 150X

Х6 = 900 л/ч.

По расположению в простран­ стве швы делятся на горизон­ тальные, вертикальные и наклон­ ные в любом направлении.

Рмс. 12. Колебательные движения горел­ кой и присадочным прутком при сварке

Нижний шов выполняется в горизонталь­ ной и наклонной плоскостях, при этом пламя горелки располагается над швом (рис. 13).

Вертикальный шов выполняется в верти­ кальной плоскости (сверху вниз или снизу вверх) (рис. 14 и 15).

Потолочный шов выполняется в горизон­ тальной плоскости в любом направлении, пла­ мя горелки располагается под швом и сварка

Рис. 13. (слева) Гори­ зонтальный шов при сварке с отбортовкой:

а — спиралеобразное дви­ жение; б — колебательное движение

Рис. 14. (справа) Сварка вертикально­ го шва снизу вверх

30

деталь для сварки, обрабатывая резакам кромки (рис. 20).

V. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА ГАЗОСВАРКИ

Каждый газосварщик должен всегда номнить, что он работает с горючими газами, ко- -торые при определенных условиях могут взор­ ваться.

В зависимости от скорости воспламенения горючей смеси (скорость .распространенияпла­ мени) процессы горения можно разделить на следующие виды:

спокойное горение — со скоростью рас­ пространения пламени, ,не превышающей 10— 15 м!сек\

взрывчатое горение — со скоростью рас­ пространения пламени, измеряемое сотнями метров в секунду;

детонационное горение — со скоростью распространения пламени свыше 1000 м1сек.

Скорость распространения пламени зависит от состава газовой смеси, давления, под кото­ рым находится газовая смесь, и характера пространства, в котором происходит горение.

Основным параметром, определяющим ус­ ловия воспламенения, является диаметр труб­ ки. В эксплуатации приняты такие диаметры трубок (шлангов), которые исключают возмож­ ность взрывчатого горения.

Скорость воспламенения зависит от чисто­ ты горючего газа. Чем больше содержание не­ горючих компонентов, тем ниже скорость вос­ пламенения. Для каждой смеси горючих газов

34

с кислородом (существует максимальная ско­ рость воспламенения, соответствующая опре­ деленному соотношению смеси кислорода с го­ рючим газом.

Газосварщик должен получить такое пламя горелки, которое бы обеспечивало получение качественного сварного шва свариваемого из­ делия. Он должен умело обращаться с рабочей аппаратурой и соблюдать установленные пра­ вила по технике безопасности на предприятии.

Небрежность при эксплуатации сварочных горелок, частые удары о металлические дета­ ли, падение на пол, хранение горелок и нако­ нечников в общих ящиках с инструментом или материалами приводит к повреждению уплот­ нительных поверхностей мундштуков, инжек­ торов, рукояток, штуцеров, наконечника, а так­ же седла в корпусе под посадку инжектора и резьб. Все дефекты, которые возникают от не­ брежного отношения с газовыми горелками, забоины на уплотнительных поверхностях ин­ жектора и седла корпуса вызывают обратные удары, частые хлопки. Забоины на уплотни­ тельной поверхности мундштука могут привес­ ти к появлению пламени на месте повреждения.

Газосварщик должен перед работой внима­ тельно осмотреть горелку: убедившись, что на ней нет повреждений, проверить шланги. Перед присоединением к горелке шланги необ­ ходимо продуть газом для удаления мелких посторонних частиц, которые могут три работе попасть в инжектор и засорить его.

После проверки шлангов их присоединяют хомутами к горелке, после чего проверяют крепление и плотность затяжки всех гаек.

После присоединения горелки к кислород­ ному баллону и ацетиленовому генератору сварщик устанавливает рабочее давление га­ зов то манометрам редукторов. Перед горелкой давление кислорода устанавливается в преде­ лах 0,5—20 ат, а для ацетилена— от 0,1 до

1,5 ат.

После проверки наличия газов газосварщик открывает на одну четверть оборота кислород­ ный вентиль и на один полный оборот вентиль ацетилена и сразу зажигает горючую смесь.

Когда пламя зажжено, открывается пол­ ностью вентиль горючего газа для проверки наличия запаса газа. Общая длина пламени горелки при этом должна составлять не менее четырехкратной длины внутреннего ядра пла­ мени, что соответствует запасу ацетилена, рав­ ному не менее 16%.

После проверки наличия горючего газа ус­ танавливается нормальное пламя при непол­ ностью открытом ацетиленовом вентиле горел­ ки. Нормальное пламя имеет ярко очерченное ядро правильной формы. Если форма пламени искажена, то горелка гасится, прочищается и продувается выходной канал мундштука.

Во время работы газосварщик периодически изменяет подачу заданной горючей смеси, так как по мере нагрева мундштука горелки сос­ тав смеси изменяется. Если ацетиленовый вен­ тиль или вентиль горючего газа открыт пол­ ностью и пламя имеет избыток кислорода, свар­ ку необходимо прекратить, пламя горелки загасить и горелку охладить в воде. Отсутствие давления горючего газа указывает на то, что газ израсходован. При недостаточном количе­

36