Файл: Котвицкий, А. Д. Сварка в среде защитных газов учебное пособие.pdf

просачивается в камеру рабочего давления) и разрывы мембраны. Более безопасны редукторы обратного дейст­ вия пружинные и рычажные, которые широко выпускают­ ся нашей промышленностью для различных газов.

На рис. 26, в представлена схема газового пружинного редуктора обратного действия, который накидной гайкой 2присоединяется к баллону. После открытия вентиля бал­ лона газ попадает в камеру высокого давления 1, а затем в камеру 7. Манометр 3 показывает давление в баллоне.

Рис. 26. Газовые редукторы:

Дальше газ пройти ие может, так как клапан 5 закрыт и прижат обратной пружиной 4. Чтобы газ попал в камеру рабочего давления, закручивают регулировочный винт 8, сжимают регулировочную пружину 9, которая нажмет на мембрану 10, мембрана выгнется, через шток нажмет на клапан 5 и откроет его.

Газ из камеры высокого давления 1 поступает в каме­ ру рабочего давления 7, проходя между седловиной кла­ пана и клапаном 5. Манометр 6 показывает рабочее дав­ ление. В этом случае при данном давлении обязательно должно соблюдаться равенство пропускной способности газа через клапан 5 и штуцер. Если это равенство нару­ шится, нарушится и давление в камере рабочего давления.

87

Например, расход газа через клапан будет большим, чем через штуцер, — мембрана получит дополнительное усилие от давления газа на площадь мембраны. При этом ома частично выпрямится, сожмет регулировочную пружину, а обратная пружина выпрямится и прикроет клапан. Установится меньший расход через клапан, а со­ ответственно и через штуцер. Если, например, через кла­ пан проходит меньшее количество газа, чем через штуцер, то в камере рабочего давления 7 установится меньшее давление, так как через штуцер успевает выйти большее количество газа, чем зайти в камеру через клапан.

Регулировочная пружина выгнет мембрану и подымет клапан, сжав обратную пружину, клапан откроется и большее количество газа пропустит через камеру рабоче­ го давления. Давление повысится. Таким образом, редуктпруясь, газ снижает давление до требуемого рабочего давления, благодаря чему поддерживается установлен­ ное давление постоянным.

Таково действие мембраны. На нее, кроме силы ре­ гулировочной пружины, с одной стороны, действует сила обратной пружины, с другой, в сумме с силой давления на мембрану. Нарушение силы давления на мембрану вызывает нарушение равновесий сил, что приводит или к открытию клапана, или к закрытию. Так поддерживается постоянство давления. Регулировка давления осущест­ вляется винтом 8, которым сжимают регулировочную пружину 9. Недостаток усилия пружины 4 компенсирует­ ся силой давления на мембрану.

Если перекрытием вентиля на штуцере пли горелке прекращают отбор газа, давление в камере рабочего дав­ ления увеличивается и закрывает клапан.

Если в редукторе возникнет утечка газа, то давление его в шлангах вырастет и может привести к разрушению мембраны. Чтобы этого не произошло, предохранитель­ ный клапан 12 стравливает лишнее давление.

Имеются редукторы для различных газов и рассчи­ танные на различное давление в баллоне. При газоэлект­ рической сварке используются редукторы кислородные — для аргона, гелия, водородные — для водорода, углекис­ лотные— для углекислого газа. Наша промышленность выпускает двухступенчатые редукторы для аргона АР-40 и для углекислого газа У-30 и УР-2М. Редуктор У-30 от­ личается тем, что после первого редуцирования в проме­ жуточной камере устанавливается фиксированное давле­

88

ние 3 атм и при регулировке винтом регулировочной пру­ жины второй камеры устанавливается расход, пропорциональный рабочему давлению и площади сече­ ния дюзы. Это дает возможность вместо манометра рабочего давления установить манометр-расходомер на 12—30 л/мин. В редукторе имеются две дюзы, которые переключаются на соответствующий предел расходов ар­ гона или углекислого газа. На рис. 27, а, б показан такой редуктор. Этот редуктор позволяет контролировать рас­

ход газа.

Для контроля расхода пользуются также ротаметрами или калиброванными шайбами, которые устанавливают между ниппелем и штуцером на выходе из редуктора. При малых отверстиях в шайбе можно повышать давле­ ние перед шайбой и получить малый расход защитного

газа.

Р а с х о д о м е р ы . Двухступенчатый редуктор АР-40 (и У-30) фиксирует постоянное давление после первой ступени, независимое от изменения давления газа в бал­ лоне. А регулировка расхода зависит от рабочего давле­ ния на выходе второй ступени. Это несколько снижает чувствительность к «замерзанию» редуктора и дает воз­ можность регулировать расход и рабочее давление по расходомеру-манометру. Расходомер имеет три шкалы: одна — манометрическая, определяет давление газа на выходе; вторая красная расходомерная, определяет рас­ ходы в пределах 5—14 л/мин в редукторе АР-40 (для аргона) или 5—12 л/мин в редукторе У-30 (для углекис­ лого газа); третьей шкалой (черной) определяют расход в пределах 14—40 л/мин (для аргона в редукторе АР-40) и 12—30 л/мин (в редукторе У-30). Предварительно ус­ танавливают штуцер на соответствующую дюзу. В редук­ торе АР-40 первая дюза диаметром 0,55 мм, а в редук­ торе У-30 — 0,6 мм для малых расходов и соответственно 0,96 мм и 1,0 мм для больших расходов.

Расход газа замеряют также р о т а м е т р а м и РС-3, PC-За, ИРКС-6,5, ИРКС-13 и др. Сущность работы при­ бора заключается в том, что последовательно в газовую цепь включают ротаметр, предствляющий конусную стек­ лянную трубку, внутри которой находится поплавок (рис. 28, а ). В зависимости от величины потока (т. е. от его ди­ намического давления) поплавок всплывает на соответст­ вующую метку. По этой шкале и переводной таблице

89

определяют истинное значение расхода. Чем больше рас­ ход, тем выше поднимется поплавок.

Ротаметры обычно имеют два поплавка — более лег­ кий пластмассовый для малых расходов и тяжелый (ме­ таллический) для замера больших расходов. По мере повышения уровня поплавка диаметр трубки расширяет­ ся, что увеличивает ее пропускную способность. Автома­ тически поплавок останавливается на метке, где уравни­ ваются сила веса поплавка и динамические силы потока.

За ротаметром имеется штуцер, к которому присоеди­ няют шланг, подводящий газ к горелке. Прежде чем про­ пустить газ через ротаметр, снижают давление до 0,5 — 2,5 ат.

Можно снизить давление до меньшей величины и про­ пускать малое. количество газа. Например, если взять редуктор РК-53Б, установить между штуцером и ниппе­ лем калиброванную шайбу, то можно при соответствую­

щем давлении получить необходимый малый расход. При калиброванной шайбе 0,6 мм для углекислого газа можно получить следующую зависимость расхода от давления для редуктора КР-53Б:

Институтом электросварки имени Патона АН УССР разработан датчик-расходомер (рис. 28, б). Малые габа­ риты и высокая чувствительность обеспечивают резуль­ таты показаний с малыми погрешностями.

О с у ш и т е л и у г л е к и с л о г о г а з а. Влага в защит­ ных газах, флюсе, обмазках приводит к образованию пор в шве, рыхлости, а это снижает прочность и плотность ме­ талла шва, его пластические свойства.

Впроцессе работы газового редуктора при снижении давления от высокого до рабочего температура газа сни­ жается примерно на 'Д градуса на одну атмосферу. Таким образом, в зоне клапана устанавливается отрицательная температура. При наличии влаги в газе последняя конден­ сируется на клапане, а затем клапан обмерзает, что при­ водит к прекращению подачи газа в сварочную горелку.

Вбаллоне с углекислым газом находится в некоторых случаях до 200 г воды, растворенной в углекислоте. Бал­ лон с углекислотой, установленный на сварочный пост сразу после транспортировки, дает поры в шве, приводит

к«замерзанию» редуктора. Установлено, что при расхо­ дах газа свыше 1000 л/ч желательно дать углекислоте в течение 1—2 ч отстояться. В этот период, влага оседает вниз, и углекислота будет испаряться только с верхних слоев.

При больших расходах газа посты питают от многобаллонной рампы. При снижении расхода в каждом бал­ лоне успевает произойти теплообмен между рампой и ок­ ружающей средой. Все же, когда газ прекратит испарять­ ся из баллона, в шве могут вновь появляться поры. Это свидетельствует о том, что углекислота улетучилась и на­ чала испаряться вода. Чтобы при последующем наполне­ нии углекислотой не добавлять воды в баллон, ее сливают. Для этого перевертывают баллон вниз вентилем, откры­ вают вентиль, направляя струю от себя. Давлением в баллоне сольется вся вода и продуется баллон. Однако небольшое давление в баллоне должно остаться, так как

92

это может привести к снижению его чистоты за счет воз­ духа, попавшего в баллон.

Кроме влаги, на шов действует холодный углекислый газ, охлаждающее действие которого снижает производи­ тельность. Поэтому сварочный пост оборудуется еще дву­ мя приборами — осушителем и подогревателем углекис­

лого газа.

Осушитель представляет собой емкость небольших размеров, наполненную влагопо­ глощающими химикатами: мед­ ным купоросом, селикагелем, алю­ могелем и др. После поглощения воды эти химикаты снижают свою способность ее поглощать, для восстановления этой способности их.-снова прокаливают, а затем за­ правляют в осушитель. На рис. 29

щего действия углекислый газ пе­ ред тем, как пропустить его в осу­ шитель, а затем в редуктор, подо­ гревают электрическими подогре­ вателями. Перед осушителем к баллону присоединяют накидной гайкой -подогреватель. Его роль сводится к тому, чтобы углекис­ лый газ подогреть до такой темпе­ ратуры, которая необходима,что­ бы в процессе редуцирования в редукторе она оставалась поло­

жительной. Только в этом случае не будет «замерзать» редуктор. Для этого газ пропускают через змеевик, кото­ рый подогревают током напряжением 36 В от -специаль­ ного трансформатора. Углекислый газ, хотя и является активным газом, но он не взрывоопасен. Это дает воз­ можность пользоваться подогревателями, питающимися током низкого напряжения, не опасными для сварщика. На рис. 30, а дана схема подогревателя, используемого на сварочных постах, а на рис. 30, б — общий 'вид подогревателя аппарата А-864.

93

Для сварки в среде углекислого газа в общую схему газовых коммуникаций входят: баллон с газом, подогреватель газа с осушителем 1 (рис. 31), расходомер 2, газовый редуктор 3, калиброванная дюза (или шайба) 4.

Ш л а н г и служат для подвода газа к горелке и раз­ личным приборам. В основном используют шланги, кото-

3 6 -208

рые применяют для ацетилено-кислородной сварки и рез­ ки металлов. Эти шланги резиновые с тканевой прослой­ кой, допускают повышенное давление до 15—18 ат. Их выпускают по ГОСТ 8318—57 и 9356—60.

Для сварки в среде защитных газов применяют и утол- -щенные шланги из красной резины, медицинские и техни­ ческие, так как давление газа низкое. Диаметр шлангов 5,5; 9,5; 13 мм. Их наименование по ГОСТу «рукава, рези-: нотканевые». Длина стандартных шлангов 9 и 18 м. Для

94