09.09.2022

Группа 303

Предмет: Технология газовой сварки 

Тема урока: Сущность процесса при выполнении газовой сварки 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

Сущность процесса и техника сварки.

Газовая сварка является единственным способом сварки плавлением, в котором получение тепла, необходимого для плавления металла, нс связано с преобразованием электрической энергии. Для нагрева металла используется высокотемпературное пламя, образующееся в результате сгорания горючего газа (обычно ацетилена С2Н2) в смеси с кислородом (рис. 3.73). По сравнению с горением на воздухе, горение в кислороде существенно увеличивает температуру пламени, которой становится достаточно для плавления металла.

Сварка осуществляется горелкой, в которую подается ацетилен и кислород. Расход газов, а следовательно и мощность пламени, регулируются вентилями. Верхний вентиль обычно регулирует расход кислорода, нижний — горючего газа. В горелке газы смешиваются и па выходе из наконечника поджигаются. Пламенем расплавляются свариваемый металл и присадочная проволока, которая необходима для заполнения зазора между деталями и образования сварного шва.

В своем сечении пламя состоит из трех зон (рис. 3.74): ядро пламени 1, восстановительная зона 2, факел пламени 3. В зависимости от соотношения расходов ацетилена и кислорода размеры отдельных зон изменяются. При избытке кислорода пламя называется окислительным (рис. 3.74, а), при избытке ацетилена — науглероживающим (восстановительным) (рис. 3.74, в), при оптимальном соотношении — нормальным (рис. 3.74, б).

На рис. 3.75 приведено распределение температуры пламени по его сечению. Максимальное значение температура пламени имеет после ядра, в восстановительной зоне. В связи с этим именно в этой зоне должен находиться присадочный пруток и расплавляемые кромки металла при необходимости максимального про-

Продукты горения, в частности СО и С02, находятся в факеле пламени, который обеспечивает защиту расплавленного металла от атмосферы.

Вместо ацетилена, в принципе, могут использоваться и другие горючие газы — пропан-бутан, метан, МАФ (метилацетилен-алле- новая фракция), водород. Однако температура пламени в этом случае будет ниже (см. рис. 3.75). Поэтому на практике в качестве горючего газа применяется ацетилен, реже — МАФ, а также водород в аппаратах с гидролизным разложением воды.

Для получения нормального пламени должно обеспечиваться определенное соотношение при смешивании кислорода и горючего газа:

? для ацетилена

? пропан-бутана 

? водорода

? МАФ

Приведенные данные говорят о том, что сварочные горелки, применяемые для ацетилена, не могут обеспечить нормальное пламя при использовании других горючих газов. Для создания оптимальных условий сварки для каждого газа должна использоваться своя горелка.

Основными параметрами режима газовой сварки являются мощность пламени, угол наклона горелки и диаметр присадочного прутка.

Требуемая мощность пламени зависит от толщины металла и его теплофизических свойств: чем больше толщина и теплопроводность металла, выше температура его плавления, тем больше должна быть мощность пламени. Мощность пламени устанавливается расходом горючего газа и кислорода. При сварке стали и чугуна расход ацетилена Уа связан с толщиной 5 следующим соотношением:

При сварке меди вследствие ее более высокой теплопроводности

Угол наклона мундштука горелки по отношению к плоскости изделия также зависит от толщины. С изменением толщины стали от 1 до 15 мм угол наклона мундштука изменяется в пределах аг = 10...80° (табл. 3.15). В начальный момент сварки для лучшего прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (аг = 80...90°), а затем уменьшают.

В качестве присадочных прутков используют сварочную проволоку, марка которой зависит от свариваемого материала. При ацетилепокислородпой сварке пизкоуглеродистых сталей обычно используют проволоку Св08. При использовании заменителей, например МАФ, пламя более окислительное, так как в смеси больше кислорода, поэтому в качестве присадочной проволоки используются Св08ГС и Св08Г2С.

В зависимости от техники выполнения сварки различают следующие способы (рис. 3.76):

• ? правый — предварительного подогрева нет, дополнительный нагрев шва, защита от окисляющего воздействия воздуха;
• ? левый — предварительный подогрев, шов дополнительно не нагревается, защиты от окисляющего воздействия воздуха нет.

При правом способе сварки пламя сварочной горелки направлено на шов и процесс сварки ведется слева направо. Горелка перемещается впереди присадочного прутка.

При левом способе сварки пламя направлено от шва и процесс сварки ведется справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком.

При правом способе обеспечивается лучшая защита сварочной ванны, ниже расход газов, меньше скорость охлаждения шва. При левом способе лучше формирование шва, так как сварщик хорошо видит процесс сварки. При толщине металла до 3 мм более производителен левый способ, при больших толщинах — правый.

Для газовой сварки используются специальные горелки. Сварочная горелка — это устройство, в котором осуществляется смешение горючего газа с кислородом и подача смеси в зону сварки, где происходит ее сгорание с образованием пламени.

По способу образования горючей смеси горелки бывают инжекторные и безынжекторные.

По мощности пламени горелки делятся на четыре группы:

? Г1 — микромощности с расходом ацетилена 5...60 л/ч. Применяются для сварки тонкого металла, в частности, для выполнения ювелирных работ. По конструкции — безынжекторные;

Рис. 3.76. Правый (а) и левый (б) способы газовой сварки

155

З.б. Газовая сварка

• ? Г2 — малой мощности, расход ацетилена 25...430 л/ч. Комплектуются четырьмя наконечниками различных размеров (маркируются 0, 1,2, 3, 4), что позволяет использовать их для сварки металла толщиной 5 = 0,8...6 мм. По конструкции инжекторные;
• ? ГЗ — средней мощности, расход ацетилена 50...2800 л/ч. Могут комплектоваться наконечниками № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, что позволяет использовать их для сварки широкого диапазона толщин. По конструкции — инжекторные;
• ? Г4 — большой мощности, расход ацетилена 2800...7000 л/ч. Комплектуются наконечниками № 8, 9. Рекомендуются для выполнения уникальных работ по нагреву и сварке массивных изделий. По конструкции инжекторные. Инжектор расположен в непосредственной близости от мундштука.

Внешний вид горелки с набором наконечников для различной мощности пламени показан па рис. 3.77.

Инжекторная горелка средней мощности (рис. 3.78) состоит из рукоятки 7, к которой подсоединен ацетиленовый 9 и кислородный 8 ниппели. Внутри корпуса 5, проходит кислородная трубка 10. Расход кислорода регулируется вентилем 6, ацетилена — вентилем 11. Кислород проходит через центральный капал инжектора 4, ацетилен — через боковые каналы. Смешение газов происходит в смесительной камере 2. Сменный наконечник 1 крепится к корпусу накидной гайкой 3. Закапчивается наконечник мундштуком 13, который соединяется с ним соединительным ниппелем 12.