Основные положения. Ознакомиться с оборудованием, применяемыми материалами и технологией газовой сварки

ГАЗОВАЯ СВАРКА

Лабораторная работа № 4

Цель работы:

Ознакомиться с оборудованием, применяемыми материалами и технологией газовой сварки.

Описать технологию газовой сварки малоуглеродистой стали в нижнем положении.

Подобрать режим сварки, рассчитать полный расход горючего газа.

При газовой сварке расплавление кромок свариваемого изделия и присадочной проволоки осуществляется теплом, выделяющимся при сжигании горючего газа в смеси с кислородом. Газовую сварку применяют при изготовлении сварных изделий из тонколистовой стали, медных и алюминиевых сплавов, при исправлении дефектов в чугунных и бронзовых отливках, а также при различных ремонтных работах.

Кислород, используемый для сварочных работ, получают из воздуха методом глубокого охлаждения и поставляют к месту потребления в

стальных баллонах голубого цвета с черной надписью «Кислород». Водяная емкость баллона 40 литров и при давлении 15 МПа он вмещает 6 м3газообразного кислорода.

В качестве горючих газов могут быть использованы ацетилен, водород, природный и нефтяной газ, пары бензина и керосина. Наибольшее применение получил ацетилен, так как он дает при горении в технически чистом кислороде самую высокую температуру пламени, достигающую 3150 оС.

Ацетилен (С2Н2) – бесцветный газ с характерным запахом, воспламеняется при 420 оС, становится взрывоопасным при сжатии свыше 0,18 МПа, а также при длительном соприкосновении с медью и серебром.

Ацетилен получают в ацетиленовых генераторах при взаимодействии карбида кальция с водой:

СаС2 + Н2О → С2Н2 + Са(ОН)2.

К месту сварки ацетилен поставляется в стальных баллонах

вместимостью 40 литров, в которых при максимальном давлении 1,9 МПа содержится примерно 5,5 м3 газа. Для обеспечения безопасного хранения и транспортировки ацетилена, баллон заполнен пористым активированным углем, который пропитан ацетоном. В одном объеме ацетона растворяется 23 объема ацетилена. Баллон окрашен в белый цвет с надписью «Ацетилен» красного цвета.

Схема газового поста с питанием от баллонов показана на рисунке 1.

1 – сварочная горелка; 2 – гибкий шланг; 3 – редуктор;

4 – баллон с ацетиленом; 5 – баллон с кислородом

Рисунок 1 - Схема газосварочного поста с питанием от баллонов

К вентилям баллонов крепятся газовые редукторы, которые предназначаются для снижения давления газа, поступающего из баллона к горелке, и поддержания постоянства установленного давления во время работы. Газовые редукторы имеют обычно два манометра, один из которых измеряет давление газа на входе в редуктор, второй – на выходе из него. Редукторы для различных газов отличаются лишь устройством присоединительной части, которая соответствует устройству вентиля соответствующего баллона и исключает ошибочную установку, например, ацетиленового редуктора на кислородный баллон. Корпус редуктора окрашивают в определенный цвет, например, голубой для кислорода, белый для ацетилена. К сварочной горелке кислород и ацетилен от редукторов подаются через специальные резиновые шланги.

Газосварочные горелки служат для смешивания в требуемой пропорции кислорода и ацетилена, подачи горючей смеси к месту сварки и создания концентрированного пламени требуемой мощности.

По принципу действия горелки подразделяются на инжекторные и безинжекторные (рисунок 2). В инжекторных горелках поступление горючего газа (ацетилена) происходит за счет подсоса его струей кислорода, который, вытекая с большой скоростью из сопла инжектора, создает разряжение в каналах, по которым поступает ацетилен. Давление кислорода должно быть при этом равным 0,2…0,4 МПа, а давление ацетилена на входе в горелку может быть 0,001…0,002 МПа.

а – инжекторные; б – безинжекторные;

1 – ствол горелки; 2 – гайка; 3 – наконечник; 4 – мундштук;

5 – смесительная камера; 6 – инжектор; 7 – вентиль; 8 – штуцер присоединительный

Рисунок 2 - Схемы ацетиленовых горелок

Горелки этого типа имеют сменные наконечники с различными диаметрами выходных отверстий инжектора и мундштука, что позволяет регулировать в широких пределах мощность

ацетиленокислородного пламени, поддерживая достаточно высокую скорость истечения газов из горелки. Наиболее распространенные инжекторные горелки «Звезда» и ГС-3 имеют семь номеров сменных наконечников (таблица 1).

Горелки большой мощности и многопламенные, работающие в тяжелых условиях, при высокой температуре, обычно делаются без- инжекторными, в них оба газа – кислород и ацетилен – поступают под одинаковым давлением в пределах 0,01…0,15 МПа.

Таблица 1 Техническая характеристика инжекторных горелок «Звезда» и

ГС-3

Толщина свариваемого металла, мм (сталь малоуглеродистая)
0,5…1.5	1…2,5	2,5…4	4…7	7…11	10…18	17…30
Номера наконечников
Давление кислорода, МПа
0,1…0,4	0,15…0,4	0,2…0,4	0,2…0,4	0,2…0,4	0,2…0,4	0,2…0,4
Давление ацетилена, МПа
Не ниже 0,001

В зависимости от соотношений объемов ацетилена и кислорода, подаваемых в горелку, изменяется состав пламени. Если на 1 объем ацетилена подается примерно 1…1,2 объема кислорода, то весь ацетилен полностью сгорает и такое пламя называется нормальным.

Пламя состоит из трех зон: ядра пламени 1, восстановительной зоны 2 и факела 3 (рисунок 3).

Ядро ослепительно белого цвета, имеет форму конуса с закругленным концом. В ядре происходит постепенный нагрев до температуры воспламенения газовой смеси, поступающей из мундштука. Восстановительная зона имеет значительно более темный цвет, чем ядро, и наиболее высокую температуру на расстоянии 3…5 мм от края ядра. В факеле протекает горение ацетилена за счет атмосферного кислорода. Нормальное пламя используют для сварки малоуглеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, а также меди, магниевых сплавов, алюминия, цинка, свинца и др.

1 – ядро; 2 – восстановительная зона; 3 – факел пламени

Рисунок 3 - Строение сварочного ацетиленокислородного пламени

При увеличении содержания кислорода (О2 / С2Н2 > 1,2) пламя приобретает голубоватый оттенок и имеет заостренную форму ядра.

Такое пламя называется окислительным и может быть использовано только при сварке латуни. В этом случае избыточный кислород образует с цинком, содержащимся в латуни, тугоплавкие оксиды, пленка которых препятствует дальнейшему испарению цинка.

При увеличении содержания ацетилена (О2 / С2Н2 <1) пламя становится коптящим, удлиняется и имеет красноватый оттенок. Такое пламя называют науглероживающим и применяется для сварки высокоуглеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и наплавке твердых

сплавов, так как в этом случае компенсируется выгорание углерода и восстанавливаются оксиды цветных металлов.

Дата добавления: 2014-10-15