Лекция 5

Сварка свинца

Свинец — химически устойчивый материал, широко используемый в химической промышленности для облицовки ванн, сосудов, аппаратов и трубопроводов. Температура плавления свинца низкая (327 °С), при нагревании свинец легко окисляется, покрывается пленкой окиси свинца РЬО, имеющей температуру плавления 850 °С.

Для сварки свинца применяют водородно-кислородное, аце-тилено-воздушное, ацетилено-кислородное пламя, а также газы-заменители ацетилена: пропан-бутан, городской газ.'природный газ, пары бензина и керосина. Листы толщиной до 1,5 мм сваривают встык с отбортовкой без присадочного материала. Листы толщиной до 6 мм сваривают встык без скоса кромок, при большей толщине применяют односторонний скос кромок под углом 30—35°. Применяют также соединения внахлестку. В качестве присадочного прутка используют проволоку или полоску свинца. Диаметр прутка выбирают равным 2—2,56, где 8 — толщина свариваемого металла.

Пламя.не должно иметь избытка кислорода. При сварке листов мощность пламени равна 5—10, при сварке труб — 15—20 дм³/ч

ацетилена на 1 мм толщины металла. Скорость сварки следует поддерживать максимально возможной (15/6 — ЗО/б м/ч). Сварку ведут в нижнем или вертикальном положении. Применяют способ сварки отдельными ванночками. При толщине металла свыше 8 мм применяют многослойную сварку. Для лучшего оплавления металла и удаления пленки окиси свинца рекомендуется применять флюс из равных частей канифоли и стеарина. При сварке внахлестку верхнюю кромку слегка отгибают и используют ее как присадочный материал. При малых толщинах применяют ацетилено-воздушное пламя.

Для предупреждения вытекания металла при сварке свинца в положениях, отличных от нижнего, рекомендуется использовать формирующие полоски из стали, располагаемые вдоль шва, или стальные дугообразные формочки, передвигаемые по шву в процессе заполнения его металлом. Эти формочки (так называемые кристаллизаторы или холодильники) ускоряют охлаждение металла шва и облегчают его формирование.

ГАЗОПЛАМЕННАЯ МЕСТНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА,

ИСПРАВЛЕНИЕ, ЗАКАЛКА, МЕТАЛЛИЗАЦИЯ И НАПИЛЕНИЕ

5.1 Газополаменное исправление металлов

Исправление - это технологическая операция, в процессе которой местными пластическими деформациями видоизменяется начальная форма листа, заготовки или изделий. Так, листовая сталь, которая поставляется металлургической промышленностью горячекатаная может иметь волнистость (кривизну писем в продольном направлении) и коробление до 12 мм на 1 м. Допускаются искажение формы и профильного проката. Изготовление сварных конструкций неизбежно приводит к их деформациям, короблениям.

Для вырезки заготовок механическим способом, кислородным или плазменным резанием необходимо иметь листы, из которых они вырезаются, максимально правильной плоской формы. Поэтому перед резанием наиболее деформированные листы необходимо править. Листы ограниченной толщины правят в многовалковых вальцах или прессах «в холодную» или при нагреве металла, который исправляется. В этом случае исправления изгибом осуществляется безударно (в сжатии, струбцинами), или ударом (бойками, молотами, кувалдами). Однако механизированные методы исправления ограничиваются в применении толщиной плоских элементов до 100 мм.

Конструкциями сложной формы эти методы вообще непригодные и для них используются исправление местным нагревом, в частности газопламенным, что получило развитие в последние годы.

Физическая суть газопламенного исправления заключается в изменении линейных размеров и формы вследствие возникновения локализованных пластических деформаций, которые вызываются местным нагревом металла, свободные деформации которого ограниченные окружающими, довольно жесткими областями холодного металла. Это достигается местным нагревом бухтины, например, пламенем, так, чтобы окружающий холодный металл вызвал бы в нагретому напряжение сжатия выше за границу текучести. Тогда после охлаждения появятся деформации сокращения размеров (L/L на рис. 43) и бухтина сократится или совсем исчезнет, выровнявшись с другой поверхностью письма. Естественно, что со стороны действия пламени зона нагрева будет большей (рис. 127 бы), а итак, большими будут и конечные сокращения. Поэтому нагрев необходимо вести со стороны выпуклости бухтины.

Поскольку абсолютная величина деформации зависит как от температуры нагрева Тк, так и от зоны нагрева, эти величины должны подбираться (приблизительно расчетом, заранее экспериментами и накопленным опытом) для осуществления разных случаев исправления. При этом, естественно, при пламенном нагреве важной характеристикой есть и интенсивность нагрева. В некоторых случаях, когда жесткость части письма (конструкции), что ненагревается малая (например, большая зона нагрева по отношению ко всему листу) и не может вызвать необходимых пластических деформаций сжатия нагретой зоны в процессе ее нагрева, применяют искусственное увеличение жесткости элемента, который исправляется: например, в случае рис. 127а прихватку по контуру (вдоль отдельных кромок) жестких угольников, тавров или швеллеров. После окончания исправления эта временная жесткость отдаляется (зрізаються или зрубуються прихватки, снимаются струбцины).

Местным нагревом можно исправить элементы другой формы. Так, для исправления угольника (рис. 127в) его необходимо нагреть в зоне А пятном нагрева схематично, в виде треугольника, трапеции (заштриховано на рис. 127в). При достаточной жесткости системы, которая нагревается большие пластические деформации сжатия (сокращение линейных размеров) широко нагретой кромки (на рис. 127в нижней) приведет к большему укорочению и соответственно исправлении изгиба. Поэтому необходимо правильно выбирать не только температуру, но и величину зоны нагрева, ее форму, а иногда, при исправлении нескольких мест, и последовательность нагрева и охлаждение разных участков письма, конструкции.

Нагрев для исправления может осуществляться не только пятнами, но и при линейном или волнообразном перемещении источника нагрева по изделию, которое исправляется, что вызывает соответствующие продолговатые прямолинейные или извилистые зоны нагрева (рис. 127г). При перемещении зоны нагрева линейные сокращения поперек и вдоль такой зоны неодинаковые. Поперечные сокращения, как правило, больше, чем продольные. Так, если относительно тонкое письмо стали (размерами 1х1 м) нагреть полосой шириной приблизительно 80 мм на всю толщину, то поперечное сокращение составит возле 0,7 0,75 мм, а продольное только ~ 0,15 мм. Величина продольных и поперечных деформаций зависит и от соотношения габаритных размеров письма L/ В (рис. 127г). Чем большее отношение L/В, т.е. чем письмо, которое уже нагревается, тем относительно большей есть продольная деформация. Поэтому для исправления плоских длинных элементов целесообразнее использовать поперечные деформации, а для изделий типа валов, брусьев - продольные.

Расположение полосы нагрева не по оси симметрии приводит не только к сокращению размеров, но и к общему изгибу элемента, который исправляется, величина которого также зависит от жесткости изделия, которое обрабатывается (детали).

При исправлении толстых писем и толстостенных элементов в ряде случаев необходимо учитывать возможность изменения размеров не только в основной плоскости, но и появления деформаций из плоскости, которые вызываются неравномерностью прогревания их по толщине, в соответствии с рис. 127б.

Газопламенная исправление может применяться не только для сталей, но и для писем и изделий из цветных металлов.

Для газопламенной исправление может применяться как ацетилено кислородное пламя, так и пламя разных заменителей ацетилена. Однако в ряде случаев приходится учитывать возможную меру уменьшения интенсивности нагрева, который приводит к увеличению пятна (зоны) нагрева, а итак, к изменению соотношений зоны нагрева и жесткости окружающего холодного металла.

Всякое дополнительное введение теплоты в изделие и наличия дополнительных местных пластических деформаций приводит к увеличению зон высоких внутренних напряжений в частности растяжения, которые достигают предела текучести, т.е. к общему увеличению напряженности конструкции. В определенных условиях и особенно при малом запасе пластичности металла конструкций это может привести к появлению в них трещин еще в процессе изготовления или при эксплуатационных условиях, которые вызывают иногда небольшую, но и дополнительную деформацию. Для исключения такого разрушения или снижение эксплуатационных характеристик конструкции что имеют большую общую напряженность (от сваривания, дополнительного исправления), их необходимо подвергать общей термической обработке для снятия внутренних напряжений.

В связи с изложенным технологический процесс изготовления сварных конструкций надо строить так, чтобы они выходили максимально приближенными к необходимой форме и размерам для ограничения дальнейшего их исправления.

Дата добавления: 2014-01-04