Газовая сварка - Резак

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:52

Просмотров: 24242

Резак РР-53 имеет пять внутренних и два наружных сменных мундштука, позволяющих резать металл со скоростью от 80 до 560 мм/мин. Шланги (рукава) для кислорода и ацетилена изготовляют по ГОСТ 9356-75 «Рукава резиновые для газовой сварки и резки металлов». Предусмотрены три типа шлангов: для подачи ацетилена при рабочем давлении не более 0,608 МПа (6 кгс/см2); для жидкого топлива (бензин, керосин) при рабочем давлении не более 0,608 МПа (6 кгс/см2); для подачи кислорода при рабочем давлении не более 1,520 МПа (15 кгс/см2). Рукава состоят из внутреннего резинового слоя (камеры), нитяной оплетки и наружного резинового слоя. Предусмотрены следующие размеры: Внутренний диаметр, мм . , 6±0,5 9±0,5 12±1,0 16±1,0 Наружный диаметр, мм . . . 14±0,5 18±1,0 22,5±1,0 26±1,0 Наружный слой ацетиленовых рукавов красного цвета, рукавов для жидкого топлива - желтого цвета, кислородных - синего цвета. Длина шланга при работе от баллона должна быть не менее 8 м, а при работе от генератора - не менее 10 м. Газы для сварки и резки металлов Кислород при газовой сварке применяется для получения горючей смеси. Он способствует интенсивному горению горючих газов и получению высокотемпературного пламени. При горении газов в воздухе температура пламени значительно ниже, чем при горении в кислороде. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород, поставляемый по ГОСТ 5583-68 трех сортов: первый сорт имеет чистоту не ниже 99,7%, второй сорт - не ниже 99,5%, а третий сорт - не ниже 99,2% по объему. Технический кислород содержит примеси, состоящие из азота и аргона. При этом следует учесть важное значение чистоты кислорода при сварке и резке металла. Снижение чистоты кислорода на 1 % не только может несколько ухудшить качество сварного шва, но и потребует увеличения расхода кислорода на 1,5%. Кислород при атмосферном давлении и нормальной температуре представляет собой газ без цвета и запаха с плотностью 1,43 кг/м8. Его получают из воздуха методом низкотемпературной ректификации, основанным на разности температур кипения основных составляющих воздуха - азота (-195,8° С) и кислорода (-182,96° С). Воздух переводят в жидкое состояние и затем постепенным повышением температуры испаряют азот (78%). Оставшийся кислород (21%) очищают многократным процессом ректификации до требуемой чистоты. Некоторые свойства горючих газов, применяемых при газовой сварке, даны в табл. 19. Ацетилен в газосварочном производстве получил наибольшее распространение благодаря важным для сварки качествам. Он представляет собой химическое соединение углерода с водородом (С2Н2). Это бесцветный газ с характерным запахом, обусловленным наличием примесей сероводорода, фтористого водорода и др. Ацетилен - взрывоопасный газ при следующих условиях: нагревании до 480...500 С, давлении 0,14...0,16 МПа (1,4...1,6 кгс/см2); при наличии от 2,3 до 80,7% ацетилена в смеси с воздухом; наличии от 2,8... ...93% ацетилена в смеси с кислородом. Ацетилен получают при взаимодействии карбида кальция с водой по реакции СаС2 + 2Н20 = С2Н2 + Са(ОН)2 Карбид кальция (ГОСТ 1460-76) получают путем сплавления в электрических печах кокса и обожженной извести СаО + ЗС = СаС2 + СО Карбид кальция очень активно вступает в реакцию с водой, реагируя даже с парами воды, насыщающими воздух. Поэтому его хранят и транспортируют в герметически закрытых стальных барабанах, содержащих от 50 до 130 кг карбида. Из 1 кг карбида кальция в зависимости от сорта и грануляции получают от 235 до 280 л ацетилена. При этом следует иметь в виду, что мелкий и пылеобразный карбид кальция применять запрещается (взрывоопасно). Для взаимодействия 1 кг карбида кальция теоретически необходимо 0,56 л воды. Практически берут от 7 до 20 л воды. Это обеспечивает хорошее охлаждение ацетилена и более безопасную работу газогенератора. Водород - газ без цвета и запаха. В смеси с кислородом или воздухом он образует взрывчатую смесь (так называемый гремучий газ), поэтому требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Водород хранят и транспортируют в стальных баллонах при максимальном давлении 15 МПа (150 кгс/см2). Получают его электролизом воды или в специальных водородных генераторах путем воздействия серной кислотой на железную стружку или цинк. Пиролизный газ - смесь газообразных продуктов термического разложения нефти, нефтепродуктов или мазута. Содержит вредные сернистые соединения, вызывающие коррозию мундштуков горелок и резаков, поэтому требует тщательной очистки.? Нефтяной газ - смесь горючих газов, являющихся побочным про¬дуктом нефтеперерабатывающих заводов. Его применяют для сварки, резки и пайки сталей толщиной до 3 мм и сварки цветных металлов. Природный газ получают из газовых месторождений. Он состоит в основном из метана (93...99%). Пропанобутановую смесь получают при добыче и переработке естественных нефтяных газов и нефти. Хранят и транспортируют в сжиженном состоянии в баллонах вместимостью 23,33 и 45 л под давлением 1,6... 1,7 МПа (16....17 кгс/см2). Жидкой смесью заполняют только половину баллона, так как при нагреве значительное повышение давления может привести к взрыву. Бензин и керосин используют при газопламенной обработке в виде паров. Для этой цели горелки и резаки имеют специальные испарители, которые нагреваются от вспомогательного пламени или электрическим током. Сварочное пламя Сварочное пламя образуется при сгорании выходящей из мундштука горелки смеси горючего газа (или паров горючей жидкости) с кислородом. Свойства сварочного пламени зависят от того, какой горючий газ подается в горелку и при каком соотношении кислорода и горючего газа создается газовая смесь. Изменяя количество подаваемого в горелку кислорода и горючего газа, можно получить нормальное, окислительное или науглероживающее сварочное пламя. Нормальное (или восстановительное) пламя теоретически должно получаться при объемном отношении количества ацетилена к кислороду р = 1. Практически вследствие загрязненности кислорода нормальное пламя получается при несколько большем количестве кислорода, т. е. при р = 1,1...1,3. Нормальное пламя способствует раскислению металла сварочной ванны и получению качественного сварного шва. Поэтому большинство металлов и сплавов сваривают нормальным пламенем. Нормальное ацетилено-кислородное пламя состоит из трех ясно выраженных зон (рис. 100): ядра, восстановительной зоны II и факела III. Форма ядра - конус с закругленной вершиной, имеющей светящуюся оболочку. Ядро состоит из продуктов распада ацетилена с выделившимися раскаленными частицами углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Длина ядра зависит от скорости истечения горючей смеси из мундштука горелки. Чем больше давление газовой смеси, тем больше скорость истечения, тем длиннее ядро пламени. Восстановительная зона по своему темному цвету заметно отличается от ядра. Она состоит в основном из окиси углерода и водорода, получающихся в результате частичного сгорания ацетилена. В этой зоне создается наивысшая температура пламени (3000° С) на расстоянии 3...5 мм от конца ядра. Этой частью пламени производят нагревание и расплавление свариваемого металла. Находящиеся в этой зоне частицы окиси углерода и водорода могут восстанавливать образующиеся окислы металлов. Факел располагается за восстановительной зоной и состоит из углекислого газа и паров воды, которые получаются в результате сгорания окиси углерода и водорода, поступающих из восстановительной зоны. Сгорание происходит за счет кислорода окружающего воздуха. Зона факела содержит также азот, попадающий из воздуха. Окислительное пламя получается при избытке кислорода, когда в горючей смеси на один объем ацетилена приходится более 1,3 объема кислорода. Ядро такого пламени значительно короче по длине, с недостаточно резким очертанием и более бледной окраской. Восстановительная зона и факел пламени также сокращаются по длине. Пламя имеет синевато-фиолетовую окраску. Температура пламени несколько выше нормальной. Однако таким пламенем сваривать стали нельзя, так как наличие в пламени избыточного кислорода приводит к окислению расплавленного металла шва, а сам шов получается хрупким и пористям. Науглероживающее пламя получается при избытке ацетилена, когда в смесительную камеру горелки на один объем ацетилена подается менее 1,1 объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, и на его вершине появляется ореол, свидетельствующий о наличии избыточного ацетилена. Восстановительная зона значительно светлее, а факел получает желтоватую окраску. Очертания зон теряют свою резкость. Избыточный ацетилен разлагается на углерод и водород. Углерод легко поглощается расплавленным металлом шва. Поэтому таким пламенем пользуются для науглероживания металла шва или восполнения выгорания углерода. Регулирование сварочного пламени производится по его форме и окраске. Важное значение имеет правильный выбор давления кислорода, его соответствие паспорту горелки и номеру наконечника. При большом давлении кислорода смесь вытекает с большой скоростью, пламя отрывается от мундштука, происходит выдувание расплавленного металла из сварочной ванны. При недостаточном давлении кислорода скорость истечения горючей смеси падает, пламя укорачивается и возникает опасность обратных ударов. Нормальное пламя можно получить из окислительного, постепенно увеличивая поступление ацетилена до образования яркого и четкого ядра пламени. Можно отрегулировать нормальное пламя и из науглероживающего, убавляя подачу ацетилена до исчезновения зеленоватого ореола у вершины ядра пламени. Характер пламени выбирают в зависимости от свариваемого металла. Например, при сварке чугуна и наплавке твердых сплавов применяется науглероживающее пламя, а при сварке латуни - окислительное пламя. Важным показателем сварочного пламени является его тепловая мощность. Мощность пламени принято определять расходом ацетилена в л/ч, а удельной мощностью пламени называют часовой расход ацетилена в литрах, приходящийся на 1 мм толщины свариваемого металла. Потребная мощность пламени зависит от толщины свариваемого металла и его теплопроводности. Например, при сварке углеродистых и низколегированных сталей, чугуна, сплавов меди и алюминия удельная мощность пламени составляет 100...120 л/ч, а при сварке меди, обладающей высокой теплопроводностью, удельную мощность выбирают в пределах 150...200 л/ч. Сварочные материалы Присадочный материал вводят в зону сварки для расплавления и заполнения им разделки шва. Он применяется в виде проволоки и стержней. При сварке сталей присадочным материалом служит проволока стальная сварочная, изготовляемая по ГОСТ 2246-70. Ответственные сварные узлы и конструкции из низкоуглеродистой стали выполняют с применением низколегированной проволоки. Наилучшие результаты дают кремнемарганцовистая и марганцовистая проволоки Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Они позволяют получить сварной шов с высокими механическими свойствами. Присадочным материалом при сварке низколегированных сталей может служить низколегированная хромистая проволока. Сварные соединения имеют предел прочности до 461...540 МПа (47...50 кгс/мм2). При сварке высоколегированных сталей применяют проволоку, по химическому составу соответствующую основному свариваемому металлу. Присадочным материалом для сварки чугуна служат чугунные стержни, изготовляемые по ГОСТ 2671-70. Стержень марки А применяют для сварки массивных чугунных отливок с подогревом; стержни марки Б служат для сварки мелких деталей с применением местного подогрева. Сварку алюминия выполняют с применением сварочной проволоки из алюминиевых сплавов марок Св-А1, Св-АМц и Св-АК-5, поставляемой по ГОСТ 7871-75. При сварке меди и ее сплавов применяют присадочные материалы, предусмотренные ГОСТ 16130-72. Для сварки меди применяют проволоку Ml и MCpl или прутки М1р и МЗр. Для сварки латуни и бронзы предусмотрены проволока и прутки из соответствующих сплавов. Применяемый при газовой сварке присадочный материал должен иметь чистую поверхность без окалины, ржавчины, краски и других загрязнений. Плавление металла должно протекать спокойно, без большого разбрызгивания. Остывший наплавленный металл должен быть однородным, плотным, без пор и неметаллических включений. В процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны энергично взаимодействует с кислородом и азотом воздуха. Образующиеся окислы имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл. Покрывая тонкой пленкой капли присадочного материала, окислы попадают в сварочную ванну и значительно затрудняют образование плотного и прочного металла шва. Флюсы при газовой сварке применяют для получения металла шва с высокими механическими свойствами. Флюсами называют вещества, вводимые в зону сварки для раскисления расплавленного металла и удаления образовавшихся окислов и неметаллических включений на поверхность сварочной ванны в виде шлака. При этом пленка шлака, покрывая расплавленный металл шва, предохраняет его от дальнейшего воздействия атмосферного воздуха. Для выполнения своего назначения флюс должен обладать следующими свойствами: иметь температуру плавления ниже температуры плавления свариваемого и присадочного металлов; быстро взаимодействовать с окислами металла, чтобы процесс образования химических соединений или процесс растворения окислов и образования шлаков закончился до затвердения металла сварочной ванны; хорошо растекаться по поверхности шва, чтобы прикрыть ванну расплавленного металла и не допустить дальнейшее образование окислов; иметь химический состав, предупреждающий выгорание легирующих примесей металла шва, а при необходимости легирующий наплавленный металл; не должен содержать вредных примесей серы, фосфора и др.; обеспечивать при сварке всплытие шлака на поверхность сварочной ванны и легкое отделение шлака от металла шва после его затвердения; состоять из простых и недефицитных веществ. Флюсы получили большое применение при газовой сварке цветных металлов и их сплавов, чугуна, некоторых специальных легированных сталей, а также при наплавочных работах. Состав флюса зависит от характера образующихся при сварке окислов. Если в сварочной ванне преобладают основные окислы, то флюс должен быть кислым, и наоборот. При сварке меди и ее сплавов (латунь, бронза) применяют, как правило, кислые флюсы. Они состоят из соединений бора (бура Na2B407« ЮН20, борная кислота Н3В03) или их смесей. Буру перед применением следует прокаливать, так как при нагревании она пузырится и выделяет кристаллизационную воду. Это значительно ухудшает качество сварного шва. При сварке чугуна применяют основные флюсы, назначение которых растворять образующиеся окислы кремния. Они содержат главным образом соли натрия и калия: едкий натр NaOH, углекислый натрий Na2C03, кислый углекислый натрий NaHC03, углекислый калий К2С03 и др. При сварке алюминия применяют флюсы, действующие одновременно как раскислители и как растворители тугоплавких окислов свариваемого металла. Они состоят из смеси различных хлористых и фтористых солей лития, натрия, калия, кальция и криолита. Наиболее активным растворителем является хлористый литий. Из флюсов наибольшее применение получил флюс АФ-4А. Однако следует учесть разъедающее действие флюса. Поэтому после сварки швы тщательно промывают слабым (2 %-ным) раствором азотной кислоты, а затем теплой и холодной проточной водой. Флюсы иного состава применяют при газовой резке нержавеющих сталей, чугуна, цветных металлов и их сплавов. В этом случае флюс, сгорая в зоне реза, повышает температуру зоны. Кроме того, способствуя разжижению тугоплавких окислов, флюс облегчает удаление их из разреза. Основной составляющей флюса при кислородно-флюсовой резке является железный порошок.