Источником тепла при газовой сварке является газовое пламя. Самая высокая температура бывает при сжигании ацетилена в кислороде.
Рис. 4.2 Строение ацетиленокислородного пламени и распределение в нем температуры
1.ядро пламени
2.восстановительная (сварочная зона)
3.оксидная зона (факел)
1)ядро t= ; 2)восстановительная Зона
Температура пламени некоторых газов
| Ацетилен | |
| Пропан-бутан | |
| Природный газ | 1850-2000 |
| метан | |
| Керосин | |
| Бензин |
Ядро ярко светится, т.к. состоит из раскаленных частиц углерода .
Восстановительная зона – темного цвета , состоит из продуктов неполного сгорания горючего газа: оксида углерода и водорода. Они восстанавливают окисленный металл. Если сварка ведется в этой зоне, то шов получается плотным, без пор, газовых и оксидных включенный и других дефектов.
Оксидная зона (факел) состоит из диоксида углерода, паров воды, азота поступающего из воздуха и продуктов взаимодействия оксидов углерода и водорода с кислородом воздуха. Его температура 1200- .
Пламя бывает нейтральное восстановительное и окислительное.
Нейтральное – если на 1 объем ацетилена подается 2,5 объема кислорода , который поступает из баллона (1,15), а остальной из воздуха. Нейтральное пламя применяют для сварки стали с содержанием углерода до 0,5% и сплавов меди , бронзы и алюминия .
Восстановительное пламя содержит свободный углерод, который переходит в расплавленный металл, и науглероживает его. Это пламя применяют при сварке чугуна, высоко углеродистых сталей с содержанием углерода более 0,5% , а также при наплавке деталей твердыми сплавами.
Окислительное пламя. Температура окислительного пламени выше температуры нейтрального. Это пламя сильно окисляет свариваемый металл и формирует крупнозернистый шов. Окислительное пламя используют при резке металлов и нагреве деталей при закалке.
Вместо ацетилена в настоящее время внедряется газ МАФ (метилацетилен алленовой фракции). Его температура t= . Область применения – сварка стальных листов малой толщины (прокат < 2,5 мм), сварка цветных металлов и контурная резка изделий. Он дешевле и безопасней ацетилена. Его можно использовать для сварки алюминиевых сплавов , для пайки серого и ковкого чугуна.
Применяют 2 способа газовой сварки: левый и правый. Если сварщик держит горелку в правой руке , а присадочный материал - в левой, то при левом способе – процесс выполняется справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки , подогревает их и подготавливает к сварке. При левом способе сварки металл детали меньше нагревается.
Рис. 4.3 Левый способ газовой сварки
При правом способе- процесс ведут слева направо. Горелка перемещается впереди присадочного прутка , а пламя направлено на формирующийся шов. Способ обеспечивает хорошую защиту сварочного шва от воздействия атмосферного воздуха и его медленное охлаждение.
Рис. 4.4 Правый способ газовой сварки
Параметры и режимы сварки выбирают в зависимости от вида и толщины свариваемого металла и типа изделия.
При сварке определяют мощность пламени, его вид, марку и диаметр присадочной проволоки, углы наклона горелки и прутка. При толщине металла до 6-8 мм применяют однослойные швы ; до 10 мм – двухслойные ;более 10 мм– трех и более слойные.
Диаметр присадочной проволоки при сварке левым способом.
d= 0.5 S+1, мм.
При сварки правым способом
d=0.5 S, мм.
Толщина слоя при многослойной наплавке 3-7 мм. Последующий слой накладывается после хорошей очистки (металлической щеткой) предыдущего шва.
Сварка выполняется короткими участками. Стыки валиков должны совпадать.
При многослойной сварке зона нагрева меньше, чем при однослойной. При наплавке последующего слоя отжигается нижележащий. Это позволяет получать высококачественный шов. Недостатком является низкая производительность и большой расход газа.
Хорошо свариваются малоуглеродистые стали.
Проволока СВ-0,8ГА, CB-10Г2, СВ-0,8Г6, CB-0,8Г2С..., где: .
CB-Сварочная; 0.8- содержание углерода ;Г- марганец; А- пониженное содержание серы и фосфора;2- содержание марганца ;С - кремний .
Условные обозначения химических элементов в сварочной проволоке: А – азот (только в высоко легированных сплавах); Б- ниобий; В- вольфрам; Г – марганец; Д- медь ;М- молибден ;Н- никель ;К – кобальт ;Р- бор ;С- кремний ;Т- титан ;Ф- ванадий ;Х- хром ;Ц- цирконий ; Ю- алюминий.
А в конце обозначения – повышения частоте по сере и фосфору.
АА- пониженное содержание по сере и фосфору по сравнению с А.
Удовлетворительно свариваются среднеуглеродистые стали. Могут образовываться закалочные структуры и трещины. Сварку ведут слегка восстановительным пламенем, иначе выгорит углерод. Рекомендуется левый способ . При толщине металла больше 3 мм нужен предварительный общий нагрев детали до 250- 300 или местный нагрев до 650-700 . Проволока Св - 10 Г2 и Cв-12ГС .
При ремонтных работах в нестационарных условиях используют водородно- кислородные электролизные генераторы для сварки , пайки , резких и термообработки. Генераторы вырабатывают смесь с соотношением водорода и кислорода 2:1 . Смесь насыщают парами углеводородных соединений для регулирования характера горения пламени, дающими увеличение тепловой мощности и изменение структуры факела.
Малоуглеродистую и низколегированную стали сваривают нейтральным водородно-кислородным пламенем с добавлением паров бензина.
Расход смеси составляет 300 л/ч на 1 мм толщины металла.
Газовая сварка применяется при заварке трещин, наложении заплат, приварке обломов , сварке тонколистого металла, при ремонте кузовов , кабин , боков и др.