Газовая сварка и резка металлов.
При сварке место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем. При нагреве газосварочным пламенем кромки свариваемых заготовок расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным металлом, который вводят в пламя горелки извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода. Рис. 2 Схема газовой сварки a правым, б левым способом В практике применяют два способа сварки - правый и левый см. рис.8 При правом способе сварку ведут слева на право, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большая глубина плавления, замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации.
Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе, поэтому угол разделки кромок делается не 90 , а 60-70, что уменьшает количество наплавленного металла и коробление.
При правом способе производительность на 20-25 выше, а расход газов на 15-20 меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке металла толщиной боле 5 мм и металлов с большой теплопроводностью. При левом способе сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на ещ не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При левом способе сварщик хорошо видит свариваемый металл, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе предварительный подогрев кромок свариваемого металла обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны.
Благодаря этим свойствам левый способ наиболее распространн и применяется для сварки тонколистовых материалов и легкоплавких металлов. Кислородный баллон представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем и горловиной для крепления запорного вентиля. На нижнюю часть баллона насаживается башмак, позволяющий ставить баллон вертикально.
На горловине имеется кольцо с резьбой для навертывания защитного колпака. Средняя жидкостная вместимость баллона 40 дм3. При давлении 15 МПа он вмещает 6000дм3 кислорода. Ацетиленовые баллоны окрашивают в белый цвет и делают на них надпись красной краской Ацетилен. Их конструкция аналогична конструкции кислородных баллонов. Давление ацетилена в баллоне 1,5 МПа. В баллоне находится пористая масса активизированный уголь и ацетон. Растворения ацетилена в ацетоне позволяет поместить в малом объеме большое количество ацетилена. Растворенный в ацетоне ацетилен пропитывает пористую массу и становится безопасным.
При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем при дуговой это и определяет основные области ее применения для сварки металлов малой толщины 0,2 3 мм легкоплавких цветных металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, например инструментальных сталей, чугуна, латуней для пайки а наплавочных работ для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины металла производительность газовой сварки резко снижается.
При этом за счет медленного нагрева свариваемые изделия значительно деформируются. Это ограничивает применение газовой сварки. Газокислородная резка заключается в сжигании металла в струе кислорода и удалении этой струей образующихся оксидов. При горении железа в кислороде выделяется значительное количество теплоты. Для обеспечения нормального процесса резки металл должен отвечать следующим требованиям температура его плавления должна быть выше температуры горения в кислороде температура плавления оксидов металла должна быть ниже температуры его плавления количество теплоты, выделяющееся при сгорании металла в кислородной струе, должно быть достаточным для поддержания непрерывного процесса резки теплопроводность металла не должна быть слишком высокой, в противном случае теплота слишком интенсивно отводится и процесс резки прекращается образующиеся оксиды должны быть достаточно жидкотекучими и легко выдуваться вниз струей режущего кислорода.
Практически указанным требования отвечают железо, низкоуглеродистые и низколегированные стали.
По характеру и направленности кислородной струи различают следующие способы резки. Разделительная резка режущая струя направлена нормально к поверхности металла и прорезает его на всю толщину. Разделительной резкой раскраивают листовую сталь, разрезают профильной материал, вырезают косынки, круги, фланцы и т. п. Поверхностная резка режущая струя направлена под очень малым углом к поверхности металла почти параллельно ей и обеспечивают грубую ее строжку или обдирку.
Ею удаляют поверхностные дефекты отливок. Резка кислородным копьем копье образуется тонкостенной стальной трубкой, присоединенной к рукоятке и свободным концом прижатой к прожигаемому металлу. Кислородным копьем отрезают прибыли крупных отливок, прожигают летки в металлургических печах, отверстия в бетоне и т. п. Резка может быть ручной и машинной.
К преимуществам газовой сварки относятся простота способа, несложность оборудования, отсутствие источника электрической энергии. К недостаткам газовой сварки относятся меньшая производительность, сложность механизации, большая зона нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке. Газовую сварку используют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, сварке чугуна, алюминия, меди, латуни, наплавке тврдых сплавов, исправлении дефектов литья и др. Строение пламени при горении ацетилена в смеси с кислородом характеризуется наличием трх зон ядра 1, средней зоны 2 и факела 3. Наивысшая температура 2730-2230 0С имеет место в районе второй зоны. Поэтому при сварке горелку располагют так, чтобы ядро пламени касалось поверхности сварочной ванны. 4.