Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Газовая сварка и резка металлов

Газовая сварка и резка металлов

Газовая сварка широко применяется при соединении изделий из чугунных сплавов, ремонте материалов, состоящих из тонкой углеродистой стали, заварке дефектов литья в цветных или черных металлах. Процесс происходит путем розжига материала высокотемпературным пламенем, которое образуется при сжигании кислорода в чистом виде и горючей смеси. Присадочная проволока используется для выставления зазора кромок расплавленным металлом.

Виды сварочного пламени

Сварочное пламя образуется в результате сгорания горючих газов или паров горючих жидкостей в смеси с техническим кислородом. При этом пламя имеет сложную структуру и строение, которое показано ниже на рисунке. Качество газовой сварки во многом зависит от правильности регулировки пламени, которое сварщик выставляет «наглаз» по форме и цвету. Поэтому очень важно знать строение и структуру пламени газовой горелки, чтобы учитывать это в повседневной работе. Форму, цвет и структуру пламени горелки меняют соотношением ацетилена и кислорода,подаваемых в зону горения. В качестве примера рассмотрим строение ацетилен-кислородное пламя.

Составляющие ацетилен-кислородного пламени: 1-ядро; 2-восстановительная зона; 3-факел пламени

Ядро пламени имеет форму цилиндра с заостренным концом, вокруг которого расположена ярко светящаяся оболочка. Длина ядра пламени регулируется скоростью подачи газовой смеси и ее качественным составом. Диаметр ядра зависит от размеров мундштука и расхода горючей смеси.

Строение пламени меняется при изменении соотношения смеси и может быть: нормальным,науглероженным и окислительным.

Нормальный (восстановительный) вид сварочного пламени

Нормальное пламя получается, когда на один объем горючего газа подается один объем кислорода. Если в качестве горючего газа принят ацетилен, то процесс его нормального сгорания можно записать в следующем виде: С2Н2+ О2 = 2СО+ Н2.

При этом продукты неполного сгорания догорают за счет кислорода, присутствующего в атмосферном воздухе. Так как абсолютно чистых веществ в природе не бывает и кислород содержит в себе некоторое количество примесей, то нормальное пламя получается при некотором его повышенном значении, то есть при соотношении ацетилена и кислорода, равном 1,1 -1,2. Ядро нормального пламени светлое со слегка затемненной восстановительной зоной и факелом. По форме ядро пламени напоминает цилиндр с четкими очертаниями и закругленным концом. Диаметр ядра зависит от размера мундштука сварочной горелки, а длина — определяется скоростью выхода газовой смеси. Вокруг ядра пламени размещается светлая оболочка, в которой происходит сгорание раскаленных частиц углерода. При высокой скорости подачи газа пламя способствует сгоранию металла и выдуванию его из сварочной ванны.

Восстановительная зона газового пламени имеет более темный цвет и располагается в пространстве в пределах 20 мм от конца ядра. Температура пламени в этой зоне может достигать 3150°С (при сгорании ацетилена). Размер восстановительной зоны зависит от номера сварочного мундштука. При помощи этой зоны пламени нагревают метал, плавят его и ведут сварку. Остальная часть пламени, расположенная за восстановительной зоной, состоящая из углекислого газа, паров воды и азота, имеет значительно меньшую температуру.

Науглероживающий вид сварочного пламени

Науглероженное пламя получается, когда соотношение ацетилена и кислорода превышает указанное соотношение, то есть становится больше значения 1,1. Теоретически науглероженное пламя получается, когда в горелку подается 0,95 объема кислорода и менее. В этом случае ядро пламени увеличивается в объеме и теряет свои очертания. Недостаток кислорода в таком пламени приводит к неполному его сгоранию, и оно начинает коптить. Избыток ацетилена в науглероженном пламени приводит к его разложению на углерод и водород. Углерод из пламени переходит в металл, науглероживая его. Обычно науглероженное пламя применяют для сварки алюминия и наплавке твердых сплавов.

Читать еще:  Какой пескоструйный пистолет лучше — виды описание характеристики

Восстановительная зона науглероженного пламени светлая и практически сливается с ядром.Температура такого пламени ниже, поэтому работать с ним более тяжело. Для перевода пламени в нормальное состояние увеличивают подачу кислорода или снижают подачу ацетилена.

Окислительный вид сварочного пламени

Окислительное пламя получается при недостатке ацетилена, то есть соотношение ацетилен :кислород становится меньше 1,1. Практически окислительное пламя получается при объеме кислорода, превышающем в 1,3 объем ацетилена. Ядро такого пламени укорачивается и заостряется, а его края становятся расплывчатыми, цвет бледнеет. Температура такого пламени выше температуры нормального. Избыточный кислород окисляет железо и примеси, находящиеся в стали, что в конечном итоге приводит к хрупкости сварочного шва, пористости его структуры, обедненной марганцем и кремнием. Поэтому при сварке сталей окислительным пламенем пользуются присадочной проволокой с повышенным содержанием этих элементов, являющихся раскислителями. Самая высокая температура нормального пламени достигается в восстановительной зоне.

Основные виды

Левый — способ подходит для металлов с толщиной не более 3,5 миллиметров. При данной методике работы горелку ведут вслед за проволокой, начиная движение с правого края. При этом пламя горелки направляют в сторону от сварного шва.

Правый — горелку ведут вперед проволокой, движение начинают с левого края, пламя горелки направляют прямо на шов.

  • Иллюстрация способов газовой сварки

2 Способы, техника и технология газовой сварки

Ключевыми параметрами рассматриваемой сварки являются:

  • угол наклона горелки;
  • мощность пламени;
  • сечение используемого присадочного стержня.

В соответствии с теплофизическими характеристиками металла и его толщиной выбирают конкретную мощность пламени. Она будет тем больше, чем выше показатель теплопроводности и температуры плавления свариваемого материала. Регулирование мощности выполняется за счет контроля расхода кислорода и горючего газового состава.

Для сваривания чугуна и стали расход ацетилена, измеряемый в литрах в час, высчитывается по формуле Va = (100–150)*δ, где δ – это толщина материала. А вот высокая теплопроводность меди требует уже большего количества горючего. При сваривании медных изделий расход определяется по формуле Va = (150–200)*δ.

От теплофизических величин и толщины металла зависит и угол, под которым требуется наклонять мундштук горелки. Величина данного угла изменяется от 10 до 80 градусов для толщины свариваемого материала от 1 до 15 миллиметров. Причем на первых этапах сварки мундштук наклоняют под максимальным углом (в районе 85–90 градусов). Это обеспечивает качественный прогрев материала и «оперативное» формирование сварочной ванны. В процессе же выполнения сварочных мероприятий угол постепенно уменьшается.

Сечение присадочного стержня выбирают по формуле d = δ/2 ÷ δ/2 + 1 мм. Как видим, и на данную величину основное воздействие оказывает толщина обрабатываемого металла.

Стоит отметить, что сварка может выполняться двумя способами – левым или правым. В первом случае операция ведется справа налево (пламя подается от шва, присадочный стержень двигается перед газовой горелкой). При применении правого способа сварки процесс осуществляется слева направо, горелка нацеливается непосредственно на шов, а присадка идет за горелкой.

Более качественная защита ванны отмечается при использовании правой техники сварки. Кроме того, шов при такой методике охлаждается с меньшей скоростью, а газы расходуются намного более экономно. Зато при левой технике работник прекрасно видит всю картину проведения сварочного процесса. В результате этого сварочный шов формируется намного лучше. Специалисты сварочной сферы говорят о том, что правый способ сварки предпочтительнее для соединения металлов с относительно большой толщиной (от 3 миллиметров и выше), а левый – для соединения материалов толщиной не более 3 миллиметров.

Читать еще:  Как правильно копать землю мотоблоком (видео)

Особенности сварки различных швов

Для работы с горизонтальными швами используется правый способ, что дает возможность легко формировать шов, а сам металл ванны не стекает. Сварка вертикальных и наклонных швов ведется левым способом, а если толщина металла выше 5 мм, используется двойной валик. Сварка потолочных швов предполагает нагревание кромок, пока они не оплавятся, затем в ванну вводится присадочная проволока – ее конец быстро оплавляется. Сам процесс ведется правым способом.

Газовая сварка и резка металла — особенности процесса

Газовую сварку можно назвать уже достаточно старой технологией, которая используется сравнительно давно и, главное, не имеет альтернативы по широте сферы применения.

К основным достоинствам газовой резки и сварки металла относятся:

  • Относительно низкая стоимость оборудования и расходных материалов.
  • Полная автономность и независимость от дополнительных источников энергии.
  • Простота конструкции газосварочных аппаратов.
  • Простота регулировки температуры и создания оптимальных условий для сварки и резки металла.

Конечно, при всех достоинствах, есть у сварки этого типа и несколько недостатков, к главному из которых можно отнести необходимость работы с взрывоопасными газами, относительно низкая скорость проведения работы и громоздкость сварочной установки.

Газовая сварка и резка металлов основана на расплавлении металла в месте воздействия пламени горелки. Если речь идет о необходимости получить сварное соединение, как правило, используется дополнительна присадочная проволока, которая, расплавляясь и проникая между стыками металлических деталей, делает места соединения герметичными и прочными. В ряде случаев технология газовой сварки с предварительной обработкой торцов соединяемых деталей позволяет обойтись без использования присадочного материала.

Процесс газосварки заключается в расплавлении кромок соединяемых деталей до создания так называемой ванночки с расплавом, куда дополнительно расплавляется металл присадочной проволоки.

Процесс газовой сварки требует от рабочего высокой квалификации, поскольку несоблюдение температурного режима, поспешность проведения работ или перегрев зоны сварки отрицательно влияют на качество шва, как в части его прочностных характеристик, так и в плане герметичности.

По сравнению со сваркой, газовая резка металла выглядит значительно проще, проводится с использованием того же оборудования. Единственным отличием является необходимость установки более высокой температуры, а в ряде случаев, если речь идет о резке металла, который вступает в реакцию горения ниже температуры плавления, в повышенной подаче кислорода через горелку. В этом случае процесс резки идет более эффективно за счет образования дополнительной теплоты в результате горения металла.

Технология резки газом

Современная технология газовой резки металла несколько отличается от той, которая описана выше. К примеру, для работы с «легкими металлами» температуры в 1000 градусов за Цельсием и выше могут попросту разрушить металл, с которым вы работаете (расплавить и испарить).

В этих случаях сама резка производится с одновременным подогревом. Наконечник газового резака имеет форму пирамиды с 3 соплами.

Через два боковых подается подогревающая смесь, ну а по центру монтируется тонкое сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

Технология кислородной резки

Читать еще:  Станок горизонтально фрезерный 6р81г технические характеристики

В современных резаках, кислород подается под давлением в 12 атмосфер! Проще говоря – под струей воздуха можно повредить даже кожу (имеется в виду не зажженная струя).

Флюс, который образовывается при такой резке, либо выбрасывается подогревающем пламенем в стороны, либо прожигается непосредственно через весь металл (если выполняется сквозная резка).

Не забывайте, что резка металла газом имеет большое преимущество перед электрической. Какое?

Не создается «рваного» шва. А если дополнительно использовать накладки (трафаретки, как их называют профессиональные сварщики), то шов резки получается очень аккуратным!

Но учитывайте, что резка металла кислородом не подразумевает использовать металлы, которые плавятся при температуре ниже 600 градусов за Цельсием. В этом случае будет выполняться простое удаление верхнего слоя металла, а не его резка.

Вот в таких случаях рекомендуется использовать так называемые мобильные нагреватели – обычные баллончики со сжатым газом и соплом на конце трубки.

Стандартная технология кислородной резки металла подразумевает использовать направляющий резак, которым управляет оператор. Подача газа регулируется при помощи двух вентилей (в некоторых моделях – одним общим).

Сама рукоятка резака имеет две трубки, которые как раз и встраиваются в ручку. Первая рукоятка подает топливо для нагревателя, вторая (как правило — центральная) – подает кислород. То есть, к главному соплу подводятся аж 3 трубки!

Через две подается пропан, через третью – кислород. В более старых моделях резаков использовалось два наконечника, которые работали аналогичным образом.

Какой расход газа при резке металла? Это зависит от температуры, до которой разогревается сам металл при работе.

В стандартном резаке Р1-01 за один час работы в среднем расходуется порядка 10 кубических метров кислорода и 0,7 кубических метров ацетилена (при использовании пропана – 1 метр кубический топлива).

А вот в резаке Р2-01 расход значительно больше – 21 м3 кислорода и 1,2 – ацетилена! Расход подогревателя зависит от температуры нагрева и плоскости, которая разрезается.

В «старших» резаках также используется так называемое направление сопел, которое т.акже частично влияет на расход (чем ближе к струе кислорода, тем приходится подавать большую струю).

Проволока и флюс для выполнения сварки

Для осуществления сварки металлов, кроме газа, необходимы также проволока и флюс. Именно за счет этих материалов создается сварочный шов, формируются все его характеристики. Проволока, которая используется для сварки, должна быть чистой, без признаков коррозии и краски на ее поверхности. В отдельных случаях в качестве такой проволоки можно использовать полоску того же металла, который подвергается свариванию. Для того чтобы обеспечить защиту сварочной ванны от внешних факторов, необходимо использовать специальный флюс. В качестве такого флюса часто используются борная кислота и бура, которые наносятся непосредственно на поверхность свариваемого металла или на используемую для сварки проволоку. Без флюса может выполняться газовая сварка углеродистой стали, а при соединении деталей из алюминия, меди, магния и их сплавов такая защита необходима.

Гарантии качества

Изготовление надежных металлоконструкций требует навыков, умения, соблюдения технологии производства и наличия современного оборудования.

Срок эксплуатации металлоконструкций зависит от грамотного подбора материалов, соблюдения заданных размеров заготовок. Завод металлоизделий «ТДЦ» гарантирует качество всех произведенных работ. Все выполненные нами заказы выполняются на высочайшем профессиональном уровне.

Доверяйте работы с металлом организациям способным обеспечить полный комплекс услуг металлообработки и монтажа.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×