Портал о строительстве и ремонтных работах

Газовая сварка — способ сварки металлических изделий с помощью газового пламени, которое образуется в результате сгорания смеси технически чистого кислорода с горючим газом. Кислород (02) — газ с массой, равной 1,33 кг/м3 при давлении 9,810 Па (1 кгс/см2), активно поддерживающий горение. Кислород обычно поставляется в стальных баллонах под давлением 15 М Па. Присоедине­ние незначительного количества масла или жиров к кислороду приводит к само­воспламенению или взрыву. Поэтому кислородные баллоны необходимо предох­ранять от загрязнения маслом.

Горючие газы выделяют при интенсивном горении большое количество теп­ла. К таким газам относятся ацетилен, водород, метан, пропан. В качестве горю­чего газа используется преимущественно ацетилен, так как ацетилено-кислород­ное пламя дает наиболее высокую температуру (3100-3200°С). Водородно-кис­лородная, бензино-кислородная и другие виды газовой сварки применяются редко.

Ацетилен (С2Н2) представляет собой газообразное химическое соединение уг­лерода с водородом. В чистом виде ацетилен взрывоопасен, поэтому при исполь­зовании его необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Тех­нический ацетилен получают разложением жидких углеводородов (нефти, ке­росина) термоокислительным процессом природного газа. Однако в практике часто ацетилен получают на месте сварки в ацетиленовых генераторах из карби­да кальция (кускообразное вещество темно-серого или коричневого цвета с объемной массой 2,26 кг/дм3) разложением его водой:

СаС2 + 2Н20 = С2Н2 + Са(ОН)2.

В результате реакции из 1 кг технического карбида кальция получают при­мерно 235—285 л ацетилена. Для сварочных работ применяют генераторы ацети­леновые низкого (0,01 МПа) и среднего (0,01—0,15 МПа) давления.

При незначительных объемах сварочных работ ацетилен, растворенный в аце­тоне, доставляют в стальных баллонах. Растворенный ацетилен не дает паров воды, образует более горячее пламя и является взрывобезопасным.

Кислород и ацетилен по шлангам подводятся к сварочной горелке — устрой­ству для регулируемого смешения горючего газа и кислорода и сгорания смеси на выходе из мундштука горелки. Нагретый пламенем стык свариваемого метал­ла расплавляется (температура пламени 3000—3150°С) и вместе с присадочным материалом (прутками, проволокой) образует сварочную ванну. Сварочное пла­мя (температура пламени 3000—3150°С) одновременно оплавляет кромки соеди­няемых деталей и вместе с присадочным материалом (прутками, проволокой) образует сварочную ванну (сварной шов). Возможно применение флюсов — сва­рочных порошков или паст для защиты металла от окисления и удаления обра­зующихся окислов при сварке. В качестве флюсов используют прокаленную буру, борную кислоту, кремнекислоту и пр.

Металлургические процессы при газовой сварке сопровождаются: испарени­ем металла, когда в процессе его нагрева до температуры, близкой к кипению, испаряются легирующие добавки (цинк, алюминий, магний, свинец), что вле­чет за собой изменение свойств металла; окислением, когда в результате окисле­ния железа и выгорания углерода шов получается пористым с пониженными механическими свойствами; раскислением металла сварочной ванны углеродом, окисыо углерода, водородом, которые имеются в пламени газовой горелки или применением сильных раскислителей (кремния и марганца в виде флюса). Из­меняя соотношение кислорода и ацетилена, можно добиться нормального сва­рочного пламени (восстановительного), избыточного по кислороду (окислитель­ного) и избыточного по ацетилену (неуглероживающего).

Сварочное оборудование для газовой сварки состоит из баллонов кислорода, баллонов хранения или получения горючего газа, редукторов (для регулирова­ния давления газа), шлангов для подачи газа и горелки. Газовой сваркой выпол­няют нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Наиболее ча­сто газовую сварку применяют для стыковых соединений, реже — для угловых и торцевых. При этом в зависимости от движения горелки и присадочной прово­локи различают левую и правую сварку. Кроме того, сварные швы могут быть выполнены сквозным валиком и ванночкой при наложении швов в один и не­сколько слоев.

Гкзовая резка применяется при изготовлении металлических изделий. Приме­няют кислородную и кислородно-флюсовую резку металла.

Кислородная резка по назначению делится на разделительную (для вырезки заготовок, раскроя листов) и поверхностную (для раздела канавок на металле, удаления поверхностных дефектов). Эта резка основана на плавлении металла пламенем, которое образуется Сгоранием какого-либо горючего газа в кислороде, и выполняется вручную резаком и на машинах полуавтоматического и автома­тического действия. Режущая струя кислорода с газом, касаясь нагретого метал­ла, окисляет и сжигает его верхний слой. Процесс окисления вызывает выделение большого количества тепла, которое расходуется на нагрев нижележащих слоев металла. Для кислородной резки пригодны горючие газы (ацетилен, коксовый газ) и жидкие материалы (керосин, бензин), дающие температуру пламени не менее 1800°С. Для резки металла используют горелки, конструкция которых от­личается от горелок для сварки.

Кислородно-флюсовая резка применяется для раскроя хромистых и хромони­келевых сталей и заключается в том, что в струю режущего кислорода подают порошкообразный флюс (железный порошок), который при сгорании выделяет дополнительное количество тепла, способствующего расплавлению тугоплавких материалов.

Газовая сварка мало механизирована и выполняется обычно вручную. Она применяется в основном для сварки тонкостенных (0,1—6 мм) изделий из стали, чугуна, меди, алюминия, всевозможных сплавов. Для сварки толстых деталей можно использовать другие, более дешевые и удобные виды сварки. Газовая свар­ка дает удовлетворительное качество шва, однако при этом способе нередки слу­чаи коробления свариваемых деталей вследствие нагрева большого объема ме­талла. Преимущества газовой сварки: портативность и невысокая стоимость ап­паратуры. К недостаткам относятся: высокая стоимость работ и взрывоопасность. Поэтому газовую сварку при возможности заменяют дуговой электросваркой.

Комментарии закрыты.