При газовой сварке и наплавке расплавление основного и присадочного материала происходит в условиях высоких температур, образующихся в процессе сохранения горючих . азов в струе кислорода. В качестве горючего применяют различные газы: ацетилен, водород, метан, пары бензола и бензина. Наиболее высокая температура создается ацетилено-кислородным пламенем (достигает 3200°С).
Кислород хранится и транспортируется в баллонах емкостью 40 л под давлением 15 МПа. Использовать кислород можно до остаточного давления в баллоне 0,05-0,10 МПа.
Мощность создаваемого при горении пламени зависит от расхода ацетилена, который может быть подсчитан выражением А = SK,
где S — толщина детали, мм .
К — коэффициент, характеризующий удельный расход ацетилена на 1 мм толщины детали, м3/ч мм . для стали К = 0,10-0,12 . для чугуна К = 0,11-0,14 . для латуни К = 0,12-0,13 . для а алюминия К = 0,06-0,10.
Расход кислорода на 10-20% больше, чем ацетилена.
В зависимости от соотношения подаваемых в горелку кислорода и ацетилена можно получить нормальное, науглероживающее или окислительное пламя. Нормальное (или нейтральное) пламя образуется при соотношении в смеси кислорода и ацетилена 1,0-1,2. При соотношении указанных компонент 0.8-0,9 возникает науглероживающее пламя, а при соотношении, равном 1,2-1,5, окислительное пламя. Сварку стали с содержанием углерода доя 0,5% ведут нормальным пламенем. Науглероживающее пламя обычно используется для сварки сталей с содержанием углерода более 0,5%. Окислительное пламя используется при резании металлов.
|
|
|
Химический состав и физико-механические свойства материала присадочных прутков должны быть близки к составу и свойствам материала восстанавливаемой детали.
На качество сварного соединения в значительной степени влияют техника выполнения сварки и режимы процесса.
Положение горелки, т.е. угол наклона ее мундштука к поверхности свариваемого металла, зависит от толщины кромок деталей и теплопроводности металла. Чем толще металл и чем больше его теплопроводность, тем больше должен быть угол наклона мундштука. На рисунок 97 показаны рекомендуемые углы наклона в зависимости от толщины металла при сварке низкоуглеродистой стали. Эти рекомендации относятся к установившемуся периоду сварки, т.к. в начале сварки с целью быстрого прогрева детали угол наклона принимается наибольшим (рисунок 98, а), а к концу сварки угол уменьшают, чтобы лучше дополнить кратер и предупредить пережог металла.
В зависимости от направления сварочного пламени и направления движения горелки относительно наплавляемого металла различают правый и левый способы газовой сварки. При правом способе горелка перемещается впереди присадочного материала (прутка), а пламя направлено в сторону уже наплавленного металла (рисунок 98, а). Этим обеспечивается защита юны сварки от окисляющего воздействия атмосферного воздуха и замедленное охлаждение — парного шва, что способствует получению швов высокого качества. При первом способе (рисунок 98, б) горелка перемещается вслед за присадочным прутком, а пламя направлено на несваренные еще кромки с целью их предварительного подогрева. Первый способ применяют при сварке деталей толщиной более 5 мм с целью увеличения скорости парки и меньшего расхода ацетилена и кислорода. При сварке тонких листов, обычно не имеющих разделки кромок, применяют левый способ, при котором сварщик отчетливо видит шов и при котором пламя свободно растекается по поверхности детали, снижая опасность пережога.
|
|
|
Номер кривой, 1 2 3 4 5 6 7 8
S, мм до 1 1-3 3-5 5-7 7-10 10-12 2-15 св. 15
Угол наклона, а 10 20 30 40 50 60 70 80
Рисунок 97 — Углы мундштука в зависимости от толщины свариваемого металла
а — подогрев перед сваркой . б — процесс сварки . в — окончание сварки (заполнение кратера)
Рисунок 98 — Положение мундштука горелки в различные периоды сварки
Выбор способа сварки зависит также от пространственного положения шва. Сварку вертикальных швов снизу вверх выполняют левым способом. Сварку горизонтальных швов на вертикальных поверхностях также выполняют левым способом. Потолочные швы удобнее сваривать правым способом.
Виды соединений при газовой сварке показаны на рисунок 100. Практика выработала следующие рекомендации. Листовой материал толщиной до 2 мм сваривают встык с отбортовкой кромок (рис.23,а) без
1 — формирующий шов . 2 — присадочный пруток . 3 — пламя горелки . 4 — горелка
Рисунок 99 — Основные способы газовой сварки
Рисунок 100 — Виды соединений при газовой сварке
присадочного материала или встык без отбортовки, без разделки кромок и без зазора (рисунок 100, б), но с присадочным материалом. Листы толщиной 2-5 мм сваривают встык без разделки кромок с зазором между деталями (рисунок 100, в). При сварке тонкостенных деталей (толщиной менее 3 мм) могут применяться также нахлесточные швы (рисунок 100, е). При сварке деталей толщиной болев 5 мм применяют одно- или двустороннюю разделку кромок (рисунок 23, г). Угловые соединения (рисунок 23, д) сваривают без присадочного материала за счет расплавления кромок соединяемых деталей, как и тавровые (рисунок 23, ж).
Сварные швы выполняются одно- и многослойными. При сварке конструкций из малоуглеродистых сталей применяют проволоку марок Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Диаметр присадочной проволоки при правом способе сварки принимается равным половине толщины свариваемого металла, а при сварке деталей толщиной более 15 мм берут проволока диаметром 6-8 мм. При левом способе сварки диаметр проволоки d = S/2 + l, где S — толщин» свариваемой детали, мм.
Рекомендуется сразу же после сварки проковка металла и последующая нормализация при температуре 800-900°С, в результате чего металл приобретает мелкозернистую структуру и пластичность.
Газовая наплавка наиболее широко применяется для нанесения на поверхности деталей твердых сплавов типа сормайт и различных тугоплавких соединений с целью придания рабочим поверхностям большей твердости и высокой износостойкости. При этом способе можно получать наплавленные слои толщиной от 0,5 мм и более. Для наплавки сормайтом рекомендуются углеродистые стали и особенно сталь У8А. Можно производить наплавку на легированный инструментальные стали 5ХНМ, ЗХВА, 4ХВС и др. Хорошо наплавляются легированные конструкционные стали 40Х, 40ХН и др.
