МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Специальные газокислородные процессы. Кислородное копье

Резка кислородным копьем заключается в прожигании в материале отверстия под дей­ствием химико-термомеханического воздействия Воздействие на материал осуществляется стальной трубкой, конец которой нагрет до воспламенения, и через которую под давлением подается кислород

Резка копьем производится без применения подогревающего пламени. Местный на­грев обрабатываемого материала осуществляется в начале реза сварочной горелки, уголь­ной дугой или за счет теплоты, развиваемой в контакте при пропускании тока от сварочного аппарата через угольную пластинку, зажатую между копьем и поверхностью прожигаемой заготовки

Ток включается на весьма короткое время, необходимое для накала угольной пластин­ки. После этого кислород под небольшим давлением, порядка 1 ... 2 атм (0,1 ... 0,2 МПа), пропускается через трубку и пластинка воспламеняется. За счет выделяющейся теплоты достигается необходимый до воспламенения разогрев конца копья (трубки) и поверхности прожигаемого материала. После того как процесс горения копья начался, давление кисло­рода повышает до требуемой величины (5..6 атм или 0,5..0.6 МПа) и после плавления мате­риала углубляет копье в заготовку. Далее непрерывный процесс резки поддерживается за счет теплоты, выделяемой при сгорании железа трубки В процессе резки шлак вытекает через зазор между копьем и стенками образуемого отверстия. Для лучшего удаления оки­слов и во избежания зашлаковывания отверстия копьем периодически совершают повороты (примерно на пол-оборота в обе стороны) и возвратно-поступательные движения. Лучшие результаты по производительности резки достигаются при применении в качестве копья трубок диаметром 17 ... 19 мм и толщиной стенки 8 ... 9 мм из мало углеродистой стали. Для интенсификации процесса иногда в трубку закладывают одну или несколько проволок из малоуглеродистой стали 0 5 мм. Применение стальной проволоки вызывает необходимостью повышение теплового эффекта за счет дополнительной теплоты от сгорания этой про­волоки и стремлением уменьшить выходное отверстие копья, которое при заданном давле­нии определяет расход кислорода.

Копье применяется для отрезки прибылей стального или чугунного литья, при созда­нии осевых отверстий в полых валах, литниковых отверстий в металлургических печах, глу­боких отверстий в породах или бетоне при подрывных работах и в ряде других случаев

Пламенная очистка, правка и предварительный подогрев.

Для очистки поверхностей применяют газопламенный процесс. В зависимости от вида загрязнения применяют те или иные горючие газы, температура горения которых в кислоро­де достигает 2000 ... 3000°С. Загрязнения в виде масел, красок, лаков сгорают в пламени, так как имеют низкую температуру плавления и воспламенения, поэтому легко удаляются струей пламени или воздуха или кислорода. Окислы на поверхности деталей или элементов конструкции удалять сложнее. Очистка от окислов основана на локальном термомеханиче­ском воздействии газокислородного пламени. Под действием температуры нагретые участки поверхности с окислами расширяются. Из-за различия в коэффициентах температурного расширения между окислами и основой возрастают напряжения, под действием которых может произойти разрушение их связи с поверхностью. Если же связи окислов с поверхно­стью очень прочны, то окислы пластически деформируются, а так как у них, как правило, низкий запас пластичности при обычных температурах, то их довольно легко можно удалить механическим воздействием, если они не разрушились самопроизвольно под воздействием возникших в результате термического цикла нагрев - охлаждение остаточных напряжений.

Газопламенный нагрев применяют и для правки изделий, доводя дефектные участки до пластического состояния или упруго-пластического состояния. В зависимости от мате­риала и степени правки температура процесса может достигать 0.4 ... 0.6 Тлл. При достиже­нии упруго-пластического или пластического состояния под действием незначительного ме­ханического воздействия осуществляют правку Правку можно осуществлять без механиче­ского воздействия на дефектные участки Как правило, это касается правки тонколистовых конструкций. Созданием необходимых условий для получения пластического сжатия при на­греве и возникновением растягивающих напряжений при охлаждении в дефектных местах осуществляют термическую правку.

Газопламенный нагрев применяют для предварительного и сопутствующего подогрева при сварке высокоуглеродистых или высоколегированных сталей и чугунов. медных спла­вов.

Предварительный подогрев необходим для уменьшения влияния возникающих терми­ческих напряжений 8 результате локального сварочного нагрева на прочность сталей и чугу­нов при их сварке, а также для уменьшения влияния теплоотвода меди и её сплавов при их

Как правило, газопламенный нагрев для правки, предварительного и сопутствующего подогрева изделий осуществляют многопламенными горелками. Необходимый горючий газ подбирают в зависимости от необходимой температуры и скорости нагрева.

Газопрессовая сварка.

При газопрессовой сварке место соединения нагревается пламенем многосопловой горелки до пластического состояния или оплавления, и свариваемые детали сжимаются пу­тем приложения внешнего осевого усилия. Существуют два основных способа газопрессо­вой сварки:

а) в пластическом состоянии; б) с оплавлением свариваемых поверхностей деталей.

Сварка в пластическом состоянии может выполняться двумя способами. I способ - по­стоянного давления - состоит в том, что свариваемые детали сдавливаются постоянным осевым усилием, которое снимается при достижение определенной осадки При II способе - способе заданной температуры > детали сначала сжимаются небольшим усилием, нагрева­ются до установленной температуры, а затем усилие увеличивается до максимальной вели­чины. и детали свариваются при достижении заданной величины осадки. При сварке оплав­лением пламя направляют в зазор между торцами деталей. После оплавления торцов дета­ли сжимаются и свариваются, а жидкие шлаки в виде грата вытесняются наружу. Нагрев ме­талла при сварке оплавлением может производится так называемым боковым и торцевым способом. При сварке оплавлением мощность пламени должно быть больше, чем при свар­ке в пластическом состоянии, но зато этот способ не требует предварительной обработки и подготовки кромок под сварку. Получаемое в месте газопрессовой сварки утолщение удаля­ется последующей проковкой или механической обработкой. Для улучшения структуры ме­талла в зоне сварки после проковки производится последующая нормализация стыка пла­мени той же горелки, которой выполнялась сварка. Газопрессовая сварка является высоко­производительным и механизированным процессом, обеспечивающим высокое качество со­единения. Особо широкое применение газопрессовая сварка нашла при сварке трубопрово­дов для пара, газов и жидкостей, а также ответственных деталей в тепловозо - и вагоно­строении. Основными преимуществами газопрессовой сварки является относительная про­стота процесса, невысокая стоимость, малый вес и небольшие габариты сварочного обору­дования, а также отсутствие потребности в мощных источниках электроэнергии (стыковая дугоконтактная сварка оплавлением) и, как следствие этого, автономность действия газо­сварочных установок.

Здоровье и безопасность.

При использовании газокислородных процессов выполняются все требования по безо­пасности, которые предусмотрены правилами обращения с газами, работы в условиях по­вышенных температур и загазованности производственных помещений.