Основы сварочного дела

Оборудование газосварочных постов

Газовой сваркой называется сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей и присадочного материала производится теплотой сго­рания горючих газов в кислороде.

Газовая сварка классифицируется по виду применяемого горючего газа (ацетилено-кислородная, водородно - кислородная, керосино-кислородная, бензино-кислородная, пропан-бутано - кислородная и др.). Большое при­менение получила газовая сварка аце­тилено-кислородная и пропан-бутано - кислородная.

Для производства работ по газовой сварке сварочные посты должны иметь следующее оборудование и инвентарь: ацетиленовый генератор или баллон с горючим газом; кислородный баллон; редукторы (кислородный и для го­рючего газа); сварочную горелку с набором сменных наконечников; шланги для подачи горючего газа и кислорода в горелку; сварочный стол; приспособления, необходимые для сборки изделий под сварку; комплект инструментов; очки с защит­ными стеклами; спецодежду для свар­щика.

Ацетиленовый генератор предназ­начен для получения ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой. Ацетиленовые генераторы (ГОСТ 5190—78) различаются по следующим признакам: по давлению получаемого ацетилена — генераторы низкого давления — до 0,02 МПа и среднего — свыше 0,02 до 0,15 МПа; по способу установки — передвижные и стационарные; по производитель­ности: передвижные— 1,25 м3/ч и 3,0 м3/ч, стационарные — 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320 и 640 м3/ч. На заводах и строительных площадках чаще при­меняют генераторы производительно­стью 1,25 м3/ч; по способу взаимодей­ствия карбида кальция с водой уста­новлено три типа: KB, ВК и К («карбид в воду», «вода на карбид» и контактный).

На рис. 80 представлены принци­пиальные схемы генераторов этих типов (/ — карбид кальция, 2 — от­бор газа, 3 — газосборник, 4 — пода­ча воды, 5 — реторта).

В генераторе типа KB (рис. 80, а) Предусматривается периодическая (порциями) подача в воду карбида кальция. При этом достигается наибольший выход ацетилена (до 95%). В генераторе типа ВК (рис. 80, б) осуществляется периодическая по­дача порций воды в загрузочное устройство, куда заранее насыпается карбид кальция. В генераторе типа К (рис. 80, в) предусматривается периодическое соприкосновение и вза: имодействие карбида кальция с водой. Применяют два варианта: «вытесне­ние воды» (для разобщения воды и карбида кальция) и «погружение карбида» (для получения контакта воды с карбидом кальция). Получение ацетилена по контактному принципу осуществляется автоматически и ши­роко используется в передвижных ге­нераторах, но по сравнению с генера­торами других типов генератор типа К дает наименьший выход ацетилена.

На рис. 81 представлены прин­ципиальная схема (а) и внешний вид
(б) однопостового передвижного мо­розоустойчивого ацетиленового гене­ратора низкого давления АНВ-1,25. Генератор работает по принципу «вода на карбид» в сочетании с процес­сом «вытеснения воды». Произво­дительность генератора составляет 1,25 м3/ч, максимальное давление рав­но 0,01 МПа.

Корпус генератора 7 разделен горизонтальной перегородкой 8 на две части: водосборник 6 и газосбор­ник 9. В нижнюю часть газосборника вварена реторта 14, в которую встав­ляют загрузочную корзину 13 с карби­дом. Реторту плотно закрывают крыш­кой 12 на резиновой прокладке. Через верхнюю открытую часть корпу­са генератор заполняют водой до от­метки уровня. При открывании крана

10 вода из корпуса поступает в ре­торту и взаимодействует с карбидом. Выделяющийся ацетилен по трубке

11 собирается под перегородкой в газосборнике и затем через осушитель 5 и предохранительный (водяной) зат­вор 3 по шлангу 2 поступает в сварочную горелку или резак. При установившемся режиме давление ацетилена сохраняется почти постоян­ным. При уменьшении расхода газа давление в газосборнике повышается и часть воды вытесняется из реторты в конусообразный сосуд — вытесни­тель 4. Уровень воды в корпусе опус­кается ниже уровня крана 10, Поступление воды в реторту прекра­щается, газовыделение замедляется. По мере расходования ацетилена давление понижается, уровень воды в корпусе повышается до крана 10 и вода снова поступает в реторту. Таким образом автомати­чески регулируется процесс взаимо­действия карбида с водой и выделение ацетилена в зависимости от его рас­хода.

В зимних условиях при температу­ре до —25° С генератор работает нормально не замерзая, так как его водоподающая система расположена внутри корпуса, где вода нагревает­ся теплотой реакции взаимодействия воды с карбидом кальция. Водяной затвор устанавливают также внутри корпуса в циркуляционной трубе 1. Летом водяной затвор монтируют на корпусе генератора снаружи. Нижнюю половину осушителя на зиму заправ­ляют как обычно коксом, а верхнюю — карбидом. Генераторы АНВ-1,25-68 и АНВ-1,25-73 отличаются конструкцией загрузочной корзины и расположе­нием крана подачи воды в реторту.

ВНИИавтогенмаш разработал конструкции ацетиленовых генерато­ров среднего давления. На рис. 82 представлены внешний вид (а) и схема (б) передвижного однопостового гене­ратора АСМ-1,25-3, работающего по схеме процесса «вытеснения воды». Производительность генератора — 1,25 м3/ч, максимальное давление — 0,15 МПа. Корпус генератора / внутренней перегородкой 13 разделен на две полости: верхнюю— газообра - зователь 5 и нижнюю — промыватель 2. К газообразователю приварено вер­хнее днище 7 с горловиной для ввода в шахту 6 корзины 8 с карбидом. Корзина закрепляется крышкой 9, ко­торая прижимается к горловине вин­том 10 через рычаг 11. Генератор

Заправляют водой через шахту. После опускания корзины с карбидом в шах­ту и плотного закрепления крышки карбид кальция начинает взаимодей­ствовать с водой и выделяющийся при этом ацетилен поступает по трубе 12 в промыватель. Проходя через воду промывателя, ацетилен охлаж­дается и через клапан 4 по шлангу 3 поступает в водяной затвор 14 И затем в сварочную горелку или ре­зак. Генератор имеет манометр для измерения давления и ручки для пере­мещения. Разовая загрузка кар­бида — 2,2 кг. Масса незаправленного генератора — 16 кг. Генератор может работать в зимних условиях на открытом воздухе при температуре до —25° С. Для этого он имеет утеплительный чехол. На основе гене­ратора АСМ-1,25 разработан перед­вижной ацетиленовый генератор АСВ - 1,25, который отличается конструк­цией загрузочного устройства, позво­лившей увеличить разовую загрузку карбида до 3 кг.

Предохранительные затворы (во­дяные и сухие) служат для защиты ацетиленового генератора от взрывной волны газокислородного пламени (об­ратного удара).

Водяной затвор ЗСГ-1,25-3 средне­го давления (рис. 83) устанавливают на генераторе АСМ-1,25-3. Затвор зап­равляют водой до контрольного крана /. В нижней части затвора располо­жены сливная пробка 2, входной нип­пель 4, клапан 3. При нормальной работе сварочного поста ацетилен из генератора поступает под клапан, поднимает его и, пройдя через воду, заполняет верхнюю полость затвора, а затем через ниппель 5 по шлангу поступает в сварочную горелку. При обратном ударе давлением воды клапан закрывается, не допуская про­никновения пламени в генератор.

Для газов — заменителей ацети­лена — применяют сухие предохрани­тельные затворы, в которых пламя обратного удара гасится пористой металлокерамической массой.

Для питания ацетиленом несколь­ких сварочных постов применяют ста­ционарный генератор ГРК-Ю-68 про­
изводительностью 10 м3 и рабочим давлением 0,07 МПа или генератор АСК-1-67. При этом каждый свароч­ный пост должен быть обязательно оборудован предохранительным зат­вором.

Ацетилен поставляется к свароч­ному посту в ацетиленовых баллонах вместимостью 40 л, в которых при максимальном давлении 1,9 МПа со­держится ~5,5 м3 ацетилена. Для обеспечения безопасного хранения и транспортировки ацетилена баллон заполняют пористым активированным углем, а для увеличения количества ацетилена в баллоне активированную пористую массу пропитывают раство­рителем — ацетоном (один объем аце­тона растворяет 23 объема ацетиле­на). Баллон окрашен в белый цвет и на нем сделана надпись «Ацетилен» красными буквами.

Кислород подается к посту сварки либо от кислородной рампы, либо от кислородного баллона вмести­мостью 40 л, в котором при максималь­ном давлении 15,15 МПа содержится 6 м3 кислорода. Баллон окрашен в голубой цвет и имеет надпись «Кислород» черными буквами.

Баллрны (рис. 84) для газов (го­рючего и кислорода) изготовляют по ГОСТ 949—73 из стальных бесшовных труб. Они представляют собой ци­линдрический сосуд 3 с выпуклым днищем / и узкой горловиной. Для придания баллону устойчивости в ра­бочем (вертикальном) положении на его нижнюю часть напрессован баш­мак 2 с квадратным основанием. Горловина баллона имеет конусное от­верстие 4 с резьбой, куда ввертывает­ся запорный вентиль 5 — уатройство, позволяющее наполнять баллон газом и регулировать его расход.

Для различных газов принята определенная конструкция запорного вентиля. Различная резьба хвостовика исключает возможность установки на баллон не соответствующего ему вен­тиля. Вентиль кислородного баллона изготовляют из латуни, так как она обладает высокой коррозионной стой­костью. в среде кислорода. Вентиль ацетиленового баллона изготовляют

Б 5

Из стали, так как латунь, содержа­щая более 70% меди, при контакте с ацетиленом образует взрывоопас­ную ацетиленовую медь. На горло­вину баллона плотно насажено кольцо 7 с наружной резьбой для навинчива­ния предохранительного колпака 6. Вентиль кислородного баллона ис­пользуется также для баллонов с азо­том, аргоном и углекислым газом.

Редукторы служат для понижения давления газа, поступающего из бал­лона, до рабочего и для поддержания этого давления постоянным в процессе сварки. В практике применяют раз­личные типы редукторов. На рис. 85 представлена схема однокамерного редуктора. Газ из баллона через шту­цер проходит в камеру высокого дав­ления / корпуса 10. В нерабочем положении редуктора (рис. 85, а) Проход газа из камеры высокого давления / в камеру низкого давления 4 закрыт клапаном 2, прижатым к седлу 3. При ввертывании регули­ровочного винта 9 в крышку 7 Корпуса (рис. 85, б) нажимная пружина 8 сжимается и перемещает вверх резиновую мембрану 6 вместе с передаточным штифтом 5. Штифт
открывает клапан 2, соединяя тем са­мым камеру высокого давления с ка­мерой низкого давления. Газ посту­пает в камеру 4 до тех пор, пока давление его на мембрану не урав­новесит силу нажимной пружины. В этом положении расход и поступление газа будут равны. Если расход газа уменьшается, то давление в камере 4 Повышается^ Давление газа отожмет мембрану вниз и сожмет нажимную пружину 8. Клапан 2 закроет от­верстие седла, и поступление газа в камеру 4 прекратится. При увели­чении расхода газа давление в камере 4 понижается, мембрана отжимает клапан от седла и тем самым увеличивается поступление газа из баллона. Таким образом автоматичес­ки поддерживается постоянное давле­ние газа, подаваемого в горелку.

Кислородный баллонный редуктор ДКП-1-65 предназначен для питания газом одного поста. Наибольшее до­пустимое давление газа на входе в редуктор — 20 МПа, наименьшее — 3 МПа. Рабочее давление — 0,1... 1,5 МПа. При наибольшем рабочем дав­лении расход газа составляет 60 м3/ч, а при наименьшем — 7,5 м3/ч. Редуктор окрашен в голубой цвет и крепится к баллону с помощью накидной гайки. Более совершенны ре­дукторы ДКП-2-78 с той же техни­ческой характеристикой. Ацетилено­вый баллонный редуктор ДАП-1-65 рассчитан на наибольшее давление на входе 3 МПа. Расход газа при наибольшем рабочем давлении 0,12 МПа составляет 5 м*/ч, а при наименьшем рабочем давлении 0,01 МПа — 3 м3/ч. Редуктор окрашен в белый цвет и крепится на баллоне с помощью хомутика.

Шланги (рукава) для кислорода и ацетилена стандартизованы. Предус­мотрено три типа шлангов: для подачи ацетилена при рабочем давлении не более 0,6 МПа; для жидкого топлива (бензин, керосин) при рабочем давлении не более 0,6 МПа; для подачи кислорода при рабо­чем давлении не более 1,5 МПа. Рукава состоят из внутреннего рези­нового слоя (камеры), нитяной оплет­ки и наружного резинового слоя. Применяют шланги следующих раз­меров:

Внутренний

Диаметр, мм 6 9 12 16 Наружный ди­аметр, мм 12 18 22,5 26

Наружный слой ацетиленовых ру­кавов красного цвета, рукавов для жидкого топлива — желтого, кисло­родных — синего цвета. Длина шлан­га при работе от баллона должна

Быть не менее 8 м, а при работе от генератора — не менее 10 м.