Основы сварочного дела

Технология газовой сварки

Для получения сварного шва с вы­сокими механическими свойствами не­обходимо хорошо подготовить свари­ваемые кромки, правильно подоб­рать мощность горелки, отрегули­ровать сварочное пламя, выбрать при­садочный материал, установить поло­жение горелки и направление пере­мещения ее по свариваемому шву.

Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, окалины и дру­гих загрязнений, разделке под свар­ку и прихвате короткими швами.

Свариваемые кромки зачищают на ширину 20...30 мм с каждой сторо­ны шва. Для этой цели можно ис­пользовать пламя сварочной горелки. При нагреве окалина отстает от ме­талла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность свариваемых дета­лей зачищают стальной щеткой до металлического блеска. При необхо­димости (например, при сварке алю­миния) свариваемые кромки травят в кислоте и затем. промывают и сушат.

Разделка кромок под сварку за­висит от типа сварного соединения, который, в свою очередь, зависит от взаимного расположения сварива­емых деталей.

Стыковые соединения являются для газовой сварки наиболее рас­пространенным типом соединений. Металлы толщиной до 2 мм свари­вают встык с отбортовкой кромок (рис. 93, а) без присадочного мате­риала или встык без разделки кро­мок и без зазора (рис. 93, б), но с присадочным материалом. Металл толщиной 2...5 мм сваривают встык без разделки кромок, но с зазором между ними (рис. 93, в). При сварке металла толщиной более 5 мм при­меняют V - или Х-образную разделку кромок (рис. 93, г). Угол скоса вы­бирают в пределах 70...90°; при этих углах получается хороший провар вер­шины шва.

Угловые соединения (рис 93, д) Также часто применяют при сварке металлов малой толщины. Такие сое­динения сваривают без присадочного металла. Шов получается за счет
расплавления кромок свариваемых деталей.

Нахлесточные (рис. 93, е) и тав­ровые (рис. 93, ж) соединения до­пустимы только при сварке металла толщиной менее 3 мм, так как при больших толщинах металла неравно­мерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и де­формации и даже трещины в шве и основном металле.

Скос кромок производят ручным или пневматическим зубилом, а также на кромкострогальных или фрезерных станках. Экономичным способом под­готовки кромок является ручная или механизированная кислородная рез­ка; образующиеся при этом шлаки и окалины удаляют зубилом и метал­лической щеткой.

Чтобы не допустить изменения по­ложения свариваемых деталей и за­зора между кромками в течение все­го процесса сварки, изделие закреп­ляют в приспособлениях или с по­мощью прихваток. Длина прихваток, их число и расстояние между ними зависят от толщины металла, длины и конфигурации свариваемого шва. При сварке тонкого металла и корот­ких швах длина прихваток состав­ляет 5...7 мм, а расстояние между ними — 70...100 мм. При сварке тол­стого металла и значительной длине прихватки делают длиной 20...30 мм, а расстояние между ними — 300... 500 мм.

Основные параметры режима свар­ки выбирают в зависимости от сва­риваемого металла, его толщины и типа изделия. Определяют потребную мощность пламени, вид пламени, мар­ку и диаметр присадочной проволоки, технику сварки. , Швы накладывают одно - и многослойные. При толщине металла до 6...8 мм применяют одно­слойные швы, до 10 мм — швы вы­полняют в два слоя, а при толщине металла более 10 мм швы сварива­ют в 3 слоя и более. Толщина слоя при многослойной сварке зави­сит от размеров шва, толщины метал­ла и составляет 3...7 мм. Перед на­ложением очередного слоя поверх­ность предыдущего слоя должна быть хорошо очищена металлической щет­кой. Сварку производят короткими участками. При этом стыки валиков в слоях не должны совпадать. При многослойной сварке зона нагрева меньше, чем при однослойной. В процессе сварки при наплавке оче­редного слоя происходит отжиг ниже­лежащих слоев. Кроме того, каждый слой можно подвергнуть проковке. Все эти условия позволяют получить сварной шов высокого качества, что очень важно при сварке ответствен­ных конструкций. Однако следует учесть, что при этом производитель­ность сварки низкая при большом расходе горючего газа.

Низкоуглеродистные стали свари­вают газовой сваркой без особых затруднений. Сварка выполняется нормальным пламенем. Присадочным материалом служит сварочная прово­лока по ГОСТ 2246—70. Ответствен­ные конструкции из низкоуглероди­стой стали сваривают, применяя низ­колегированную проволоку. Наилуч­шие результаты дают кремнемарган - цовистая и марганцовистая проволоки марок Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Они позволяют получать сварные швы с высокими механи­ческими свойствами. Удельная мощ­ность пламени— 100...150 л/(ч-мм).

Среднеуглеродистые стали свари­ваются удовлетворительно, однако при сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и тре­щин. Сварку выполняют слегка науг­лероживающим пламенем, так как даже при небольшом избытке в пла­мени кислорода происходит сущест­венное выгорание углерода. Удельная мощность пламени должна быть в пределах 80...100 л/(ч>мм). Рекомен­дуется левый способ сварки, чтобы снизить перегрев металла. При тол­щине металла более 3 мм следует проводить предварительный общий подогрев детали до 250...300°С или местный нагрев до 650...700°С. При­садочным материалом служат марки сварочной проволоки, указанные для малоуглеродистой стали, и проволока марки Св-12ГС.

При определении мощности пламе­ни следует иметь в виду, что при сварке правым способом удельная мощность должна быть повышена на 20...25%. Увеличение мощности пла­мени повышает производительность сварки. Однако при этом возрастает опасность пережога металла.

Диаметр присадочной проволоки D (мм) при сварке металла толщиной до 15 мм левым способом опреде­ляют по формуле D = S/2+ 1, где S — толщина свариваемой стали, мм. При правом способе диаметр проволоки берут равным половине толщины сва­риваемого металла. При сварке ме­талла толщиной более 15 мм при­меняют проволоку диаметром 6...8 мм.

После сварки можно рекомендо­вать проковку металла шва в горя­чем состоянии и затем нормализацию с температуры 800...900°С. При этом металл приобретает достаточную пластичность и мелкозернистую структуру.