Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Сварочное пламя

Газовым или сварочным пламенем называется основной ис­точник теплоты при сварке и других процессах газопламенной

обработки. Сварочное пламя образуется оря сгорании смеси го. рючего газа или паров горючей жидкости с кислородом. .

Свойства сварочного пламени зависят от того, какое горю-, чее подается в горелку и при каком, соотношении кислорода и горючего создается газовая смесь. Изменяя количество пода­ваемого в горелку кислорода и горючего газа, молено получить’ нормальное, окислительное или науглероживающее сварочное пламя.

Нормальное или восстановительное пламя должно полу­чаться при объемном отношении количества кислорода к ацети­лену 1:1. Практически вследствие загрязненности кислорода нормальное пламя получается при несколько большем количестве кислорода, т. е. при 1,1:1,3. Нормальное пламя способствует рас­кислению металла сварочной ванны и получению качественного сварного шва. Поэтому большинство металлов и сплавов свари­вают нормальным пламенам. Нормальное ацетиленокислородное пламя состоит из трех зон: ядра, восстановительной зоны и фа­кела ( рис. 75).

Форма ядра — конус с закругленной вершиной» имеющей светящуюся оболочку. Ядро состоит из продуктов распада ацети­лена с выделившимися раскаленными частицами углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Длина ядра зависит от скорости истечения горючей смеси из мундштука горелки. Чем больше давление газовой смеси, тем больше скорость исте­чения, тем длиннее ядро пламени.

Восстановительная зона по своему темному цвету заметно отличается от ядра. Она состоит в основном из оксида углерода и водорода, получающихся в результате частичного сгорания аце­тилена. В этой зоне создается наивысшая температура пламени — ЗООО'С на расстоянии 3-5 мм от конца ядра. Этой частью пламе­ни производят назревание и расплавление свариваемого метал­ла. Находящиеся в этой зоне частицы оксида углерода и водоро­да могут восстанавливать образующиеся оксиды металлов.

Факел располагается за восстановительной зоной и состоит из углекислого газа и паров воды, которые получаются в резуль­тате сгорания оксида углерода и водорода, поступающих из восстановительной зоны. Сгорание происходит за счет кислоро­да, содержащегося в окружающем воздухе. Зона факела содер­жит также азот, попадающий из воздуха.

Окислительное пламя получается при избытке кислорода. Ядро такого пламени значительно короче по длине, с недостаточ­но резким очертанием и более бледной окраской. Восстановитель* ная зона и факел пламени также сокращаются по длине. Пламя имеет синевато-фиолетовую окраску. Температура пламени не­сколько выше нормальной. Однако таким пламенем сваривать стали нельзя, так как наличие в пламени избыточного кислорода приводит к окислению расплавленного металла шва и он получа­ется хрупким и пористым.

Науглероживающее пламя получается при избытке ацети­лена. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, и на его вершине появляется зеленоватый ореол, свидетельствующий о наличии избыточного ацетилена. Восстановительная зона значи­тельно светлеет, а факел получает желтоватую окраску. Очерта­ния зон теряют свою резкость. Избыточный ацетилен разлагается на углерод и водород. Углерод легко поглощается расплавленным металлом шва. Поэтому таким пламенем пользуются для наугле­роживания металла шва или восполнения выгорания углерода/ Регулирование сварочного пламени производится по его форме и окраске. Важное значение имеет правильный выбор давления кислорода, его соответствие паспорту горелки и номеру наконеч­ника. При высоком давлении кислорода смесь вытекает с большой скоростью, пламя отрывается от мундштука, происходит выдува­ние расплавленного металла из сварочной ванны.

При недостаточном давлении кислорода скорость истечения горючей смеси падает, пламя укорачивается и возникает опас­ность обратных ударов. Нормальное пламя можно получить из окислительного, постепенно увеличивая поступление ацетилена до образования яркого и четкого ядра пламени. Можно отрегули­ровать нормальное пламя и из науглероживающего, убавляя по­дачу ацетилена до исчезновения зеленоватого ореола у вершины ядра пламени. Характер пламени выбирают в зависимости от сва­риваемого металла. Например, при сварке чугуна и наплавке твер­дых сплавов применяют науглероживающее пламя, а при сварке латуни — окислительное.

Важным показателем сварочного пламени является тепловая мощность. Мощность пламени принято определять расходом ацетилена (л/ч), а удельной мощностью пламени называют часо­вой расход ацетилена в литрах, приходящийся на 1 мм толщины свариваемого металла. Мощность пламени зависит от толщины сва­риваемого металла и его теплопроводности. Например, при сварке углеродистых и низколегированных сталей, чугуна, сплавов меди и алюминия удельная мощность пламени составляет80-150л/(ч ■ мм), а при сварке меди, обладающей высокой теплопроводностью, удельную мощность выбирают в пределах 150-220 л/(ч * мм).