ЭЛЕКТРОГАЗАСВАРЩИК

Сварочное пламя

Сварочное пламя образуется при сгорании смеси горю­чего газа (или паров горючей жидкости) с кислородом. Свойства сварочного пламени зависят от того, какое горю­чее подается в горелку и при каком соотношении кислоро­да и горючего создается газовая смесь. Изменяя количе­ство подаваемого в горелку кислорода и горючего газа, можно получить нормальное, окислительное или наугле­роживающее сварочное пламя.

Нормальное, или восстановительное, пламя теоретичес­ки 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 ме­
талла сварочной ванны и получению качественного сварно­го шва. Поэтому большинство металлов и сплавов свари­вают нормальным пламенем.

Нормальное ацетиленокислородное пламя (рис. 49) со­стоит из трех зон: ядра восстановительной зоны и факела. 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 темпера­
тура пламени — 3000 °С на расстоянии^—5 мм от конца ядра. Этой частью пламени производят нагревание 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 также содержит 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. Восстановительная 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. Потребная 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 составляет 80— 150 л/(ч мм), а при сварке меди, обладающей высокой теплопроводностью, удельную мощность выбирают в пре­делах 150—220 л/(ч-мм).