МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Газокислородная сварка

Газокислородная сварка - химический способ сварки плавлением, источником нагрева металла которой является тепловая энергия, получаемая в результате химического процес­са сгорания газообразного (или парообразного) горючего в смеси с кислородом.

Реакция окисления органических веществ в кислороде носят экзотермический харак­тер и протекают с выделением значительной тепловой энергии. Ускорение реакции окисле­ния имеет место при повышении давления и температуры кислорода.

При контакте сжатого газообразного кислорода с минеральными маслами, жирами, мелкодисперсными горючими веществами может происходить их самовосппаменения. Им­пульсом самовоспламенения может являться тепловая энергия, выделяющаяся при внезап­ном сжатии кислорода, при трении и ударе твердых частиц о металл, электростатический искровой разряд в струе высокоскоростного потока газа и т. д.

Горючие газы и пары горючих жидкостей способны давать с кислородом взрывчатые смеси с широким пределом азрываемости при воспламенении. Вследствие перехода взрыв­чатого распада в детонацию распространение взрывной волны при этом протекает с боль­шой скоростью (до 3000м/с). Пористые органические вещества (угопь, сажа, торф, шерсть, ткани и др.). пропитанные жидким кислородом (оксиликвиты), дают при воспламенении или при опредепенной силе импупьса сильный взрыв.

До настоящего времени газовая сварка довольно широко применяется при сварке ме­талла малых толщин, при сварке проката из цветных металлов, ремонтной сварки литых из­делий из чугуна, бронзы, алюминиевых и магниевых сплавов, пайке твердыми и мягкими припаями, при сварке пластмасс.

Среди горючих газов (углеродводородосодержащие) наиболее применим ацетипен, имеющий температуру горения в кислороде, достигающей 3150 вС. Несмотря на то, что аце­тилен является универсальным газом, в ряде случаев обработки металлов газовым пламе­нем он может быть заменен другими более дешевыми горючими. Это в первую очередь от­носится к тем процессам, где газокислородное пламя используется для подогрева метаппа до температуры ниже температуры ппавпения стали (кислородная резка, поверхностная за­калка, нагрев для правки, гибки и др.), а также при сварке легкоппавких металлов и пайке.

Степень эффективности и условия использования горючих газов для процессов обра­ботки металлов газовым пламенем определяются в основном следующими их свойствами:

1) низшей теплотворностью;

2) удельным весом;

3) скоростью и температурой восппаменения в смеси с киспородом;

4) теоретическим, оптимальным и рабочим соотношениями между кислородом и горю­

5) температурой пламени при сгорании в смеси с кислородом;

6) тепловой мощностью и удельным тепловым потоком пламени;

7) удобством и безопасностью при получении, транспортировке и использовании.

По степени теплового влияния на металл горючих газов удобно пользоваться таким параметром как коэффициент замены ацетилена:

ц/ = Vj / Va,

где V, - объем горючего газа; Va - объем ацетилена.

Типы пламени.

Горение - быстро совершающейся химическая реакция, сопровождающая выделением тепловой энергии. При газокислородной сварке газы нагреваются до температуры их свече­ния. Устойчивый процесс горения возможен только тогда, когда выделяющаяся при сгора­нии газовой смеси теплота оказывается достаточной не только для нагрева ещё невоспла- менившихся объемов газа (горение газовой смеси - горючий газ плюс кислород или воздух - начинается с воспламенением её при определенной для данных условий температуре), но и для компенсации потерь теплоты в окружающее пространство в резупьтате теплопроводно­сти. лучеиспускания и конвекции.

В трубках малого диаметра, в капиллярах, где теплоотвод стенками трубки особенно велик, горение газа невозможно.

Необходимым условием горения горючего газа в кислороде или в воздухе является содержание горючего в смеси в определенных предепах, называемых температурой вос^ пламенения.

В зависимости от скорости восппаменения горючей смеси (скорости распространения пламени) процессы горения депятся на следующие виды:

1) спокойное горение - со скоростью распространения пламени, не превышающей 10- 15 м/с;

2) взрывчатое горение - со скоростью распространения ппамени, измеряемой сотнями метров в секунду;

3) детонационное горение - со скоростью распространения пламени свыше 1000 м/с.

Скорость распространения пламени (скорость воспламенения) зависит от состава га­зовой смеси, её давления, а также характера пространства горения и термо-механических условий на его границе. Для каждой смеси горючих газов с кислородом существует макси­мальная скорость воспламенения, которая соответствует определенному составу смеси. Этот состав горючей смеси близок к теоретическому соотношению между кислородом и го­рючим газом, требуемому для полного сгорания.

Строение пламени всех углеводородных смесей с кислородом одинаково и определя­ется в основном составом, т. е. соотношением горючей смеси.

По соотношению смеси сварочное пламя принято делить на нормальное, окислитель­ное и науглераживающее. В сварочном пламени имеют место три зоны: 1) ядро; 2) среднюю зону (восстановительную); 3) факел (окислительную). Светящееся ядро имеют горючие га­зы. состоящие из углеродов. Водородно-кислородное пламя ядра не образует и имеет свет­ло-желтый оттенок.

Кислородно-ацетиленовое пламя.

Полное сгорание ацетилена в кислороде описывается уравнением:

С2Н2 + 2.50г = 2СОг + Н2О + Q2,

т. е. описанием начального и конечного состояния процесса горения.

Для условий образования и горения сварочного пламени, которое образуется на выхо­де из сопла горелки, реакция, характеризующие начальные и конечные стадии процесса го­рения ацетилена, могут быть представлены в следующем виде:

1) за счет кислорода, поступающего из горелки:

С2Н2 + 02 = 2СО + Н2 + Q,.

т. е. для сгорания одного объема V, ацетилена требуется один объем Д кислорода (нормальное пламя). При этом ро = V* / V, = 1,1 ... 1,2. Кислорода берут на 0,1 ... 0,2 объема больше, т. к. небольшая часть водорода сгорает в водяной пар, а также из-за некоторой за­грязненности кислорода.

2) за счет кислорода окружающего воздуха;

2С02 + Н2 + 1.50, = 2СО, + Н20 + Q,.

Современная теория горения ацетиленокислородного пламени рассматривают сле­дующие основные стадии или периоды процесса.

Стадия подготовки горючего к сгоранию или период индукции (внутреннее ядро пламе­ни) характеризуется наличием пирогенного (теплового) разложения ацетилена в равновесии с кислородом. Процесс пирогенного разложения ацетипена протекает в ядре сварочного ппамени при температуре 800 - 1250 °С на составные элементы - углерод и водород Н2. Спектрапьные анализы состава смеси в период индукции, т. е. во внутреннем ядре пламени, выявляют присутствие в спектре попос таких радикалов, как СН. ОН и НСО, а также Н2С2 и

02.

Стадия воспламенения (средняя зона пламени) соответствует ускорению окислитель­ных процессов в средней зоне ппамени, т. е. СО и Н2 в углекислый газ СО? и водяной пар Н20.

Распределение температуры.

В I стадии (внутреннее ядро ппамени) происходит повышение температуры смеси от Т0 до температуры воспламенения Т8. Перед фронтом пламени (поверхность восппаменения) существует незначитепьной топщины (*1 мм) спой смеси, на границе которого набпюдается заметное повышение температуры, обу - славливаемое теппопроводностью от фронта пламени. Именно в этом слое температура смеси повышается от начапьной Т0 до температуры восппаменения Т,. Во второй стадии (средняя зона ппамени) температура резко возрастает от Тв до максимальной температуры ппамени Т„. В третьей стадии (факеп) происходит понижение температуры.

Химический состав ппамени весьма неоднороден в различных частях его.

При отношении кислорода к ацетилену в смеси по объему = 1.1..1.2 содержание СО и Н2 в средней зоне пламени достигает максимапьных значений, составпяя для СО 60 - 65% и для Н2 34 - 40%.

С увеличением отношения (Зо количество СО и Н2 в средней зоне пламени уменьшает* ся, а количество С02 и Н20 возрастает.

Содержание в пламени атомарного водорода больше, чем молекулярного. По мере удаления от внутреннего ядра пламени как в продольном, так и в поперечном направлениях количество СО и Н2 уменьшается, а количество С02, Н20 и JV2 возрастает.

Протяженность средней восстановительной зоны пламени весьма невелика и состав­ляет всего несколько миллиметров При нормальном соотношении газов В смеси (Ро = 1,1 ••• 1,2). Она уменьшается ещё больше при избыточном содержании кислорода в пламени.

Основным назначением горелки является смешение горючего газа с кислородом и об­разование сварочного пламени требуемой тепловой мощности, размеров и формы.

Горелки должны быть безопасны в эксплуатации и давать горящее пламя постоянного состава. Горелки для ручной сварки, кроме того, должны быть достаточно легкими по весу и допускать удобную регулировку состава и мощности пламени в процессе сварки.

Все горелки можно по ряду общих признаков классифицировать следующим образом:

По принципу подачи горючего газа в смесительную камеру - на инжекторные и без - инжекторные.

По размерам и весу - на нормальные и облегченные или малые.

По числу пламен - на однопламенные и многопламенные.

По роду применяемого горючего - на ацетиленовые, водородные, бензиновые и дру­гие.

По способу применения - на ручные и машинные.

Ацетиленовые генераторы - это аппараты, предназначенные для получения газооб­разного ацетилена из карбида кальция и воды. В основу типизации и классификации ацети­леновых генераторов положены следующие правила:

1) Производительность; 2) Способ установки; 3) Система регулирования процесса взаимодействия карбида кальция с водой; 4) Давление ацетилена в корпусе генератора (га - зосборника).

2) По способу установки генераторы депятся на передвижные (до 3 куб. м / час) и ста­ционарные (свыше 5 куб. м / час).

3) По системе регулирования и процесса взаимодействия карбида капьиия с водой ге­нераторы разделяются на следующие группы:

а) генераторы с регупированием количеств регулируемых веществ (количественное регулирование);

б) генераторы с регулированием продолжительности контакта карбида кальция с во­дой (повременное регулирование).

В генераторах с количественным регулированием применяется способ дозировки од­ного из компонентов системы генераторов («карбид в воду», «вода на карбид», «сухого» ти­па). В генераторах с по временной системой регулирования хода реакции взаимодействие карбида кальция с водой происходит периодически, с опредепенными перерывами. Еспи подвижными компонентами является карбид кальция, то такая система генераторов носит название « погружения», еспи вода - «вытеснения». Возможно комбинированное примене­ние систем.

Генераторы «карбид в воду» обеспечивают более полное протекание реакции и тепло­отвода, но требуют повышенного расхода воды и, как следствие, повышенных габаритов и бопее сложного механизма для регулирования количества карбида кальция, подаваемого в генератор. Эти системы применяются для генераторов производительностью более 20 куб. м /час. Генераторы «вода на карбид» более просты по конструкции, дешевы в изготовлении, требуют небольшого количества воды, но не позвопяют форсировать выход ацетилена из-за возможности перегрева ацетипена в зоне реакции и непопного разложения карбида каль­ция. Нашли применение в генераторах передвижного и небопьших стационарных аппаратах производитепьностью до 20 куб. м / час. Генераторы системы «вытеснения» достаточно на­дежны в работе, допускают значитепьную форсировку, но имеют возможность перегрева га­за и спекание известкового ила в зоне реакции в случае внезапного прекращения отбора га­за, испопьзуются в генераторах производитепьностью до 10 куб. м /час.

Генераторы системы «погружения» более подвержены перечисленным выше недос­таткам и не нашли широкого применения.

Генераторы комбинированной системы «вода на карбид» и «вытеснения» обладают всеми преимуществами, присущими обеим системам, а недостатки выражены в меньшей степени. Нашпи широкое применение в системах малой средней производительности.

4. По давлению вырабатываемого ацетилена генераторы делятся на три группы:

а) генераторы низкого давления до 0,01 Мпа

б) генераторы среднего давления до 0,15 Мпа.

в) генераторы высокого давления свыше Qt15Mna,

Предельное давление ацетилена в генераторах определяется конструкцией его газо - сборника. Нашли применение газосборники: с плавающим колоколом (Р = 0.004 ... 0,005 Мпа) в виде сообщающихся сосудов (давление до 0,01 Мпа и производительностью до 3 куб. м /час), постоянного объема (требуют постановки регуляторов давления). Последние имеют более компактную конструкцию и применяются в генераторах среднего и высокого давления.

Основные требования к ацетиленовым генераторам.

При разработке ацетиленовых генераторов различного назначения эти требования яв­ляются обязательными.

1. Производительность генератора должна соответствовать величине и режиму по­требления ацетилена.

2. Генератор рассчитывается для работы на карбиде кальция определенной грануля­ции.

3. Процесс разложения карбида кальция в генераторе должен регулироваться автома­тически в зависимости от потребления газа.

4. Генератор должен обладать возможно более высоким коэффициентом полезного использования карбида кальция.

5. В генераторе должны быть предусмотрены условия, обеспечивающие наилучшее охлаждение реагирующих компонентов и получаемого ацетилена. Температура воды и из­весткового ила в месте реакции не должна превышать +80 °С. а получаемого газа +115 °С. при этом температура газа, поступающего в сеть или шланг горелки, не должна превышать температуру окружающей среды на 10-15 °С.

6. Давление в генераторе, имеющем свободные, заполняемые ацетиленом газовые объемы, не должно превышать 0.15 Мпа.

7. Конструкция генератора должна предусматривать продувку всех газовых объемов с целью удаления из них остатков воздуха.

6. Генератор должен быть герметичным и иметь газосборник достаточной емкости, чтобы избежать выброса избыточного ацетилена из генератора 6 помещении при внезапно­сти прекращении отбора ацетилена.

9. Передвижные генераторы должны иметь минимальные габариты и вес.

Предохранительные затворы.

u = w sina,

где a - угон между направлением скорости смеси w (осью потока) и касатепьной к поверхно­сти фронта пламени к данной точке.

При некоторой предельной величине w/u произойдет отрыв ппамени от сопла горелки, при этом длина ядра пламени L будет значительна. С уменьшением w/u длина ядра L будет уменьшаться и при w/u = 1 она станет равной нулю (sina -* 1) . В этом случае поверхность пламени превращается в ппоскость и пламя проскакивает внутрь канала горелки. Данное явление соответствует начальному моменту обратного удаоа пламени.

Обратным ударом ппамени называется проникновение фронта ппамени внутрь кана­лов соппа горепки и распространения его навстречу потоку горючей смеси.

Скорость истечения смеси уменьшается с увеличением диаметра сопла, понижением давления и расхода смеси. Скорость восппаменения смеси резко возрастает при повыше­нии температуры смеси и обратный удар пламени может наступать при более высоких зна­чениях скорости истечения смеси из сопла.

Назначение и классификация затворов.

Водяной затвор предназначен для защиты газопровода горючего газа и ацетипена ге­нератора от проникновения в них обратного удара ппамени и кислорода от горелки или ре­зака. Затвор также предохраняет ацетиленовые генераторы низкого давления от обратного в них вакуума подсоса атмосферного воздуха.

Основные требования к конструкции затвора:

1) Надежное задержание обратного удара пламени и взрывной волны и удаление взрывчатой смеси в атмосферу.

2) Прочность при давлениях взрыва горючей смеси.

3) Наименьшее возможное гидравлическое сопротивпение потоку газа.

4) Минимапьный унос воды потоком газа.

5) Доступность для контропя, осмотра, промывки и ремонта.

Затворы бывают открытого типа (постовые на Р > 0,1 МПа и расход до 3 куб. м /час ацетилена), центральные на Р < 0,25 ... 0,3 МПа и расход 5-10, 20-35 .50-75 куб. м /час, и закрытого типов (Р = 0,01... 0.15 МПа), а также сухие затворы (пламегасители).

Баллоны для газов.

Сжатые, сжиженные и растворенные газы хранят и транспортируют в баллонах. Ки­слород, водород, метан, и воздух, а также азот и инертные газы нагнетают в баллонах типа 150 и 150 л; ацетилен и аммиак - в баллоны типа 100 емкостью от 0,4 до 55л. Наибольшее распространение получили баллоны емкостью 40 л. Они имеют наружный диаметр 219 мм, высоту 1500 мм. массу около 60 кг и рассчитаны на рабочее давление до 20 МПа.

Баллоны окрашивают в условные цвета и снабжают надписями название газа, а в не­которых случаях и отличительными полосами. Баллоны для кислорода окрашивают в голу­бой цвет, с надписью черного цвета «Кислород», для ацетилена - в белый цвет с надписью красного цвета «Ацетилен», для водорода - в темно-зеленый цвет с надписью красного цве­та «Водород», для пропана и других горючих газов - в красный цвет с надписью белого цве­та «Пропан» (или другой горючий газ). Баллоны каждые 5 лет подвергаются контрольной проверке, за исключением баллонов для коррозионно-активных газов (2 года).

Баллоны для растворённого ацетилена. Безопасное повышение давления ацетилена в баллоне свыше 0,15 Мпа возможно только, когда газ будет располагаться в капиллярах по­ристого вещества. При этом взрывчатый распад ацетилена не может распространяться на всю массу газа.

По этой причине баллоны для хранения и транспортировке ацетилена заполняют по­ристой массой (например, из березового активированного угля БАУ). Для увеличения со­держания ацетилена в баллоне его заливают ацетоном, обладающим свойством высокой растворимости ацетилена (давление в баллоне при различных температурах окружающей среды (-5 °С до +40 °С) не должно превышать 1,34 ... 3 МПа). Для уменьшения потерь аце­тона расход ацетилена из одного баллона не должен превышать 1700 л/час. Остаточное давление в баллоне должно быть в пределах 0,05 - 0,1 МПа.

Баллонные вентили.

Кислородный баллонный вентиль (ВК-74) рассчитан на максимальное рабочее давле­ние 20 МПа. имеет диаметр условного прохода по газу 3,5 мм и присоединительный штуцер с трубной резьбой 3/4 дюйма. Ацетиленовый баллонный вентиль рассчитан на рабочее дав­ление 3 МПа.

Он не имеет маховика и бокового штуцера. Вместо штуцера в корпусе сделана канав­ка, в которую через кожаную прокладку специальным хомутом прижимают штуцер ацетиле­нового редуктора или штуцер трубки наполнительной рампы. Открытие и закрытие вентиля и присоединение к нему регулятора осуществляется специальным торцовым ключом.

Вентиль пропанового баллона принадлежит к вентилям мембранного типа, рассчитан на рабочее давление до 20 МПа и имеет резьбу бокового штуцера 021, 8-14 ниток на 1 дюйм, левую.

Перепускные рампы предназначены для централизованной подачи кислорода и горю­чего газа к постам для газовой сварки и резки от батарей баллонов (5, 6 и 10). Каждая рас­пределительная рампа состоит из двух переключаемых труб, запорных вентилей, гибких присоединительных трубопроводов для баллонов и рампового редуктора. Из рампы в тру­бопровод ацетилен поступает под давлением до 0,15 МПа. а кислород - преимущественно под давлением 1.0 ...1.6 МПа.

Рукава присоединяют к источникам газопитания горелки и резаки. Гибкие резиноткане­вые рукава изготовляют трех типов: I - для подачи ацетилена и городского газа под рабочим давлением до 0,6 МПа. II - для подачи жидкого топлива (бензина, керосина) под рабочим давлением до 0.6 МПа, III - для подачи кислорода под рабочим давлением 1.5 МПа. Внут­ренний диаметр рукавов 6, 9,12 и 16 мм и длиной 10 и 14 м или кратной длины с запасом прочности (не менее) для I и II типов - четырехкратным, типа III - трехкратным по сравнению с рабочим давлением. Рукава должны иметь цветной наружный слой: для кислорода - си­ний, для ацетилена - красный, для жидкого топлива - желтый. Длину каждого рукава допус­кают до 8 ...20 мм. Свыше этой длины значительно возрастают потери давления газа.

Газовые редукторы служат для понижения давления газа, поступающего от источника питания (баллона или распределительного трубопровода) и для поддержания постоянного его расхода и давления независимо от изменения этих параметров до редуктора. Классифи­кация редукторов для газопламенной обработки:

1. По назначению (место установки в системе газопитания) Б - баллонные. Р - рампо - вые, С - сетевые.

2. По роду редуцируемого газа: А - ацетиленовые, К - кислородные, М - метановые, П - пропан-бутановые.

3. По схеме редуцирования: О - одноступенчатые с механической установкой давле­ния; Д - двухступенчатые с механической установкой давления ; У - одноступенчатые с пневматической установкой давления с помощью пусковых редукторов.

Обращение с газами и их хранение.

Основным условием безопасности газовых систем, находящихся под давлением, яв­ляются достаточная их прочность и герметичность, которые в условиях эксплуатации и хра­нения гарантируется соблюдением режимов эксплуатации и надежностью работы контроль­но - измерительной аппаратуры и предохранительных устройств, правилами хранения.

При эксплуатации газосварочных установок безопасность обеспечивается соблюдени­ем правилами, обусловленных физико-химическими свойствами газов (способность кисло­рода вызывать воспламенение некоторых материалов или склонность ацетилена к само­произвольному взрывчатому распаду, образование взрывоопасных ацетиленидов, например с медью).

Цеховые газопроводы, как правило, прокладывают по стенам или колоннам здания. Возможна прокладка в непроходных каналах, засыпаемых песком и перекрываемых съем­ными несгораемыми плитами. Допускается совместная прокладка кислородопровода и тру­бопровода с горючими газами, в том числе ацетилена, в одном канале при условии устрой­ства разделительной стенки и засыпки обоих отделений канала песком.

Газопроводы изготовляют из стальных бесшовных труб. Исключение составляет ки - слородопроводы высокого давления, изготавливаемые из медных или латунных труб.

Трубопроводы подлежат гидравлическому испытанию на прочность и пневматическому испытанию на плотность. Все цеховые трубопроводы должны иметь опознавательную окра­ску.

Сжатые газы содержатся в стальных цельнотянутых баллонах емкостью 40 л. Каждый баллон должен иметь опознавательную окраску и надпись, а его верхней сферической части должны быть нанесены клеймением следующие данные; товарный знак завода - изготовителя; номер баллона; масса порожнего баллона, кг месяц и год изготовления и год следующего освидетельствования; рабочее давление, кгс/см. кв; пробное гидравлическое давление, кгс/см. кв; вместительность баллона, л; клеймо ОТК завода - изготовителя.

баллоны для растворенного ацетилена запопняются соответствующим количеством пористой массы и растворителя. На таком баллоне указывают массу тары, т. е. массу балло­на без колпака, но с пористой массой и растворителем, башмаком, кольцом и вентилем.

Окраску и нанесение надписей на вновь изготовленные баллоны производят заводы - изготовитепи, а в дальнейшем заводы - наполнители, наполнительные или испытательные станции (не реже 5 лет).

Склады для баллонов с взрыво - и пожароопасными газами, а также ацетиленовые станции должны находится в зоне молниезащиты. Складское помещение должно быть раз­делено несгораемыми стенами на отсеки, в каждой из которых может хранится не более 500 баллонов с горючими газами или до 1000 баллонов с негорючими газами. Хранение балло­нов с кислородом и горючими газами в одном помещении не допускается. Склады для хра­нения баллонов должны быть одноэтажными с покрытиями легкого типа и не иметь чердач­ных помещений. Стены, перегородки, покрытия должны быть из несгораемых материалов; окна и двери должны открываться наружу. Высота помещений должна быть не менее 3,25 м от пола до нижних выступающих частей кровельного покрытия.

Полы складов должны быть ровные с нескользкой поверхностью, а полы складов для баллонов с горючими газами - с поверхностью из материалов, исключающих новообразо­вание при ударе о них какими-либо предметами.

барьерами. При хранении баллона на открытых площадках их укладывают в штабеля с про­кладками (веревки, деревянные брусья или резину) между горизонтальными рядами. Высота штабелей до 1,5 м. Вентили баллонов должны быть обращены в одну сторону. Хранить баллоны следует с навернутыми колпаками.

На сварочном участке при наличии не более 10 постов допускается для каждого поста иметь по одному запасному баллону с кислородом и ацетиленом. Запасные баллоны долж­ны быть либо ограждены стальными щитами, либо хранится в отдельных пристройках. При наличии на участке более 10 сварочных постов должно быть устроено централизованное снабжение газа.

Баллоны с газом устанавливаемые в помещениях, должны находится от радиаторов отопления и других отопительных приборов и печей на расстоянии не менее 1 м, а от источ­ников тепла с открытым огнём - на расстоянии 5 м. Наполненные баллоны следует хранить отдельно от порожних.

Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполнителями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа. а баллоны для растворенного аце­тилена - не менее 0.05 МПа и не более 0,1 МПа.

Перевозка напопненных газом баллонов должна производится на рессорном транс­порте или на автокарах в горизонтальном положении обязательно с прокладками. В летнее время баллоны следует защищать от солнечных лучей. Разрешается перевозка баллонов в специальных контейнерах, а также без контейнеров в вертикальном положении обязательно с прокладками между ними и ограждением от возможного падения.

Типы сварных соединений и подготовка кромок под сварку. Наиболее распространен­ным соединением является стыковое. При толщине листов до 1,5 мм его выполняют с от - бортовкой кромок.

При сварке деталей толщиной 3-6 мм с испопьзованием заменитепей ацетилена скос кромок делают по всей топщине без притуппения с угпом скоса 30 - 45° и зазором 1-3 мм, так как опасность прожога острой грани кромки в этом спучае значитепьно меньше. Тавро­вые и угловые соединения при топщине пистов до 5 мм подготавливают без скоса кромок.

Режимы и техника сварки.

Режим сварки зависит от теплофизических свойств ме'талла. габаритных размеров и формы изделия. Он включает выбор способа сварки, мощности и состава ппамени. угла на­клона горелки, диаметра присадочного прутка, порядка наложения шва. положения шва в пространстве. Разпичают

левый и правый способ сварки.

При сварке листов разной толщины разделку кромок производят при толщине металла > 5 мм и на высоту, равную толщине тонкого листа. Деталь обрабатывают так, чтобы ее толщина постепенно изменялась до толщины тонкой детали - этим достигается одновре­менность их расплавления при сварке. Постепенное утонение более толстого элемента должно быть на длине, равной пятикратной разнице толщин стыкуемых элементов. Допус­кается применение стыковых швов без предварительного утонения стенки, если разность толщин соединяемых элементов не превышает 30% толщины тонкого элемента, но не более 5 мм.

Перед сваркой кромки соединяемых элементов и примыкающие к ним поверхности на участке 20 - 40 мм (с каждой стороны) должны быть зачищены до металлического блеска от ржавчины, масла и других загрязнений. Очистку выполняют металлическими или круглыми приводными щетками, иногда напильниками или наждачной бумагой. При сварке ответст­венных изделий или газопорошковой наплавке самофлюсующимися материалами поверх­ности деталей в месте наплавки должны быть тщательно обработаны пескоструйной (в ка­мерах) или дробеструйной установкой или механическим режущим инструментом Реже применяют химическую очистку специальными пастами на кислотной основе.

Во избежания деформации свариваемых деталей их собирают и прихватывают корот­кими швами для обеспечения правильного взаимного расположения при сварке. Для при­хваток принимают, в зависимости от толщины свариваемых элементов, равной (3 - 6) о. а расстояние между ними равным (20 - 40) 6. Прихватку предпочтительно выполнять на тех же режимах, что и сварку. Порядок и последовательность наложения прихваток зависит от толщины основного металла и протяженности сварного шва.

Мощность пламени зависит от толщины и состава свариваемого металла. Увеличение мощности приводит к повышению скорости сварки, но одновременно возрастает и опасность пережога металла, натекания расплавленного металла на ненагретые кромки стыка и рас­ширяется зона термического влияния. Поэтому мощность пламени можно увеличивать до определенных пределов. Состав пламени устанавливают по его внешнему и в зависимости от свариваемого металла. Угол наклона мундштука горелки к поверхности металла зависит от толщины свариваемых листов и тепло-физических свойств металла. Чем толще металл.

тем этот угол больше. Больше он и в начале процесса сварки, когда изделие «холодное», затем уменьшается до 30 - 40°. К концу сварки, когда кромки изделия сильно прогреты, во избежания пережога металла угол еще меньше.

В процессе формирования сварного шва горелки придают два вида движения: попе­речное по отношению к оси шва и поступательное вдоль оси шва. Поперечное движение не­обходимо для равномерного прогрева кромок свариваемого металла, одновременного их расплавления и равномерного распределения присадочного металла. При зигзагообразном движении средняя зона пламени прогревает обе кромки на одинаковом расстоянии от оси шва. Зигзаги должны быть непрерывными, нельзя допускать прерывистого движения - это ведет к окислению и образованию шлаковых включений.

При спирапеобразном движении горелки средняя зона пламени также захватывает обе кромки. Горелкой описывают эллипсы, перекрывающие предыдущие витки.

Траектория движения горелки и сварочной проволоки зависят от толщины свариваемо­го металла, требуемых размеров сварного шва и его расположения в пространстве.

Диаметр сварочной проволоки определяют по эмпирическим формупам: для левого способа d = 5/2+1 для правого способа d = 5/2, где о - толщины элементов, мм; d - диаметр проволоки, мм. Сварку производят при непрерывном нагреве кромок металла ппаменем горепки и подачи в зону нагрева присадочной проволоки

При сварке образуется сварочная ванна рас­плавленного металла, который собирается в валик сварного шва давлением газов и сварочной проволо­кой.

Сварочную проволоку располагают под углом х 45° в сторону, противоположную наклону мундштука горелки. Ей сообщают колебательные зигзагообраз­ные движения в направпении, противоположном дви­жению горелки, что способствует хорошему переме­шиванию металла в ванне и равномерному его рас­пределению.

При сварке элементов толщиной менее 3 мм по отбортовке ацетилено-кислородным пламенем присадочную проволоку не применяют. Горелке придают спиралеобразные или колебательные

Сущность его основана на периодическом введении в расплавленный металл сварочной ванны присадочной проволоки и ускорении тем самим её кристаллизации.

Сварку в наклонном положении выполняют снизу вверх и значительно реже сверху вниз. Мундштук горелки располагают под углом Дб0- к оси шва. ему сообщают спи­ралеобразные или зигзагообразные движения. Сварку ве­дут небольшими участками во избежание отекания жидкого расплавленного металла из зо­ны сварки.

Сварку в вертикальном положении осуществляют снизу вверх всегда левым способом. Пламя направляют на кромки и проплавляют в них отверстие, равной толщине листа, затем присадочной проволокой заплавляют нижний край отверстия, перемещая горелку вверх, при этом верхняя часть отверстия подплавляется, по этому обеспечивается непрерывность процесса. Сварной шов формируется с двух сторон и получается более плотным, чем при сварке в нижнем положении.

Горизонтальные швы (на вертикальной плоскости ) заваривают правым способом, пре­пятствующим отеканию металла из сварочной ванны.

Потолочные швы лучше формируются при правом способе сварки, так как конец при­садочной проволоки и давление газового потока препятствуют отеканию металла. При вы­полнении этих швов левым способом, как правило, образуются значительные натеки метал­ла и валик плохо формируется.

Хорошо выполненные сварные швы имеют провар по всему сечению, плавное примыкание краев наплавки к основному металлу и нормальные усилие шва в средней его части.

Большое количество теплоты, вводимой в ме­талл при сварке, и значительная ширина зоны теп­лового влияния пламени создают условия, соответ­ствующие медленному охлаждению металла и воз­никновению в нем крупнокристаллической структуры, типичной для литого металла. Столбчатая структура образуется при сварке меди и алюминия из-за высо­кой их теплопроводности и интенсивного отвода те­плоты шва в основной металл.

Свариваемость металлов. Низкоуглеродистая сталь хорошо сваривается нейтральным пламенем при содержании углерода до 0,2 %, удовлетворительно - до 0,35 % (нормализацию выполняют повторным нагревом сварного шва до 930 - 950 °С).

Низколегированную конструкционную сталь сваривают так же, как и низкоуглероди - стую. При сварке легированной стали наибольшее влияние на свариваемость оказывает уг­лерод. При 0,2% углерода свариваемость хорошая; при 0,2- 0,3% - удовлетворительная; при 0.3 -0.4% - ограниченная (требуется подогрев деталей); свыше 0.4% - плохая. Для сталей, содержащих 0.3% углерода, сварочное пламя устанавливают с небольшим количеством из­бытка горючего в пламени. Термически обрабатываемая сталь перлитного класса при со­держании углерода не более 0,3 - 0.35% сваривается удовлетворительно. Подогрев до 150- 250 °С предупреждает образование закалочных трещин в зоне шва. Мартенситная сталь сваривается плохо, требует общего подогрева до 400 - 500° С. Аустенитная сталь при низ­ком содержании углерода сваривается хорошо. Карбидная инструментальная сталь допус­кает сварку только в малых объемах, но достаточно хорошо наплавляется.

Легирующие элементы при невысоком их и углерода содержании содействуют получе­нии высокого качества сварного соединения.

В средне - и высоколегированной стали при содержании углерода > 0,25% многие эле­менты (Мп. Ст. Mo. W) повышают склонность стали к закалке и образованию трещин

Серый чугун сваривается качественно нейтральным пламенем. Во избежание образования трещин при сварке чугунных деталей сложной формы производят общий подогрев их до 450 - 500 °С с последующим охлаждением после сварки в печи или под тепло-изолирующим чехлом.

Медь марок М1 и М2 качественно сварить можно только при нейтральным пламенем. Из-за высокой теплопроводности ее требуется большая мощность пламени горелки. В каче­стве присадки используют проволоку из электрической меди. Применяют флюсы. После сварки рекомендуется горячая проковка сварного шва. Перегрев ведет к окислению и охруп­чиванию сварного шва. При сварке медь и все ее сплавы поглощают водород, являющийся источником пор и так называемой водородной хрупкости.

Латунь сваривается пламенем, содержащим избыток кислорода в средней (восстано­вительной) зоне. Применяют флюсы те же, что и для меди. Присадочный материал - проволока типа ЛОК -1-65 и др.

Оловянистая бронза сваривается хорошо при содержании олова до 7%.

Кремнистая или марганцовистая бронза относятся к хорошо свариваемым материа­лам.

Алюминий сваривается хорошо нейтральным пламенем при обязательном применении флюса для удаления поверхностной пленки из тугоплавкой окиси алюминия. После сварки необходима тщательная очистка соединения от флюса, остатки которого вызывают быструю коррозию сварных швов. Алюминиевая бронза сваривается удовлетворительно с примене­нием активных флюсов. Свинец сваривается хорошо, но требует высокой квалификации сварщика.

Здоровье и безопасность.

Для защиты от тепловых, механических и других воздействий применяются индивиду­альные средства (теплозащитные одежда, обувь, нарукавники, нагрудники из огнестойкого мягкого материала). Защита органов дыхания осуществляется при помощи приточно­вытяжной вентиляции общего назначения, а также респираторов и противогазов. Для защи­ты глаз от действия лучистой энергии, а также искр и брызг расплавленного металла приме­няют специальные очки со светофильтрами или защитными очками с бесцветными стекла­ми.