СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Техника газовой сварки

Процесс газовой сварки не требует сложного и дорогого обо­рудования. Поэтому газовая сварка, несмотря на ее более низкую производительность, по сравнению с современными механизирован­ными и автоматизированными способами электрической сварки, также находит широкое применение в промышленности. Газовую сварку используют преимущественно для изготовления изделий из тонколистовой стали (1—3 мм), из проката цветных металлов — алюминиевых сплавов, меди, латуни, магниевых сплавов, ремонта литых изделий из чугуна, бронзы, алюминия и магния, монтажа труб малых и средних диаметров. Пайка металлов, наплавка твер­дых сплавов, поверхностная закалка газокислородным пламенем — все эти процессы по технике выполнения близки к газовой сварке.

Виды сварных соединений при газовой сварке. Газовая свар­ка является универсальным способом и может применяться при сварке всех металлов. Однако она сопровождается нагреванием дос­таточно большого участка металла вблизи от места сварного соеди­нения и поэтому может вызывать значительные коробления и на­пряжения в сварных конструкциях по сравнению с другими мето­дами сварки, дающими более ограниченную зону нагрева. В свя­зи с этим газовую сварку целесообразно использовать только для таких соединений, которые требуют наименьшего количества на­плавленного металла и меньшего нагрева основного металла. К таким соединениям относятся стыковые, а также угловые и тор­цовые. Соединений в нахлестку и в тавр при газовой сварке следу­ет избегать, так как при нагреве они дают большее коробление металла, чем стыковые.

В табл. 66 показаны способы подготовки кромок при газовой сварке стыковых соединений. Листы малой толщины сваривают без присадочного металла с отгибом кромок. Кромки расплавляются и образуют валик сварного шва. Металл толщиной до 5 мм можно соединять без скоса кромок односторонней газовой сваркой. Более толстые листы перед сваркой скашивают под углом 35—401" так, чтобы общий угол раскрытия шва составлял от 70 до 90і, что обес­печивает возможность провара металла на всю толщину.

Газовой сваркой можно выполнять швы в любом положении: нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном.

Подготовка кромок и способы движения мундштука. Подготов­ка кромок при газовой сварке состоит в придании им формы, соот­ветствующей виду сварного соединения, предусмотренного черте­жами изделия. Перед сваркой кромки должны быть тщательно очи­щены от загрязнений — слоя окислов, ржавчины, окалины, влаги, масла и пр. Для очистки стали проще всего прогреть кромки пламе­нем горелки. Кромки цветных металлов очищают механическими и химическими способами.

Сварочное пламя направляется на металл так, чтобы последний находился в восстановительной зоне на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. При сварке легкоплавких металлов пламя больше на­правляется на присадочный металл, а ядро удаляется от ванны на большее расстояние.

Для регулирования скорости нагрева и плавления металла из­меняют угол наклона мундштука и применяют различные способы движения концом мундштука и присадочной проволоки, как это показано на рис. 161. Способ а используется при сварке тонких листов, способы бив — при сварке более толстого металла.

Мундштук должен быть расположен так, чтобы ядро пламени не касалось расплавленного металла во избежание науглерожива­ния последнего. Ванна расплавленного металла должна быть всег-

Горелка

Рис. 162. Схемы газовой сварки.

а — левой, 6 —. правой

да защищена факелом и восстановительной зоной пламени от окис­ления кислородом окружающего воздуха.

Способы газовой сварки. Применяются два основных способа га­зовой сварки: левая сварка и правая сварка.

Левая сварка (рис. 162, а) характеризуется перемеще­нием горелки в направлении справа налево и присадочной прово­локи впереди сварочного пламени, которое направлено на еще не-
сваренную часть шва. При этом способе металл недостаточно за­щищен пламенем от окисления, тепло пламени используется частич­но, так как увеличиваются потери его в окружающую среду, про­изводительность сварки невысокая.

Правая сварка (рис. 162, б) характеризуется переме­щением горелки слева направо впереди присадочной проволоки. Пламя направлено на сваренную часть шва и конец присадочного прутка. Большее количество тепла пламени идет на расплавление металла сварочной ванны. Колебательные движения мундштука и проволоки в поперечном направлении производятся реже, чем при левой сварке. Конец проволоки, все время погруженный в свароч­ную ванну, перемешивает ее и облегчает удаление окислов в шлаки.

При сварке листов толщиной свыше 6 мм восстановительная зона пламени, имеющая наиболее высокую температуру, оказывается погруженной в разделку кромок шва, благодаря чему тепло исполь­зуется более эффективно и производительность сварки воз­растает на 20—25%, а расход газов снижается на 15—25%, по срав­нению с левым способом сварки.

При сварке листов толщиной 1—3 мм, наоборот, более эффек­тивным способом является левая сварка. Поэтому правую сварку следует применять только при сварке металла толщиной свы­ше 5—6 мм. При правой сварке угол раскрытия кромок шва дол­жен составлять 701". Мощность горелки при сварке стали бе­рется 150 л/час ацетилена на 1 мм толщины металла. Правая свар­ка обеспечивает полный провар стали толщиной до 6 мм без скоса кромок, когда она выполняется с одной стороны.

Сварка многопламенными горелками яв­ляется дальнейшим развитием правой сварки. Вместо одного пла­мени применяется несколько пламен (два и три), каждое из кото­рых выполняет определенную функцию: подогрев кромок, подо­грев проволоки, плавление и сварка. Сварка ведется при прямоли­нейном перемещении горелки вдоль шва. Способ этот требует боль­шого искусства от сварщика и может применяться при сварке ме­талла толщиной свыше 6 мм. Он обеспечивает повышение произво­дительности на 25—50% и снижение расхода газов на 1 м шва на 15—25% по сравнению со сваркой левым способом однопламенной горелкой той же мощности.

Автоматическая газовая сварка осущест­вляется также многопламенной горелкой. Горелка крепится непод­вижно к станку, а свариваемое изделие движется вдоль нее так, чтобы оси всех языков пламени были расположены по оси шва. Автоматическую сварку многопламенными горелками целесообраз­но применять при массовом производстве однотипных изделий, на­пример тонкостенных труб, где она обеспечивает высокую произ­водительность процесса.

Многослойная сварка используется для соедине­ния металла большой толщины, порядка 15—20 мм и более. Мно­гослойная сварка применяется также при сварке труб из молибде­новой и хромомолибденовой теплоустойчивой стали меньшей тол­щины. Сварка ведется короткими участками. Предварительно про­волочной щеткой очищаются от окалины нижележащие слои. Спо­соб этот менее производителен, но дает наплавленный металл с луч­шими механическими свойствами, так как при нем уменьшается об­щая зона нагрева, происходит отжиг и нормализация наплавлен­ного металла предыдущих слоев при наложении последующих швов.

Потолочной сваркой выполняются швы на гори­зонтальной и вертикальной плоскостях. При потолочной сварке основной задачей является удержание капли расплавленного метал­ла от стекания вниз. Для этого применяется пламя с меньшей ско­ростью истечения горючей смеси из мундштука («мягкое» пламя), давлением газов которого удерживается расплавленный металл сварочной ванны до момента начала его кристаллизации. Потолоч­ную сварку легче вести правым способом, так как в этом случае об­легчается формирование шва, а конец присадочной проволоки слу­жит дополнительным средством для удержания металла.

Сварка двойным валиком применяется при одно­сторонней сварке листов толщиной до 6—8 мм без разделки кромок. Сварку ведут при вертикальном положении листов и шва. В нача­ле шва сварщик проплавляет в листах сквозное отверстие. Затем, заполняя его наплавкой на нижнюю кромку отверстия металла при­садочного пругка и верхней кромки, перемещает пламя в отверстии вверх, образуя валик, проходящий насквозь через всю толщину свариваемых, листов.

Этот способ позволяет получить плотный металл шва и может вы­полняться двумя сварщиками при одновременной сварке более тол­стых листов с двух сторон.