СВАРКА, ПАЙКА, СКЛЕЙКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ И ПЛАСТМАСС
ГАЗОВАЯ СВАРКА (G-)
Принцип сварки
|
|
Расплавление металла при газовой сварке происходит под воздействием локализованного газо-кислородного или газо-воздушного пламени (рис. 1.1). Из различных температурных областей факела наибольший интерес представляет область, расположенная в зоне сварки (рис. 1.2) [1—3].
2 3
Рис. 1.1. Принцип сварки:
4 — присадочный материал; 2 — кислород; 3 — горючий газ
Рис. 1.2. Распределение температуры В пламени при газовой сварке: і — температурная кривая пламени; 2 ядро пламени и светящаяся оболочка; 3 зона сварки; 4 — факел; 5 — изделие
Границы применимости
Толщина свариваемых материалов: применение газовой сварки экономически целесообразно для материалов толщиной до 10 мм.
Группы материалов: углеродистые и легированные стали/стальное литье, серый чугун, цветные металлы.
Область использования: сварка тонкостенных металлических
изделий, сельскохозяйственное и транспортное машиностроение, монтаж и ремонт трубопроводов.
Параметры: скорость плавления стали 0,2—0,5, алюминия 0,15—0,2 кг/ч. Выбор характеристики пламени: нейтральное пламя (соотношение горючий газ : кислород = 1 : 1) применяют при сварке стали, окислительное пламя (избыток кислорода) — при сварке латуни, восстановительное пламя (избыток горючего газа) — при сварке алюминия и алюминиевых сплавов.
Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, горизонтальное на вертикальной поверхности, пол у потолочное, потолочное, вертикальное (снизу вверх и сверху вниз).
Скорость сварки:
Толщина свариваемого материала s, мм.... 0,2—0,5 2 6 10
Скорость сварки vs> см/мин........................................... 70 50 30 24
Расход сварочных материалов.
Расход горючего газа (табл. 1.1): при толщине материала s= 1 мм 100 л/'ч ацетилена (из 1 кг карбида кальция получают 300 л ацетилена; для полного разложения 1 кг карбида кальция необходимо 10 л воды).
Расход сварочной проволоки при газовой сварке в зависимости от толщины металла (при V-образной разделке кромок с углом раскрытия 50°);
Толщина свариваемого материала s, мм 1 2 3 4 6 8 10
Расход проволоки mD> г/м..... 15 35 60 110 230 440 680
|
ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
|
Максимально допустимый отбор газа из баллона: ацетилена 1000, кислорода 10 ООО л/ч из каждого баллона.
Рабочие давления, регулируемые манометром редуктора: для ацетилена 0,02 МПа, для кислорода 0,25—0,35 МПа. Гранулометрия зерен карбида (по TGL 11649/01):
Группа Размер
зерен карбида, мм
TOC o "1-5" h z Пылевидный........................................ С 4
Мелкозернистый.......................... 4—7
7—16
16—25
Крупнозернистый...... 25—50
50—80
Рекомендации по подготовке кромок —табл. 1.2. Оборудование
Для выполнения газовой сварки используют сварочные устройства, установки для выработки ацетилена, сварочную арматуру и вспомогательное оборудование (табл. 1.3—1.6).
Ориентировочные параметры, используемые при проектировании стальных трубопроводов для кислорода и ацетилена и установок для централизованного газоснабжения, а также для определения требуемых размеров распределительных устройств, приведены в литературе [6].
Выбор основных присадочных материалов, термообработка
Для групп материалов, указанных в п. 1.1.1, выбор основных и присадочных мате - риалов при сварке сталей производится по табл. 1.7. Свойства (химический состав И параметры прочности) приведены в табл. 1.8. Параметры сварки стального литья
Рекомендации по подготовке свариваемых
|
ТАБЛИЦА КРОМОК |
|
1.2 |
ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ
|
Тип разделки кромок |
|
Исполнение |
Область применения
Изделия массового производства, металлические листовые и объемные
Транспортное м а іш і н ос т р ое -
ние, штампованные и вырубленные ножницами детали
Встык с отбортовкой кромок, S до 2 мм. Преимущественно без присадочного материала
Встык кромок, 5 == 2-Т-5 мм, b — = 2 мм
|
ре- |
Монтаж трубопроводов, монтные работы
Встык с V-образной разделкой кромок, 5-у 10 мм, а = 50°, Ь — 3 мм
|
0Ї |
|
В торец, s до 4 мм |
Транспортное машиностроение
|
Ремонтные работы |
|
В торец с V-образной разделкой кромок, s> 3 мм, а — 50° |
|
соответствуют параметрам сварки стали. Сварку серого чугуна производят с предва- Техника сварки В зависимости от толщины листов применяют «правую» или «левую» газовую сварку жения газовой горелки. Левую сварку применяют при сварке Преимущества: способ сварки легко осваивается персоналом, присадочный Н едостатки: высокий расход газа и длительность процесса сварки, механическая обработка шва может быть связана с большими трудностями. Правую сварку применяют при сварке листов толщиной >3 мм. Высокотемпе- |
|
Направление сборки |
|
|
|
LLLLLLlLLLSlI |
|
тг |
|
Рис. 1.3. Техника газовой сварки: а — левая сварка; б — правая сварка |
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
|
Изготови тель |
|
Рабочие |
|
Параметры |
|
Наименование |
|
Сменные наконечники (типоразмер І—8), s ~ 0,5ч-30 мм См е н н ые и а к о н е ч и и к и (типоразмер 1—8). s = 0,5^30 мм. Сопла для нагрева листов толщиной s— 9ч-14, 14ч-20 и 20 ч-30 мм Сменные наконечники (типоразмер 3, 4, 5, 7, 8), s= 2-г* - г-30 мм. Сопла для нагрева листов, s — 14 4-20 и 20 ч-30 мм Сварочная горелка, сменные наконечники (типоразмер 9, 10), s = 30д-50 и 50-f-100 мм. Горелка для подогрева, сопла для нагрева листов, s = 30ч - 4-50 и 504-100 мм Толщина свариваемых изделий s — 2ч-4, 4ч-6, 6ч-9 мм. Угол наклона горелки 60 и 90° Наконечник для нагрева листов s — 9ч-14, 14-г-20, 204-30, 304- 4-50, 504-100 мм |
|
Ацетилен, пропан, водород То же |
|
Универсальный а в генный аппарат MWW 520 Аппарат для свар и нагрева ZIS MWW 520 |
|
„ ro - ZIS К і і |
|
Монтажный сварочный аппарат Z1S MWW 520 Аппарат для сварки толстого металла ZIS MWW 520 |
|
«Autogen», Галле, ГДР То же |
|
Монтажный сварочный наконечник ZIS MWW.520 Наконечник для нагрева ZIS MWW 520 |
|
Ацетилен, пропан, водород, природный газ Ацетилен, пропан, водород, бытовой газ Ацетилен |
|
Малогабаритный аппарат для сварки и резки Mittelfein |
|
«Rhona» «Autogen - tech пі к», Айзенах, ГДР То же |
|
6 сменных наконечников для s = 0,24-0,5; 0,54-1,0, І4-2, 2ч-4, 44-6; 64-9 мм |
|
Пламенная кисло - родно-флюсовая горелка ZIS496 Высокопроизводительная горелка ZIS31 |
|
4 сменных наконечника для сварки отбортованных кромок, мелких деталей, нелистовых изделий, крупных деталей 3 наконечника для нагрева и правки, s= 64-9, 94-14, 14ч - 4-20 мм |
|
Ацетилен |
|
ТАБЛИЦА 1.4
/А I *■ |
|
Наименование |
Г рануло - метрия карбида, мм |
Параметры установки |
|
Стационарный ацетиленовый генератор высокого давления типа «карбид на воду» для мелкозернистого карбида HES 25 Ацетиленовый генератор высокого давления типа «карбид на воду» 1НЕ 15 Ацетиленовый генератор высокого давления. Тип: «Rekord 2,5 kg», «Rekord 5,0 kg» |
4-7 4—7 50—80 |
Производительность при длительной работе 25 м3/ч ацетилена. Загрузка карбида 200 кг Производительность при длительной работе 5 тыс. л/ч ацетилена. Загрузка карбида 15 кг «Rekord 2,5 kg» — производительность при длительной работе 1250 л/ч ацетилена. Загрузка карбида 2,5 кг. «Rekord 5,0 kg» — производительность при длительной работе 2500 л/ч ацетилена. Загрузка карбида 5,0 кг |
|
ТАБЛИЦА 1.5 |
|
ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ АРМАТУРА ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ1
|
|
Наименование |
Назначение |
Параметры |
Изгото витель |
|
------ --- |
|||
|
Устройство для за - щиты от обратного удара ори использовании бытового газа |
Защита городской газовой сети от обратного удара пламени |
Расход бытового газа 6 тыс. л/ч. Максимальное избыточное давление газа 0,0015; 0,005 МПа |
Schweifl- technik, Айзенах, ГДР |
|
Редукторыз DM3 |
Одноступенчатый отбор пропана |
Избыточное рабочее давление 0,05; 0,15; 0,25 МПа. Расход газа 1,5—4,0 кг/ч |
Druck - minderer, Альтен - бург, ГДР |
|
для газовых баллонов, унифицированный, одноступенчатый |
Газы: кислород, азот, сжатый воздух, водород, пропан |
Избыточное рабочее давление до 1,0 МПа (пропана — до 0,5 МПа). Расход газа до 25 м3/ч (пропана — до 5 м3/ч) |
|
|
для газовых баллонов, унифицированный, одноступенчатый |
Газ: ацетилен, скобообразный присоединительный патрубок |
Избыточное рабочее давление до 0,15 МПа. Расход газа до 5 м3/ч |
|
|
для кольцевых трубопроводов, унифицированный, одноступенчатый |
Газ: сжатый воздух |
Избыточное рабочее давление до 1,0 МПа. Расход газа до 80 м3/ч |
|
|
для газовых баллонов, унифицированный, двухступенчатый |
Газы: кислород, азот, сжатый воздух, водород, пропан |
Избыточное рабочее давление до 1,0 МПа (пропана — до 0,3 МПа). Расход газа до 40 м3/ч (пропана — до 6 м3/ч) |
|
|
для газовых баллонов, унифицированный, двухступенчатый |
Газ: ацетилен; скобообразный присоединительный патрубок |
Избыточное рабочее давление до 0,15 МПа. Расход газа до 5 м3/ч |
|
|
Редукторы: группа I |
Газы: кислород, азот, сжатый воздух, водород, пропан, ацетилен. Для распределительных стеллажей, высокопроизводительных горелок и установок централизованного снабжения газом |
Избыточное рабочее давление до 3,0 МПа (пропана до 0,40 МПа, ацетилена до 0,15 МПа). Расход газа до 200 м3/ч (пропана и ацетилена до 40 м3/ч) |
Groftdruck- minderer, Лейпциг, ГДР |
|
Изгото витель |
|
Параметры |
|
Назначение |
|
Наименование |
группа II
группа III группа IIIK
группа IV
Газовые шланги
Запорные вентили баллонов рассчитаны по давлению на универсальный сварочный уровень Хомут для зажима двух шлангов
Втулка для наращивания шлангов Шланговые патрубки:
одинарный
двойной
Шланговая
муфта
Иглы для чистки сопла
Сверла для чистки сопла
Газы: кислород,
азот, сжатый воздух, водород, пропан, ацетилен. Для распределительных стеллажей и установок централизованного снабжения газом
Газы: кислород,
азот, сжатый воздух, водород
Для распредели-, тельных стеллажей и установок централизованного снабжения газом Газы: кислород,
азот, сжатый воздух, водород.
К установкам для выработки газа Шланг для кислорода (синий)
Шланг для горючего газа (красный)
Стальные баллоны Сварка труб
К шлангам для кислорода и горючего газа То же
Присоединение шлангов к системе питания: кислородом ацетиленом, пропаном Для кислорода, ацетилена, пропана Чистка сопла, удаление капель металла
Избыточное рабочее давление до 3,0 МПа (пропана — до 0,4 МПа, ацетилена — до 0,15 МПа). Расход газа до 400 м3/ч (пропана и ацетилена — до 80 м3/ч)
Избыточное рабочее давление до 3,0 МПа. Расход газа до
1500 м3/ч
Избыточное рабочее давление до 2,5 МПа. Расход газа до
400 м3/ч
Избыточное рабочее давление до 2,5 МПа.
Расход газа до
3000 м3/ч
Изготавливают из
прорезиненной ткани, внутренний диаметр 6 мм
Изготавливают из
прорезиненной ткани, внутренний диаметр 9 мм
Grofidruck-
minderer,
Лейпциг,
ГДР
То же
Lot То же
|
Наименование |
Назначение |
Параметры |
Изгото витель |
|
Защитные светофильтры |
Защита глаз сварщика, поглощение ультрафиолетового, светового и теплового излучения |
|
* См. Некрасов Ю. А. Газы — заменители ацетилена. М.: Машиностроение, 1974. |
ТАБЛИЦА 1.6
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
|
Изгото витель |
|
Вспомогательн ое оборудование |
|
Параметры |
|
Среда |
Распредел ител ь ный стеллаж I
Распределительный стеллаж II
Стандартные стальные баллоны для сжатого газа
Тележка для стеллажа
Соединение баллонов
Транспортная тележка для баллонов: тип исполнения I
тип исполнения II
Быстродействующий
клапан, один газ
То Же, смесь двух газов
Кислород, азот, сжатый воздух, водород, пропан, ацетилен,
диоксид углерода
Кислород, азот, сжатый воздух, ацетилен, диоксид углерода
Кислород, азот, водород
Кислород, водород, пропан, ацетилен
Два стальных баллона
один стальной баллон, один газогенератор
Кислород, ацетилен
Смеси: кислород—
ацетилен, кислород— бытовой газ, кислород-водород
Распределительный стеллаж для 4—12 стальных баллонов
Распределительный стеллаж для 2X6, 2X8, 2X10, 2X12, 2X24 стальных баллонов
Объем 40 л, масса без газа 70 кг
Стеллаж для 20, 33, 54, 72 стальных баллонов
Расход 5200 м3/ч
Расход кислорода 5200, ацетилена 2000 м3/ч
Autogen, Галле, ГДР
То же
Autogen-
technik,
Г рэфен - дорф, ГДР
Autogen То же
|
► СО - со О С ^ ^ п п ^ ^ ,r J о з£< гс _ & |
|
к* с 1Д £ |
|
Д А А Д |
|
Ю LO ОО сТ _с-° О ~ ю LO "5 ГГ •+■> X СО <7) „ X - я‘л ; со 3 |
|
о н |
|
ОСНОВНЫЕ И ПРИСАДОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ |
|
о' ю ^ * 5з. |
|
езС ь £ |
|
Л0? JQ. Q ^ С ) ^ ЬО ГО LO СО U сл О сЛ |
|
а н х с К О м~ Н сг |
|
о> с~£~ ^ОсО |
|
«=с 1*2 S ГС “ |
|
о о о о с — |
|
о |
|
S? 2 - л (/) СО X <м‘ <n ^ Т* |
|
о н |
|
:сл |
|
.соо;сосссо >53 |
|
_} о н |
|
со со 1/)Х со со^л ' V? -•> и"'.. |
|
с-С ТГ TJ> u-> о СО со со |
|
СО со <Л <Л |
|
Осл |
|
>^^С. - vO ^ г СО СО ® СО СО ^ со со О X СО СО со со |
|
3>“ X 5 «5 ^ to со ' £ со' .а 1I ’"З00^ 1-м с^. СЛ-* |
|
“ *и I со ^ L° X го і“й. -Х Ю £ |
|
с> —Г о> от и |
|
I I |
|
• со |
|
с/3 |
|
<Л |
|
іо^-сісмос — oocixoorj - О o' О ^ О*" ~ О —- о о о о |
|
ооооооооооу/ |
|
оооооооооооо |
|
І І і I I |
|
У!°УПЧП I |
|
и СО ТҐ X X 00 " сГ о' о о о* |
|
II I I |
|
І і I |
|
і I I |
|
о го г зю д ЇЇ см §13 s|S К (О £“2 0 С с |
|
2~ Is |
|
ЇЙ S |
|
о £ |
|
о.* П 5 |
|
<* £0 *|Н С с |
|
РАСХОД СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ В ПЕРЕСЧЕТЕ НА 1м СВАРОЧНОГО ШВА
|
|
ТАБЛИЦА 1,10 |
|
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
|
, Преи м у щ е с т в а: высокая производительность, высокая скорость сварки, безупречная обработка флангов в прикорневой части шва, возможность сварки во всех пространственных положениях шва, низкий расход газа и небольшие затраты времени на проведение операции, незначительная сварочная деформация. Недостатки: трудность освоения (провар корня шва).
Ориентировочные параметры технологии выполнения швов при газовой сварке: скорость сварки и расход проволоки (см. с. 14);
^ ориентировочные параметры газовой сварки алюминия и его сплавов (табл. 1.9
Форма разделки кромок: при сварке стали — по TGL 14905/03; при сварке цветных металлов — по TGL 14906/03.
Выбор технологического оборудования — см. раздел 3.
Сварка чугуна и стального литья при ремонтных работах.
Техника безопасности — в соответствии с действующими правилами и инструкциями.
Условия производства — классы исполнения по TGL 11776.
При контроле качества выполняемых работ (по TGL 2847) следует обратить особое внимание на указания по проведению газовой сварки по классу исполнения АКІП и обслуживанию автогенных аппаратов.
ЬІ. 1.1. Газовая сварка миниатюрным пламенем
Принцип сварки — рис. 1.4.
Необходимые для получения пламени газы — кислород и водород — производят отдельно методом электрошлакового разложения водных растворов.
Границы применимости
Р азм еры изделий: s ^ 1,2 мм, d ^ 1,5 мм.
Группы материалов: металлы, стекло, керамика, пластмассы.
_ использования: мягкая пайка, твердая пайка, микро-
•варка в электронике и в микротехнике.
не более 3400°С, ^диаметр пламена;
|
Параметры: температура |
|
0,75 |
|
Но+1/202 dk |
1,2 мм, длина пламени до 15 мм; регулировка пламени: нейтральная (в обычных случаях), восстановительная, если газовая смесь по - ред сгоранием подается через метиловый спирт. Количество газа устанавливается током электролиза.
Оборудование. Аппарат для. сварки миниатюрным пламенем изготовитель KEAW (опытный образец).
Выбор основных и присадочных материалов у термообработка
|
О—^Х\ЧЧЧЧЧУі Рис. 1.4. Ванна для электролиза водных растворов |
Не требуются.
Техника сварки
В качестве электролита рекомендуется 29,4 %-ный раствор
едкого кали. Тип электролита при сварке не меняется. Через каждые 100 ч работы нужно доливать дистиллированную воду Для повышения теплоемкости пламени необходимо обогащать газовый поток парами спирта. При этом температура пламени снижается до 2000 °С. Пламя при этом становится восстановительным.
