Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Техника газовой сварки

Качество сварного соединения зависит от правильного выбо­ра режима и техники выполнения сварки. При сварке деталей из листового металла толщиной до 2 мм сварка ведется без приса­дочного материала за счет расплавления предварительно отбор­тованных кромок.

Метод газовой сварки прост, универсален, не требует дорого­стоящего оборудования и используется в заводских или цеховых
условиях, а также при строительно-монтажных и ремонтных работах на любых производствах. При ручной сварке пламя го­релки направляют на свариваемые кромки так, чтобы они нахо­дились в восстановительной зоне на расстоянии 2-6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки держат в восстановительной зоне или в сварочной ванне.

Положением горелки называется угол наклона мундштука к поверхности свариваемого металла. Этот угол зависит от толщи­ны соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла (рис. 76).

Чем Толще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки должен быть больше. Это спо­собствует более концентрированному нагреву металла вследствие подведения большего количества теплоты. При сварке низкоуг­леродистой стали вначале для быстрого и лучшего прогрева ме­талла устанавливают наибольший угол наклона, затем в процес­се сварки угол уменьшают до нормы, а в конце сварки постепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пе­режог металла.

Различают два основных способа газовой сварки: правый и левый.

При правом способе {рис. 77а) процесс сварки ведется слева направо. Горелка перемещается впереди присадочного прутка, а пламя направлено на формирующийся шов. Этим обеспечива­ется хорошая защита сварочной ванны от воздействия атмосфер­ного воздуха и замедленное охлаждение сварного шва. Такой спо­соб позволяет получать швы высокого качества.

При левом способе (рис. 776) процесс сварки производится справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавливая к сварке.

Правый способ применяют при сварке металла толщиной более 5 мм. Пламя горелки при этом способе ограничено с двух сторон кромками изделия, а спереди наплавленным валиком, что значительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень его использования.

Однако при левом способе внешний вид шва лучшие, так как сварщик отчетливо видит шов, поэтому может получить его рав­номерную высоту и ширину. Все это особенно важно при сварке тонких листов. Поэтому тонкий металл сваривают левым спосо­
бом. Кроме того, при левом способе пламя свободно растекается по поверхности металла» что снижает опасность его пережога.

Способ сварки также зависит от пространственного положе­ния шва.

Нижние швы выполняют как левым, так «[ правым способом в зависимости от толщины металла.

Вертикальные швы при толщине металла до 2 мм рекомен­дуется сваривать правым способом сверху вниз и левым способом снизу вверх. При больших толщинах металла сварку следует вы­полнять способом двойного валика.

Горизонтальные швы выполняют правым способом — пла­мя горелки направляют на заваренный шов, а присадочный пру­ток вводят сверху в сварочную ванну, расположенную под неко­торым углом к оси шва. Эти меры предупреждают вытекание расплавленного металла.

Потолочные швы легче сваривать правым способом, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосредствен­но на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сва­рочной ванны.

В процессе сварки мундштук горелки и присадочный пруток совершают одновременно два движения: одно — вдоль оси свари­ваемого шва и второе — колебательные движения поперек оси шва. При этом конец присадочного прутка движется в направле­нии, обратном движению мундштука.

Для получения сварного шва с высокими механическими свойствами необходимо хорошо подготовить свариваемые кромки, правильно подобрать мощность горелки, отрегулировать свароч­ное пламя, выбрать присадочный Материал, установить положе­ние горелки и направление перемещения ее по свариваемому шву.

Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, ока­лины и других загрязнений, разделке под сварку и прихвате ко­роткими швами. Свариваемые кромки очищают на ширину 20-30 мм с каждой стороны шва. Для этой цели можно использо­вать пламя сварочной горелки. При нагреве окалина отстает от металла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность сварива­емых деталей зачищают стальной щеткой до металлического блеска. При необходимости (например, при сварке алюминия) сва­риваемые кромки травят в кислоте, а затем промывают и сушат.

Разделка кромок под сварку зависит от типа сварного соединения, который, в свою очередь, зависит от взаимного рас­положения свариваемых деталей.

Стыковые соединения являются для газовой сварки наибо­лее распространенным типом соединений. Металлы толщиной до 2 мм сваривают встык с отбортовкой кромок без присадочного материала или встык без разделки и без зазора, но с присадоч­ным материалом. Металл толщиной 2-5 мм сваривают встык без разделки кромок, но с зазором между ними. При сварке металла толщиной более 5 мм применяют V-образную или Х-образную разделку Аромок. Угол скоса выбирают в пределах 70-90“, что обеспечивает хороший провар вершины шва.

Угловые соединения также часто применяются при сварке металлов малой толщины. Такие соединения сваривают без при­садочного металла. Шов выполняется за счет расплавления кро­мок свариваемых деталей.

Нахлесточные и тавровые соединения допустимы только при сварке металла толщиной менее 3 мм, так как при больших тол­щинах металла неравномерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и деформации и даже трещины в шве и основном металле. Скос кромок производят ручным или пневма­тическим зубилом, а также на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Экономичным способом является ручная или механизированная кислородная резка, образующиеся при этом шлаки и окалину удаляют зубилом и металлической щеткой.

Сборка под сварку производится в специальных приспо­соблениях или на прихватках, обеспечивающих точность поло­жения свариваемых деталей и зазора между кромками в течение всего процесса сварки. Длина прихваток, их число и расстояние между ними зависят от толщины металла, длины и конфигура­ции свариваемого шва. При сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток составляет 5-7 мм, а расстояние между прихватками около 70-100 мм. При сварке толстого металла и при швах значительной длины прихватки делаются длиной 20-30 мм, а расстояние между ними — 300-500 мм.

Основные параметры, режима сварки выбирают в зависимо­сти от свариваемого металла, его толщины и типа изделия. Опреде­ляют оптимальную мощность и вид пламени, марку и диаметр при­садочной проволоки, способ и технику сварки. Швы накладывают однослойные и многослойные. При толщине металла до 6-8 мм при­меняют однослойные швы, до 10 мм — швы выполняют в два слоя, а при толщине металла 10 мм швы сваривают в три слоя и более.

Толщина слоя при многослойной сварке зависит от размеров шва, толщины металла и составляет 3-7 мм. Перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего слоя должна быть хо­рошо очищена металлической щеткой. Сварку производят пооче­редно короткими участками. При этом стыки валиков в слоях не должны совпадать. При многослойной сварке зона нагрева мень­ше, чем при однослойной. В процессе сварки при наплавке оче­редного слоя происходит отжиг нижележащих слоев. Кроме того, каждый слой можно подвергнуть проковке.

Все эти условия позволяют получить сварной шов высокого качества, что очень важно при сварке ответственных конструк­ций. Однако следует учесть, что производительность сварки сни­жается и при этом рекомендуется больше горючего газа.

Низкоуглеродистые стали сваривают газовой сваркой без особых затруднений. Сварка выполняется нормальным пламенем. Присадочным материалом служит сварочная проволока. Ответ­ственные сварные узлы и конструкции из низкоуглеродистой ста­ли выполняют применением низколегированной проволоки. Наи­лучшие результаты дают кремне-марганцовистая и марган­цовистая проволоки марок Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Они позволяют получить сварной шов с высокими ме­ханическими свойствами.

Среднеуглеродистые стали свариваются удовлетворительно, однако при сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и трещин. Сварку выполняют слегка науглероживающим пламенем, так как даже при небольшом избытке в пламени кислорода происходит суще­ственное выгорание углерода. Удельная мощность пламени дол­жна быть в пределах 80-100 л/(ч • мм). Рекомендуется левый спо­соб сварни, чтобы снизить перегрев металла. При толщине ме­талла более 3 мм следует проводить предварительный общий подогрев детали до 250-300‘С или местный нагрев до 650-700”С.

Присадочным материалом во время сварки служат марки сварочной проволоки, указанные для малоуглеродистой стали, и проволока марки Св-12ГС. При определении мощности пламе­ни следует иметь в виду, что при сварке правым способом удель­ная мощность должна быть повышена на 20-25 %. Увеличение мощности пламени повышает производительность сварки, одна­ко при этом возрастает опасность пережога металла.

Диаметр присадочной проволоки d (мм) при сварке металла толщиной до 15 мм левым способом определяют по формуле:

d~(8/2)+l

где в — толщина свариваемой стали, мм.

При правом способе сварки диаметр проволоки берут равным половине толщины свариваемого металла. При сварке металла толщиной более 15 мм применяют проволоку диаметром 6-8 мм. После сварки можно рекомендовать проковку металла шва в го­рячем состоянии и затем нормализацию с температуры 800-900°С. При этом металл приобретает достаточную пластичность и мел­козернистую структуру.