СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

ТЕХНИКА ГАЗОВОЙ СВАРКИ

Газовая сварка — способ универсальный, но при ее вы­полнении необходимо помнить, что нагреванию подвергает­ся достаточно большой участок вокруг сварного соединения. Поэтому нельзя исключить возникновение коробления и раз­витие внутренних напряжений в конструкциях, причем они более значительные, чем при других способах сварки. В свя­зи с этим газовая сварка в большей степени подходит для таких соединений, для которых достаточно небольшого коли­чества наплавленного металла и малого нагрева основного металла. Прежде всего речь идет о стыковых, угловых и тор­цовых соединениях (независимо от их пространственного по­ложения — нижнего, горизонтального, вертикального или по­толочного), в то время как тавровых и нахлесточных следует избегать (хотя они тоже могут осуществляться).

Чтобы сварной шов отличался высокими механическими свойствами, требуется выполнить следующие действия:

— подготовить кромки металла;

— подобрать соответствующую мощность горелки;

— отрегулировать пламя горелки;

— взять необходимый присадочный материал;

— правильно сориентировать горелку и определить тра­екторию ее перемещения по выполняемому шву.

Как и при дуговой сварке, при газовой кромки сваривае­мого металла нужно подготовить. Их очищают (на 20-30 мм с каждой стороны) от ржавчины, влаги, масла и пр. Для этого достаточно прогреть кромки. В случае сварки цветных метал­лов используют механические и химические способы очистки.

При осуществлении стыковых соединений (табл. 42) сле­дует помнить о некоторых правилах разделки кромок:

— при сваривании тонколистового металла (до 2 мм) при­садки не используют — достаточно выполнить отбортовку кро­мок, которые потом расплавляются и дают валик сварного шва. Возможен и такой вариант: сварить кромки встык без раздел­ки и зазора, но с применением присадочного материала;

— при сваривании металла толщиной менее 5 мм можно обойтись без скоса кромок и вести одностороннюю газовую сварку;

— при соединении металла толщиной более 5 мм кромки скашивают под углом в 35-40°, чтобы общий угол раскры­тия шва составлял 70-90°. Это позволит проварить металл на всю толщину.

При выполнении угловых соединений присадочный ма­териал не используют, а шов формируют расплавлением кро­мок металла.

Нахлесточные и тавровые соединения допускаются ис­ключительно при сварке металла толщиной до 3 мм, посколь­ку при большей толщине локальный нагрев металла бывает неравномерным, что приводит к развитию значительных внутренних напряжений и деформаций, а также к появлению трещин как в металле шва, так и в основном металле.

Чтобы в процессе сварки детали не сдвигались и зазор между ними не изменялся, их фиксируют либо специальны­ми приспособлениями, либо прихватками. Длина, количество и промежуток между последними зависят от толщины метал­ла, длины и конфигурации шва:

— если металл тонкий, а швы короткие, длина прихваток составляет 5-7 мм при интервале между ними в 70-100 мм;

— если металл толстый, а швы длинные, то длину прихва­ток увеличивают до 20-30 мм, а расстояние между ними — до 300-500 мм.

В процессе сварки пламя горелки направляют на металл таким образом, чтобы он попадал в восстановительную зону и находился в 2-6 мм от ядра. При сварке легкоплавких ме­таллов пламя горелки в основном ориентируют на присадоч­ный материал, а зону ядра отодвигают на еще большее рас­стояние от сварочной ванны.

При сварке необходимо регулировать скорость нагрева и плавления металла. Для этого прибегают к таким действиям (рис. 91):

— изменяют угол наклона мундштука;

— манипулируют самим мундштуком.

При сварке необходимо следить за тем, чтобы:

— ядро пламени не контактировало с расплавленным металлом, поскольку последний может от этого науглерожи­ваться;

— сварочная ванна была защищена зоной факела и вос­становительной зоной, иначе металл будет окисляться атмос­ферным кислородом.

В процессе использования газовой горелки необходимо соблюдать правила обращения с ней:

1. Если горелка находится в исправном состоянии, то пла­мя, которое она дает, бывает устойчивым. В том случае, если наблюдаются какие-либо отклонения (горение нестабильное, пламя отрывается или гаснет, случаются обратные удары), надо обратить особое внимание на узлы горелки и отрегули­ровать ее.

2. Чтобы проверить инжекторную горелку, подсоединя­ют кислородный рукав, к корпусу крепят наконечник. После затягивания накидной гайки аккуратно откручивают ацети­леновый вентиль, кислородным редуктором устанавливают

соответствующее давление кислорода, после чего открывают кислородный вентиль.

3. Если приставленный к ацетиленовому ниппелю палец присасывается, это означает, что кислород создает разряже­

ние. Если этого не происходит, возможно, засорились инжектор, смесительная камера или мундштук. Их следует прочистить.

4. Повторить проверку на разряжение (подсос). Его вели­чина определяется зазором между концом инжектора и вхо­дом в смесительную камеру. Выкручивая инжектор, зазор регулируют.

5. Категорически запрещено использовать неисправные горелки.

Различают два способа газовой сварки (рис. 92):

— левую сварку, при которой горелку перемещают спра­ва налево и держат позади присадочной проволоки. При этом сварочное пламя ориентировано на еще не сваренный шов. Этот способ не позволяет в достаточной степени защитить ме­талл от окисления, сопровождается частичной потерей тепла и дает низкую производительность сварки;

— правую сварку, при которой горелку перемещают слева направо и держат впереди присадочной проволоки. В этом слу­чае пламя ориентировано на законченный шов и конец приса­дочной проволоки. Такой способ дает возможность направить на расплавление металла сварочной ванны большее количе­ство теплоты, а колебательные поперечные движения мундшту­ка и проволоки осуществляются реже, чем при левом способе. Кроме того, конец присадочной проволоки оказывается посто­янно погруженным в сварочную ванну, поэтому им можно пере­мешивать ее, что способствует переходу окислов в шлак.

Правый способ обычно применяют, если толщина свари­ваемого металла превышает 5 мм, тем более что при этом сва­рочное пламя по бокам ограничено кромками изделия, а сза­ди — валиком наплавленного металла. Благодаря этому потери теплоты снижаются, и она используется более эффективно.

Левый способ имеет свои преимущества, поскольку, во-первых, шов все время находится в поле зрения сварщика и он может регулировать его высоту и ширину, что имеет осо­бое значение при сварке тонколистового металла; во-вторых, при сварке пламя может растекаться по поверхности метал­ла, снижая риск пережога.

При выборе того или иного способа сварки нужно руковод­ствоваться и пространственным положением сварного шва:

Рис. 92. Способы газовой сварки (стрелкой указано направление сварки): а — левый; б — правый; 1 — присадочная проволока; 2 — сварочная горелка

— при выполнении нижнего шва следует учитывать толщи­ну металла. Его можно накладывать и правым, и левым спосо­бом. Данный шов наиболее легкий, поскольку сварщик может наблюдать за процессом. Кроме того, жидкий присадочный ма­териал стекает в кратер и не выливается из сварочной ванны;

— для горизонтального шва предпочтителен правый спо­соб. Чтобы не допустить вытекания жидкого металла, стенки сварочной ванны делают с некоторым перекосом;

— для вертикального шва на подъем — и левый, и правый, а для вертикального шва на спуск — только правый способ;

— потолочный шов легче накладывать правым спосо­бом, поскольку поток пламени направлен на шов и не дает жидкому металлу вытечь из сварочной ванны.

Способом, гарантирующим высокое качества сварного шва, является сварка ванночками (рис. 93).

Данный метод применяют для сварки тонколистового ме­талла и труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей облегченными швами. Им можно воспользоваться и при сварке стыковых и угловых соединений при толщине металла до 3 мм.

Процесс сварки ванночками протекает следующим об­разом:

1. Расплавив металл диаметром 4-5 мм, сварщик поме­щает в него конец присадочной проволоки. Когда ее конец рас­плавится, он вводит его в восстановительную зону пламени.

2. Одновременно с этим сварщик, чуть сместив мундштук, совершает им круговые движения, чтобы образовать очеред­ную ванночку, которая должна несколько (примерно на треть диаметра) перекрывать предыдущую. При этом проволоку надо продолжать держать в восстановительной зоне, чтобы не допустить ее окисления. Ядро пламени нельзя погружать в сварочную ванну, иначе произойдет науглероживание ме­талла шва.

При газовой сварке швы бывают одно - или многослой­ными. Если толщина металла составляет 8-10 мм, швы на­варивают в два слоя, при толщине более 10 мм — три слоя и более, причем каждый предыдущий шов предварительно очищают от шлака и окалины.

Многопроходные швы при газовой сварке не практику­ют, поскольку наложить узкие валики очень тяжело.

При газовой сварке возникают внутренние напряжения и деформации, поскольку участок нагрева оказывается более обширным, чем, например, при дуговой сварке. Для умень­шения деформаций необходимо принимать соответствующие меры. Для этого рекомендуют:

— равномерно нагревать изделие;

— подбирать адекватный режим сварки;

— равномерно распределять наплавленный металл по поверхности;

— придерживаться определенного порядка наложения швов;

— не увлекаться выполнением прихваток.

Для борьбы с деформациями применяют разные способы:

1. При выполнении стыковых соединений сварной шов накладывают обратноступенчатым или комбинированным способом, разделив его на участки длиной 100-250 мм (рис. 94). Поскольку теплота равномерно распределяется по поверхности шва, основной металл практически не под­вержен короблению.

2. Уменьшению деформаций способствует их уравнове­шивание, когда последующий шов вызывает деформации, обратные тем, которые вызвал предыдущий шов.

3. Находит применение и способ обратных деформаций, когда перед сваркой детали укладывают так, чтобы после нее в результате действия деформаций они заняли нужное поло­жение.

4. Бороться с деформациями помогает и предваритель­ный нагрев соединяемых изделий, в результате чего дости­гается меньшая разность температур между сварочной ван­ной и изделием. Этот способ хорошо работает при ремонте чугунных, бронзовых и алюминиевых изделий, а также в том случае, если они изготовлены из высокоуглеродистых и леги­рованных сталей.

5. В ряде случаев прибегают к проковке сварного шва (в холодном или горячем состоянии), что улучшает механиче­ские характеристики шва и снижает усадку.

6. Термическая обработка — еще один способ устране­ния развившихся напряжений. Она бывает предварительной, проводится одновременно со сваркой или ей подвергают уже готовое изделие. Режим термической обработки определяют форма деталей, свойства свариваемых металлов, условия и пр.