Сущность и способы газовой сварки

Газовая сварка – это сварка плавлением, при котором для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки. В качестве горючих газов для сварки используются: ацетилен (C2H2), пропан-бутановые смеси (C3H8 + C4H10), природный газ, водород. В качестве окислителя используется кислород.

На практике наибольшее применение находит ацетилено-кислородная сварка , поскольку ацетилен дает наиболее высокую температуру пламени и выделяет наибольшее количество теплоты при сгорании.

Ацетилено-кислородное пламя состоит из трех зон: ядра 1, средней (восстановительной) зоны 2 и факела 3.

Сущность и способы газовой сварки
Распределение температур по зонам сварочного пламени: 1 – ядро; 2 – восстановительная зона; 3 – факел


В зоне 1 происходит постепенный нагрев до температуры воспламенения газовой смеси, поступающей из мундштука, и разложение ацетилена на углерод и водород.

В зоне 2 происходит первая стадия горения ацетилена за счет кислорода, поступающего вместе с ацетиленом из горелки. Эта зона имеет самую высокую температуру и обладает восстановительными свойствами, поэтому зону 2 называют сварочной или рабочей.

В зоне 3 протекает вторая стадия горения ацетилена за счет атмосферного кислорода. Эту зону называют окислительной, так как углекислый газ и пары воды, образующиеся в результате горения при высоких температурах, окисляют металл.

Ацетилен–кислородное пламя в зависимости от соотношения в смеси количеств составляющих газов может быть нормальным, окислительным и науглероживающим. Характеристика видов ацетилено-кислородного пламени приведена в таблице ниже.

Сущность и способы газовой сварки


Газовое пламя является местным поверхностным теплообменным источником теплоты, позволяющим весьма гибко регулировать распределение ее по заданным участкам поверхности изделия, а также между основным и присадочным металлом.

Газовое пламя характеризуется наибольшими размерами пятна нагрева d, сравнительно низкими значениями удельного теплового потока q и эффективной мощности источника нагрева Qэф.

Сущность и способы газовой сварки


В зону пламени подается присадочный материал в виде прутка или проволоки. Под действием тепла, выделившегося в пламени горелки, происходит расплавление кромок свариваемого металла 1 и присадочного материала 5, в результате чего образуется ванна расплавленного металла 4. По мере перемещения сварочной горелки происходят кристаллизация металла сварочной ванны и образование сварного шва. Схема процесса газовой сварки приведена на рисунке ниже.

Сущность и способы газовой сварки
Принципиальная схема газовой сварки: 1 – свариваемый металл; 2 – наконечник газовой горелки; 3 – газосварочное пламя; 4 – сварочная ванна; 5 – присадочный материал


Свойства металла шва в значительной мере определяются процессами окисления и раскисления в сварочной ванне при взаимодействии газовой и шлаковой фазы с жидким металлом.

Ввиду относительно невысокого защитного и восстановительного действия пламени раскисление шва достигается введением в сварочную ванну марганца и кремния посредством использования присадочного металла соответствующего сплава. Положительное влияние этих раскислителей состоит в создании жидкотекучих Si–Mn–Fe-шлаков, способствующих самофлюсованию сварочной ванны. Образующаяся на ее поверхности шлаковая пленка защищает расплавленный металл от кислорода и водорода газовой среды пламени.

При сварке чугуна, цветных металлов и сплавов удаление образующейся на поверхности сварочной ванны окисной пленки достигается введением флюсов (техническая и прокаленная бура и др.), предохраняющих металл шва от окисления.

Структурные превращения в сварном шве и околошовной зоне характеризуются образованием типичной для литого металла крупнокристаллической структуры с равновесными зернами неправильной формы. Чем меньше перегрев металла шва при сварке и чем больше скорость охлаждения металла, тем мельче зерно в стали и тем выше механические свойства металла шва. Поэтому сварку целесообразно вести с максимально возможной скоростью.

Зона термического влияния состоит из тех же характерных участков, что и при дуговой сварке. Однако ширина участков при газовой сварке значительно больше вследствие менее концентрированного теплового потока источника нагрева (пламени) и сравнительно более медленного охлаждения металла шва. Ширина зоны термического влияния (8…28 мм) зависит от толщины свариваемого металла, способа и режима сварки.

Существуют два основных способа газовой сварки плавлением: правый и левый.

Сущность и способы газовой сварки
Способы газовой сварки: а – левый; б – правый


При правом способе сварки пламя направлено на уже оплавленные кромки (сварочную ванну), а проволоку перемещают вслед за пламенем по спирали, не вынимая ее из сварочной ванны.

При левом способе пламя направлено на еще не расплавленные кромки металла, а присадочная проволока перемещается впереди пламени. При этом для более равномерного прогрева и перемещения металла сварочной ванны горелку и проволоку перемещают с поперечными колебаниями.

Правый способ по сравнению с левым обеспечивает лучший КПД использования тепла пламени, благодаря чему повышается производительность сварки на 10…20 % и уменьшается расход газов на 10…15 %.

Выбор способа сварки зависит от толщины свариваемого металла и положения шва в пространстве. Правый способ используется преимущественно при сварке металла толщиной более 4 мм; левый – при сварке металла толщиной менее 4 мм. Сварка в нижнем положении возможна как правым, так и левым способом. Вертикальные швы удобнее сваривать левым способом, горизонтальные и потолочные швы – правым.

В зависимости от угла – наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла эффективность передачи тепла сварочным пламенем изменяется, достигая наибольшего значения при угле наклона 90 градусов.

Сущность и способы газовой сварки
Углы наклона мундштука при сварке металла различной толщины


Известны две разновидности газовой сварки плавлением: горячая с предварительным подогревом (общим или местным) и холодная (без предварительного подогрева). Горячая применяется преимущественно для сварки чугуна.

Достоинства газовой сварки:

- простота используемого оборудования (не требуется источник электроэнергии);

- универсальность метода, заключающаяся в возможности сварки в различных пространственных положениях всех видов соединений из разнообразных металлов и сплавов.

К числу недостатков газовой сварки следует отнести невысокую производительность (скорость сварки), бoльшую зону термического влияния, трудность автоматизации, бoльшую стоимость расходных материалов, чем при дуговой сварке.

Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, монтаже труб малого диаметра, сварке соединений и узлов из тонкостенных труб, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни, свинца и чугуна. Наибольшее применение газовая сварка получила при строительно-монтажных и ремонтных работах.

Видео газовой сварки (достаточно подробное видео описание процесса подготовки к сварке и сам процесс газовой сварки):


СВАРКА
В. Е. ГОРДИЕНКО, Е. Г. ГОРДИЕНКО, С. А. СТЕПАНОВ, Ю. В. КНЫШЕВ


Кроме статьи "Сущность и способы газовой сварки" смотрите также:

Дуговая сварка в защитных газах
Применение точечной сварки
Сварка полуавтоматом видео
Ультразвуковая сварка металлов
Лазерная сварка металла

  Просмотров: 1472,   Комментариев: 0    

Добавление комментария

Через вконтакте:

Через сайт nanolife.info:

Ваше Имя:  Ваш E-Mail: 
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Вставка ссылкиВставка защищенной ссылки Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Вопрос:   Сколько будет двaдцaть плюс сто (ответ можно написать цифрами)? Ответ:   

Опрос

Какой сваркой вы чаще пользуетесь?

Другой вид сварки
Дуговая сварка
Плазменная сварка
Газовая сварка
Лазерная сварка
Электрошлаковая сварка

 

Популярное

Неисправности сварочных инверторов чаще всего вызваны либо неграмотной, либо небрежной эксплуатацией, поскольку это достаточно надежные аппараты ...

Подробнее...

Большинство современных сварочных аппаратов имеют в своей конструкции блок выпрямительных диодов, что, в свою очередь, обеспечивает ...

Подробнее...

Заболевание, вызванное действием вредных условий труда, классифицируется как профессиональное заболевание. Профессиональное отравление также относятся к профессиональным ...

Подробнее...

Плавящийся электрод для ручной ...

Подробнее...

Графики, поясняющие процесс сварки постоянным током (б) ...

Подробнее...