Газовая сварка металлов сварочное пламя



Газовая сварка и резка металлов

Лабораторная работа №4

Газовая сварка и резка металлов

1.1. Основные понятия

При газовой сварке для расплавления металла применяют высокотемпературное пламя, которое получается при сжигании горючего газа в кислороде на выходе из мундштука горелки. В качестве горючего газа используется чаще всего ацетилен (С2Н2), вследствие его технико-экономических преимуществ, одним из которых является наиболее высокая температура пламени (3150 0 С). Таким пламенем можно сваривать углеродистые и низколегированные стали толщиной 0,5 — 12мм.

С2Н2 — это бесцветный газ с характерным запахом, благодаря примесям сернистого и фтористого водорода. Он взрывоопасен.

Иногда для сварки и, особенно для резки используют другие горючие газы. В этих случаях кислород способствует интенсивному горению горючего газа и получению высокой температуры сварочного пламени.

1.2. Строение газосварочного пламени

Ацетилено-кислородное пламя бывает нормальным, окислительным науглероживающим. Тип пламени достигается соотношением газов, которое регулируется вентилями. Для образования пламени при использовании инжекторной горелки, необходимо сначала открыть кислородный вентиль, а затем ацетиленовый.

Нормальное пламя (рис.4.1) достигается подачей в горелку 1,1÷1,2 объема кислорода на один объем С2Н2:

первая зона представляет собой смесь С2Н2 с кислородом, истекающая из горелки. Она видна в пламени как белое яркое пятно (ядро);

вторая зона представляет собой результат неполного сгорания С2Н2. Она видна в пламени как слабо-фиолетовый ореол первой зоны и характеризуется наличием свободного водорода и окиси углерода. Вторая зона называется восстановительной;

третья зона (факел) имеет пурпурно-фиолетовый цвет и называется окислительной зоной.

Рисунок 4.1. Строение газосварочного

О кислительное пламя образуется при чрезмерном избытке кислорода. При этом резко сокращается пламя, ядро заостряется, вторая зона пропадает. Окислительное пламя при сварке не применяется, но пригодно для резки.

Науглероживающее пламя получается при избытке С2Н2. При этом пламя и ядро увеличивается, вторая зона пропадает, и пламя становится коптящим. Имеющийся свободный углерод второй зоны будет вступать в реакцию с ванной жидкого металла и будет науглероживать ее. Это пламя применяется для сварки чугунов, цветных металлов и некоторых сталей.

1.3. Оборудование и инструмент газовой сварки

В оборудование поста газосварщика входят: газовые или ацетиленовые баллоны, ацетиленовые генераторы, газовые редукторы, сварочные горелки, шланги для подвода газов и стол.

Газовые баллоны наиболее распространены водяной емкости 40л, диаметром 214÷220 мм, высотой 1390 мм и весом 50÷60 кг. Газовая емкость баллона 6 м 3 при давлении 15 МПа. Окрас баллонов зависит от транспортируемого газа: кислород – голубой цвет с надписью черными буквами; С2Н2 – белый цвет с надписью красными буквами. Ацетиленовый баллон конструктивно отличается от кислородного тем, что он заполняется пористой массой, пропитанной ацетоном, а для уменьшения взрывоопасности имеет стальной вентиль.

Газовые редукторы применяют для питания сварочных постов газом из баллона. Они снижают давление газа до рабочего, поддерживают его постоянным и обеспечивают легкую регулировку рабочего давления.

Редукторы бывают прямого и обратного действия, различие между которыми состоит в том, что в первом случае газ из камеры высокого давления стремится открыть клапан, закрывающий отверстие камеры низкого давления, а во втором случае – закрывать клапан. Редукторы окрашены в цвет баллона, снабжены двумя манометрами, один из которых показывает давление газа в баллоне, другой – рабочее давление газа.

Читайте также:  Дачник 220 сварочный инвертор

Ацетиленовые генераторы предназначены для получения С2Н2 разложением водой карбида кальция СаС2 по реакции:

Теоретически для разложения 1 кг СаС2 надо затратить 0,37м 3 С2Н2 , 1,156 кг гашеной извести и более 400 ккал тепла.

Ацетиленовые генераторы различаются:

по производительности: от 1 до 80 м 3 /ч;

по ряду установок: стационарного и передвижного типа;

по принципу взаимодействия карбида кальция с водой: вода на карбид, вода на карбид –вытеснение, карбид в воду, вытеснение, сухого разложения.

На рисунке 4.2 приведена схема ацетиленового генератора системы вода на карбид. Воду периодически подают на карбид, который находится в корзинке 1. Корзинку помещают в горизонтальную цилиндрическую реторту 2, герметически закрывающуюся снаружи. На пути следования газа от генератора к сварочной горелке устанавливают предохранительные водяные затворы 3, предотвращающие проникание кислородно-ацетиленового пламени в ацетиленовый генератор при его обратном ударе.

Рисунок 4.2. Схема ацетиленового

генератора системы вода на карбид

На рисунке 4.3 предоставлена схема стационарного ацетиленового генератора низкого давления типа ГНВ — 1,25, производительностью 1,25 м3/ч. Генератор состоит из верхней и нижней частей, разделенных перегородкой 6. В нижней части вварена реторта 3, в которой находится корзина 2 для карбида кальция. Имеются также вытеснитель 11, измеритель уровня воды 8, шланги для подачи воды 4 и отвода ацетилена 10, краны для воды 5 и газа 12. Все генераторы снабжены предохранительными водяными затворами.

Для подготовки генератора к работе необходимо открыть крышку 1 реторты и загрузить карбид кальция в корзину, после чего плотно закрыть крышку. Закрыть кран 5 и открыть кран 12. Корпус генератора заполняется водой до уровня шайбы-измерителя 8.

Для пуска генератора необходимо закрыть кран 12 и открыть кран 5. Вода через шланг 4 попадает в реторту и смачивает карбид кальция, а образующийся С2Н2 через трубку 7 собирается в газосборнике 15, из него по трубе 9 при открытом кране 12 поступает в предохранительный водяной затвор и далее идет к сварочной горелке.

Рисунок 4.3. Схема стационарного ацетиленового

генератора типа ГНВ — 1,25

В процессе выполнения газовой сварки возможны обратные удары. Обратный удар — это распространение взрывной волны или пламени в направлении от горелки к источнику горючего газа. Причинами обратного удара могут быть:

значительный избыток кислорода (большое давление, при котором скорость сгорания горючего газа превышает скорость истечения газа из горелки);

закупорка мундштука наконечника горелки. Это происходит в результате разбрызгивания металла и попадания горячей капли в выходное отверстие мундштука;

нагрев наконечника, при котором С2Н2 взрывается внутри горелки.

Для защиты генераторов от обратных ударов применяются предохранительные, чаще всего водяные, затворы. Действие водяного затвора открытого и закрытого типов основано на том, что взрывная волна и пламя, движущиеся навстречу потоку горючего газа, выводятся в атмосферу или гасятся внутри затвора.

Для стационарного ацетиленового генератора типа

ГНВ — 1,25 используется водяной затвор открытого типа. Затвор через воронку 13 заполняют водой до уровня контрольного крана 19. При нормальной работе С2Н2 проходит по газоотводной трубке 17, находящейся в предохранительной трубе 14 корпуса 16, через слой воды и накапливается в верхней части корпуса. Для предотвращения выхода газа в атмосферу служит рассекатель 20. Из верхней части С2Н2 через ниппель 18 поступает к сварочной горелке. При обратном ударе взрывная волна давит на воду, которая заходит в отверстие 21 газоподводящей трубки и создает водяную пробку, преграждая доступ взрывной волны в газопроводящую трубку. Смесь сгорающего газа с водой поднимается через зазор между газопроводящей и предохранительной трубками в воронку. Газ выходит в атмосферу, а вода возвращается в корпус. После каждого удара надо проверять уровень воды в затворе и, в случае надобности, доливать ее.

Читайте также:  Крепеж для стеблей растений listok

Источник

Газовая сварка металлов, сварочное пламя

Сущность газовой сварки.

При газопламенной обработке металлов в качестве источника теплоты используется газовое пламя ­– пламя горючего газа, сжигаемого для этой цели в кислороде в специальных горелках.

В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, природные газы, нефтяной газ, пары бензина, керосина и др. Наиболее высокую температуру по сравнению с пламенем других газов имеет ацетиленокислородное пламя, поэтому оно нашло наибольшее применение.

Газовая сварка- это сварка плавлением, при которой метал в зоне соединения нагревается до расплавления газовым пламенем (рис.8).

При нагреве газовым пламенем 4 кромки свариваемых заготовок 1 расплавляются вместе с присадочным металлом 2,который может дополнительно вводиться в пламя горелки 3. После затвердевания жидкого металла образуется сварной шов 5.

К преимуществам газовой сварки относятся: простота способа, несложность оборудования, отсутствие источника электрической энергии.

К недостаткам газовой сварки относятся: меньшая производительность, сложность механизации, большая зона нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке.

Газовую сварку используют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, сварке чугуна, алюминия, меди, латуни, наплавке твёрдых сплавов, исправлении дефектов литья и др.

. Процесс создания сварного соединения протекает в две стадии.

На первой стадии необходимо сблизить поверхности свариваемых материалов на расстояние действия сил межатомного взаимодействия (около 3 А). Обычные металлы при комнатной температуре не соединяются при сжатии даже значительными усилиями. Соединению материалов мешает их твердость, при их сближении действительный контакт происходит лишь в немногих точках, как бы тщательно они не были обработаны. На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности — окислы, жировые пленки и пр., а также слои абсорбированных примесных атомов. Ввиду указанных причин выполнить условие хорошего контакта в обычных условиях невозможно. Поэтому образование физического контакта между соединяемыми кромками по всей поверхности достигается либо за счёт расплавления материала, либо в результате пластических деформаций, возникающих в результате прикладываемого давления. На второй стадии осуществляется электронное взаимодействие между атомами соединяемых поверхностей. В результате поверхность раздела между деталями исчезает и образуется либо атомная металлическая связи (свариваются металлы), либо ковалентная или ионная связи (при сварке диэлектриков или полупроводников). Исходя из физической сущности процесса образования сварного соединения различают три класса сварки: сварка плавлением, сварка давлением и термомеханическая сварка

Оборудование для газовой сварки.

Водяные предохранительные затворы

Водяные затворы защищают ацетиленовый генератор и трубопровод от обратного удар пламени из сварочной горелки и резака. Обратным ударом называется воспламенение ацетиленово-кислородной смеси в каналах горелки или резака.

Водяной затвор обеспечивает безопасность работ при газовой сварке и резке и является главной частью газосварочного поста. Водяной затвор должен содержатся всегда в исправном состоянии, и быть наполнен водой до уровня контрольного крана.

Читайте также:  Гвоздь по английски произношение

Водяной затвор всегда включает между горелкой или резаком и ацетиленовым генератором или газопроводом.

Баллон для сжатых газов

Баллоны для кислорода и других сжатых газов представляют собой стальные цилиндрические сосуды. В горловине баллона сделано отверстие с конусной резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Баллоны бесшовные для газов высоких давлений изготавливают из Турб углеродистой и легированной стали. Баллоны окрашивают с наружи в словные цвета, в зависимости от рода газа. Например, кислородные баллоны в голубой цвет, ацетиленовые в белый водородные в желто-зеленый для прочих горючих газов в красный цвет.

Верхнею сферическую часть баллона не окрашивают и на ней выбивают паспортные данные баллона.

Баллон на сварочном посту устанавливают вертикально и закрепляю хомутом.

Вентили для баллонов

Вентили кислородных баллонов изготавливают из латуни. Сталь для деталей вентиля применять нельзя так как она сильно коррозирует в среде сжатого влажного кислорода.

Ацетиленовые вентили изготавливают из стали. Запрещается применять медь и сплавы, содержащие свыше 70% меди, так как с медью ацетилен может образовывать взрывчатое соединение – ацетиленовую медь.

Редукторы для сжатых газов

Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллонов (или газопровода), и поддержания этого давления постоянным независимо от снижения давления газа в баллоне. Принцип действия и основные детали у всех редукторов примерно одинаковы.

По конструкции бывают редукторы однокамерные и двухкамерные. Двухкамерные редукторы имеют две камеры редуцирования, работающие последовательно, дают более постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию при больших расходах газа.

Рукава (шланги) служат для подвода газа в горелку. Они должны обладать достаточной прочностью, выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движений сварщика. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с прокладками из ткани. Выпускаются рукава для ацетилена и кислорода. Для бензина и керосина применяют шланги из бензостойкой резины.

Сварочные горелки

Сварочная горелка служит основным инструментом при ручной газовой сварке. В горелке смешивают в нужных количествах кислород и ацетилен. Образующаяся горючая смесь вытекает из канала мундштука горелки с заданной скоростью и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя, которым расплавляют основной и присадочный металл в месте сварки. Горелка служит также для регулирования тепловой мощности пламени путем изменения расхода горючего газа и кислорода.

Горелки бывают инжекторные и безинжекторные. Служат для сварки, пайки, наплавки, подогрева стали, чугуна и цветных металлов. Наибольшее распространение получили горелки инжекторного типа. Горелка состоит из мундштука, соединительного ниппеля, трубки наконечника, смесительной камеры, накидной гайки, инжектора, корпуса, рукоятки, ниппеля для кислорода и ацетилена.

Горелки делятся на мощности пламени:

1. Микромалой мощности (лабораторные) Г-1;

2. Малой мощности Г-2. Расход ацетилена от 25 до 700 л. в час, кислорода от 35 до 900 л. в час. Комплектуются наконечниками №0 до 3;

3. Средней мощности Г-3. Расход ацетилена от 50 до 2500 л. в час, кислорода от 65 до 3000 л. в час. Наконечники №1-7;

4. Большой мощности Г-4.

Также есть горелки для газов заменителей ацетилена Г-3-2, Г-3-3. Комплектуются наконечниками с №1 по №7.

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 860 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector