Нейтральное пламя сварочной горелки

Обновлено: 07.12.2022

(1) Газовое пламя, в факеле которого не имеется избытка топлива или кислорода. Кислород окружающего воздуха используется, чтобы завершить сгорание СО и Н2, (2) Кислородно-газовое пламя, которое не обладает ни окислительными, ни восстановительными свойствами.

(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО "Профессионал", НПО "Мир и семья"; Санкт-Петербург, 2003 г.)

Смотреть что такое "Нейтральное пламя" в других словарях:

нейтральное пламя — 1. Газовое пламя, в факеле которого не имеется избытка топлива или кислорода. Кислород окружающего воздуха используется, чтобы завершить сгорание СО и Н2. 2. Кислородно газовое пламя, которое не обладает ни окислительными, ни восстановительными… … Справочник технического переводчика

нейтральное пламя — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

нормальное пламя — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

balanced flame — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

flamme neutre — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

flamme normale — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

neutrale Flamme — neutralioji liepsna statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

neutralioji liepsna — statusas T sritis Energetika apibrėžtis Liepsna, kurioje nėra oksidaciją sukeliančių (deguonies) ir redukciją skatinančių (vandenilio, metano) dujų. atitikmenys: angl. balanced flame vok. neutrale Flamme, f rus. нейтральное пламя, n; нормальное… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Neutral flame — Neutral flame. См. Нейтральное пламя. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003 г.) … Словарь металлургических терминов

защита — 3.25 защита (security): Сохранение информации и данных так, чтобы недопущенные к ним лица или системы не могли их читать или изменять, а допущенные лица или системы не ограничивались в доступе к ним. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 99:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

С; б - напыление произведено аппаратом Ме-таллизатор - Рапид, нейтральное пламя - промышленный газ, расстояние напыления 70 мм; в-напыление произведено аппаратом Металлиза-тор - Рапид, нейтральное пламя-промышленный газ, расстояние напыления 300 мм. [47]

Процесс инжекции контролируется ориентировочно силой засасывания в ацетиленовом ниппеле и мощностью нейтрального пламени горелки . [48]

Пайку кислородсодержащей меди ( М2, МЗ, М4) ведут в строго нейтральном пламени , так как при избытке в нем водорода последний диффундирует в металл ( начиная с 400 С и особенно при 700 С), соединяется со свободным кислородом или закисью меди, образуя пары воды. [49]

А цети л ено-кисл о р о д н а я ев а р к а алюминиевых сплавов производится строго нейтральным пламенем , горелкой, обеспечивающей расход ацетилена 0 075 - 0 10 м3 / ч на 1 мм толщины свариваемого металла. После сварки деталь медленно охлаждают, сварочный шов освобождают от шлака и промывают горячей водой от остатков неиспользованного флюса. [50]

После нагрева на свариваемые поверхности наносится слой пасты-флюса, место сварки нагревается до температуры 750 - 790 С и производится сварка нейтральным пламенем . Паста-флюс, имеющая температуру расплавления 750 - 790J С, является индикатором температуры. По мере расплавления она покрывает место сварки тонким слоем. [51]

После нагрева на свариваемые поверхности наносится слой пасты-флюса, место сварки нагревается до температуры 750 - 790 - 1 С и производится сварка нейтральным пламенем . Паста-флюс, имеющая температуру расплавления 750 - 790 С, является индикатором температуры. По мере расплавления она покрывает место сварки тонким слоем. [52]

Так, при соотношении ки-ед & реда и ацетилена в смеси 1 0 - 1 2 можно получить нормальное или, как часто его называют, нейтральное пламя . Нормальное пламя является восстановительным в отношении к свободной закиси железа и в зоне наплавления ограничивает эти поверхности от окисления. [54]

В то же время чрезмерное науглероживание ведет к образованию трещин в сварном шве, которые легко появляются при изгибе на 90, в то время как сварка нейтральным пламенем позволяет легко, без трещин, изгибать листы на 180 и образцы при этом не подвержены межкристаллитной коррозии. При атомно-водородной сварке стали типа 18 - 8 с ниобием рекомендуется содержание кремния - 0 5 %, причем сварку производят без присадочной проволоки. Из сравнения свариваемости ниобийсодержащих сталей типа 18 - 8 с титансодержащими электродуговой сваркой, в которой применялись присадочная проволока типа 18 - 8 с ниобием, видна незначительная разница в качестве сварных швов. [55]

Ремонт резака после его разборки и осмотра сводится к следующему: проверяется головка резака и при значительном износе заменяется новой; трубки, имеющие повреждения, заменяются новыми и запаиваются меднофосфористым припоем: производится замер внутреннего диаметра смесительной камеры ( диаметры кавалов инжекторов должны быть равны 0 6 - 0 8 мм); подобранный комплект деталей резака промывается четыреххлористым углеродом либо чистым авиационным бензином; собранный резак подвергается испытанию в работе и регулировке для получения нейтрального пламени ; пускается струя режущего кислорода и проверяется, находится ли она в центре подогревающего пламени и имеет ли форму конуса. [57]

Для сварки бронзы применяется присадочный металл такого же состава, что и основной металл. Сварка производится нейтральным пламенем . [58]

Газовой сваркой хорошо свариваются малоуглеродистые и низколегированные стали. Сварка ведется нейтральным пламенем ; не допускается перегрев, понижающий прочность шва. Присадочным материалом является стальная проволока с содержанием 0 1 % С. [59]

Для понижения температуры плавления и растворения этих окислов применяют флюсы из хлористых солей. Сварку ведут нейтральным пламенем с повышенной скоростью движения горелки. Горелку следует держать под малым углом наклона к поверхности металла. Для предотвращения разъедания шва щелочными флюсами после сварки шов промывают слабым раствором серной и азотной кислоты. В целях улучшения механических свойств шва деталь подвергают нагреву до температуры 300 - 350 и затем медленно охлаждают. [60]

Кислородно-ацетиленовая сварка

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
кузовной ремонт , покраска авто , устранение царапин , лакокрасочное покрытие

Данный вид сварки также является разновидностью соединения при расплавлении металла. Ацетилен и кислород предварительно смешиваются в камере, и смесь воспламеняется при выходе из мундштука горелки. Данный источник создает температуру около 3000 0 С , за счет чего происходит расплавление сварочного стержня и металла соединяемых деталей. Поскольку при данном виде сварки тепло распространяется на прилегающие к соединению участки, происходит ослабление жесткости панелей. Поэтому данный вид сварки не применяется при изготовлении автомобилей и в большинстве случаев не рекомендуется к использованию при проведении кузовного ремонта. Оборудование для данного вида сварки применяется при необходимости создания высокой температуры для восстановления кузова, пострадавшего в результате аварии (пайка, резка металла и снятие лакокрасочного покрытия).

Оборудование для кислородно-ацетиленовой сварки

Установка для кислородно-ацетиленовой газосварки состоит из горелки, газового редуктора, кислородного и ацетиленового баллонов и соединительных шлангов.

Стальной баллон заполнен кислородом под давлением приблизительно 150 атм. Как правило, кислородный баллон имеет черную окраску.

В другом баллоне содержится карбид кальция, древесный уголь, пемза или другой пористый материал, который пропитывается растворенным в ацетоне ацетиленом. Сжижение ацетилена происходит под давлением 15 атм. при температуре ниже 15 0 С. Как правило, ацетиленовый баллон окрашен в коричневый цвет.

Благодаря наличию газового редуктора происходит снижение давления газов, а также обеспечивается поддержание постоянной подачи.

Типовая установка для кислородно-ацетиленовой сварки

Конструкция сварочной горелки

Давление кислорода обычно составляет от 1 до 5 атм., в то время как давление ацетилена, как правило, является более низким, и лежит в диапазоне от 0.1 до 0.3 атм.

В горелке происходит смешивание в определенной пропорции кислорода и ацетилена, которые поступают из баллонов, а также генерация пламени, при котором происходит расплавление листовой стали. Существует два основных типа газосварочных горелок: сварочные горелки и резаки.

Сварочная горелка обычно состоит из рукоятки, смесительной камеры и сменного мундштука. Иногда смесительная камера и мундштук представляют собой единый элемент. На рукоятке горелки имеются резьбовые соединители для подключения шлангов подачи кислорода и ацетилена, а также регуляторы интенсивности подачи газов, с помощью которых выполняется формирование языка пламени и отсечение подачи. При обращении с горелкой, изготовленной из меди, следует проявлять осторожность, так как ее легко повредить. Не прилагайте чрезмерное усилие при затяжке клапанов подачи газа, а также проявляйте исключительную осторожность при замене мундштука. Не допускайте повреждения поверхностей сопряжения мундштука со смесительной камерой и рукояткой.

Резак состоит из трубки подачи кислорода и контрольного клапана высокого давления. Кислород подается через центральное и окружающие отверстия. Наружные отверстия служат для подачи кислорода в режиме предварительного прогрева.

Типы пламени кислородно-ацетиленовой горелки

Структура пламени, образующегося в результате смешивания и сгорания ацетилена и кислорода, изменяется в зависимости от соотношения составляющих смеси. Существует три типа пламени кислородно-ацетиленовой горелки: нейтральное, ацетиленовое и кислородное.

Нейтральное пламя

Данная структура пламени формируется при равном соотношении кислорода и ацетилена. Внешне такое сгорание проявляется как яркий светлый язык пламени, окруженным голубым ореолом. В данном режиме рекомендуется выполнять сваривание большинства конструкционных материалов.

Ацетиленовое пламя

Данный тип пламени формируется при небольшом избытке ацетилена в горючей смеси. Конус углеродного пламени имеет три участка. Внутренний язык пламени и наружный ореол имеют такую же структуру, как при нейтральном пламени, но между этими участками имеется промежуточный светлый конус ацетилена.

Структура пламени кислородно-ацетиленовой горелки

Длина ацетиленового конуса изменяется в зависимости от избытка ацетилена в горючей смеси. Для получения пламени, соответствующего двойному избытку ацетилена, следует создать объемное соотношение газов 1 к 1.4. Режим, когда пламя имеет углеродную структуру, используется при сварке деталей из алюминиевых, никелевых и других сплавов.

Кислородное пламя

Данный тип пламени формируется при небольшом избытке кислорода в горючей смеси. По внешнему виду кислородное пламя сходно с нейтральным, однако оно имеет более короткий ацетиленовый конус, с более насыщенным синим оттенком, чем у конуса нейтрального пламени. Ореол кислородного пламени также короче ореола нейтральной структуры, и не имеет таких четких границ. Обычно при расплавлении таким пламенем происходит окисление металла, поэтому данный режим не применяется при сварке.

Регулировка пламени сварочной горелки

Как отмечено выше, данный тип сварки не используется широко при выполнении кузовного ремонта современных автомобилей, однако кислородно-ацетиленовое оборудование применяется для сжигания краски, а также при выполнении пайки.

1. Установите на горелку соответствующий мундштук. Следует использовать стандартные мундштуки, применяемые при сварке листового металла (диаметр выходного отверстия мундштука различается в зависимости от конструкции горелки).

2. Выполните соответствующую регулировку кислородного и ацетиленового редуктора (кислород подается под давлением от 1 до 5 атм., а ацетилен – от 0.1 до 0.3 атм.).

3. Откройте ацетиленовый вентиль, повернув его приблизительно на 1/2 оборота, и подожгите газ. Продолжайте открывать вентиль до исчезновения копоти и появления красновато-желтого пламени. Начните медленно открывать кислородный вентиль, придавая центральному конусу пламени четкие очертания. Полученное пламя является нейтральным, и применяется при сваривании стальных деталей.

4. При увеличении подачи ацетилена или при уменьшении подачи кислорода структура пламени приближается к ацетиленовой.

5. При увеличении подачи кислорода или при уменьшении подачи ацетилена структура пламени приближается к кислородной.

Примечание:
другой способ поджигания пламени заключается в предварительном открытии кислородного и ацетиленового клапана (при повороте приблизительно на 1/4 оборота) и последующем воспламенении смеси. При использовании данного метода снижается образование копоти, однако для выполнения такого воспламенения необходимо наличие определенного навыка. Следует отметить, что если после открытия обоих вентилей не произойдет немедленного воспламенения, то при последующем поднесении огня к мундштуку раздастся хлопок.

Регулировка пламени резака

Кислородно-ацетиленовая установка с резаком иногда применяется в ходе кузовного ремонта для вырезания поврежденных панелей. Пламя резака регулируется следующим образом.

1. Установите кислородный и ацетиленовый вентиль так, чтобы сформировалось нейтральное пламя.

2. Медленно открывайте вентиль подачи кислорода для предварительного разогрева, до приобретения пламенем кислородной структуры. При использовании такого пламени расплавившийся металл не остается на разрезаемой панели, что позволяет получить чистые кромки.

Резание толстых панелей

3. Разогрейте докрасна участок кузовной детали. Непосредственно перед началом расплавления металла следует открыть вентиль подачи кислорода под высоким давлением и разрезать панель. При перемещении резака следует осуществлять визуальный контроль над процессом плавления и разрезания металла. Данный метод также используется при разрезании тонких панелей, имеющих многослойное соединение внахлест, или при разрезании лонжеронов рамных конструкций, даже если в этих элементах имеются внутренние усилители жесткости.

Резание тонких панелей

4 Раскалите докрасна небольшое пятно на поверхности разрезаемой панели. Непосредственно перед началом расплавления металла следует открыть вентиль подачи кислорода под высоким давлением и разрезать панель, наклонив при этом резак в направлении резания. Наклон резака при резании тонких панелей обеспечивает формирование чистых кромок и быстроту реза (при этом предотвращается коробление панелей).

Примечание:
после окончания резания следует перекрыть подачу кислорода под высоким давлением, которая применяется при резании, и удалить резак от панелей. Это необходимо выполнить для предотвращения проникновения искр в мундштук, что, в свою очередь, может повлечь воспламенение смеси в рукоятке резака (иногда из-за этого происходит расплавление рукоятки).

Отклонение структуры пламени от нормы

Неблагоприятные процессы, возникающие при сваривании (например, перегрев мундштука, засорение каналов окалиной или неравномерность подачи газов), оказывают влияние на структуру пламени. Необходимо постоянно осуществлять визуальный контроль над пламенем горелки. Виды отклонения структуры пламени от нормы и причины его возникновения приведены в следующей таблице.

Газовая сварка. Справочник

При газовой сварке расплавление основного и присадочного металла осуществляется в результате использования тепла, которое выделяется при сгорании в атмосфере кислорода горючих газов, паров бензина или керосина в специальных горелках. Регулируя соотношение горючих веществ и кислорода, можно получить различные виды пламени: нормальное (восстановительное), окислительное и науглероживающее, и за счет этого выполнять сварку без дополнительных покрытий или флюсов. Газовую сварку применяют, главным образом, при небольших объемах работ, изготовлении тонкостенных изделий, трубопроводных и сантехнических работах и т.д.

1. Газы для газопламенной обработки, их свойства и условия хранения

Для сварки используют горючие вещества, свойства которых приведены в табл. 1, а возможности их использования при сварке различных материалов — в табл. 2.

Наибольшая температура достигается при сгорании газов в атмосфере кислорода — газообразного 1, 2, 3 сорта согласно ГОСТ 5583-78 и жидкого 1 и 2 сорта по ГОСТ 6331-78.

Таблица 1. Свойства горючих газов, их заменителей, кислорода и условия их хранения

*1 При подогревании смеси.

Таблица 2. Возможность использования различных горючих веществ для газовой сварки материалов

  1. «+», «–», «±» — использование данного горючего газа целесообразно, нецелесообразно и ограничено соответственно.
  2. Для сварки используется осветительный керосин. При работе на тракторном керосине сварочная аппаратура забивается смолистыми веществами.

2. Оборудование и аппаратура для сварки

Основным инструментом газосварщика является сварочная горелка — устройство для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и создания сварочного пламени (табл. 3). Технические характеристики безынжекторных и инжекторных горелок согласно ГОСТ 1077-79 приведены в табл. 4 и 5, сварочных горелок, работающих на газах (заменителях ацетилена), — в табл. 6.

Кроме того, практикуется использование специальных комплектов для сварочных и резательных работ (табл. 7).

Таблица 3. Технические характеристики универсальных ацетилено-кислородных горелок

*1 Горелка типа Г1 — безынжекторные, остальных типов — инжекторные.

*2 Горелка ГС-4 предназначена для подогрева. Конструкция горелки Г2-04 подобна конструкции ранее выпускающимся горелкам Г2-02, «Звездочка», «Малютка».

Таблица 4. Техническая характеристика безынжекторных горелок типа Г1

Таблица 5. Технические характеристики инжекторных горелок

Таблица 6. Технические характеристики горелок сварочных на газах — заменителях ацетилена

*Горелка ГЗУ-3 универсальная; ГЗУ-4 — для сварки чугуна и цветных металлов (кроме меди), а также наплавки, пайки, нагрева; ГД-Д1 — газовоздушная горелка с максимальной температурой нагрева до 700 о С, массой 0,35 кг.

Таблица 7. Газосварочные комплекты

Примечание. В состав комплекта КГС-1-72 входят горелка Г2-04 и резак вставной РГМ-70, комплекта КГС-2А — горелка Г3-03 и резак вставной РГС-70. В оба комплекта входят сменные наконечники, мундштуки и футляр.

Для питания горелок ацетиленом используют как баллонный, так и газ передвижных генераторов (табл. 8). В зависимости от размеров кусков карбида кальция выход ацетилена составляет 210…375 л/ч при времени разложения 5…13 мин.

Таблица 8. Технические характеристики передвижных генераторов ацетилена

В стационарных условиях пользуются специальными газоразборными постами (табл. 9).

Таблица 9. Технические характеристики газоразборных постов

Сварка с использованием флюса выполняется с помощью специального поста УФП-1, который осуществляет подачу в пламя горелки паров флюса БМ-1, при сгорании которых образуется флюсовое вещество — оксид бора.

Пост УФП-1 включает газораздаточные посты ПГУ-5 и ПГК-10, флюсопитатель ФГФ-3, осушитель ацетилена ОАФ-3, экономизатор и рукава. Наибольший расход кислорода и ацетилена — 3,2 м 3 /ч, флюса — 30…100 г на 1 м 3 горючего газа, емкость резервуара флюсопитателя — 5,2 л, масса силикагеля в осушителе — 5,3 кг.

Для мелких работ используют переносные установки, например ПГУ-3 (табл. 10).

Таблица 10. Технические характеристики переносной установки ПГУ-3 для сварки, пайки и резки металлов

К баллону присоединяется редуктор для снижения давления газа до рабочего значения; его тип выбирается в зависимости от заданного расхода газа (табл. 11, 12).

Таблица 11. Характеристики редукторов для малых расходов газа (для сварки горелкой ГС-1 с наконечником 000,00,0)

Таблица 12. Характеристики редукторов для газопламенной обработки

Примечание. Цифра в обозначении типоразмера — наибольшая пропускная способность (м 3 /ч) при наибольшем рабочем давлении. Первая буква — назначение редуктора: Б — баллонный, С — сетевой, Р — рамповый, Ц — центральный (магистральный), У — универсальный высокого давления. Вторая буква — редуцируемый газ: К — кислород, А — ацетилен. П — пропан, В — воздух, М — метан. Третья буква — код числа ступеней редуцирования и способа задачи рабочего давления: О — одноступенчатый с пружинным заданием, З — одноступенчатый со специальным задатчиком, Н — одноступенчатый с заданием рабочего давления от специальных пневмокамер, Д — двухступенчатый.

Газы из баллона подаются к резаку по специальным рукавам(табл. 13.), на их пути после редуктора устанавливают предохранительные устройства для зашиты сварочных постов — постовые затворы (наиболее компактным и надежным из них является ЗСУ-1) и обратные клапаны (табл. 14). Последние используют при работе на газах — заменителях ацетилена АЗС-1, АЗС-3 и для горючих жидкостей ЛКО-1.

Обратные клапаны типа ЛЗС и жидкостные предохранительные затворы — защитные устройства гравитационного действия, они должны устанавливаться строго вертикально, а обратный клапан ЛКО присоединяться к рукоятке керосинореза.

Таблица 13. Рукава для газовой сварки и резки (ГОСТ 9356-75)

Пламегасители (табл. 14) устанавливаются на входных штуцерах рычагов, горелок, напыляющих устройств стационарных машин и установок для газопламенной обработки и служат препятствием для попадания обратного удара пламени в рукав, соединяющий огневую аппаратуру с предохранительным устройством (основным затвором или газовым коллектором газопотребляющего агрегата).

Таблица 14. Технические характеристики предохранительных устройств

3. Материалы и технология сварки сталей

Ниже перечислены основные параметры режима газовой сварки.

  1. Тепловая мощность сварочного пламени определяется расходом ацетилена, который проходит через горелку за один час и регулируется сменными наконечниками горелки; мощность можно подсчитать по формуле: QА= А s, где QА — расход ацетилена, л/ч; s — толщина металла, мм; А — эмпирический коэффициент: для углеродистых сталей А = 100…130, для меди А = 150…200, для алюминия А = 100…150. Мощность горелки при правом способе сварки выбирают из расчета 120…150 л/час ацетилена, а при левом —100…130 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
  2. Способ сварки — правый и левый. При правом способе сварку ведут слева направо, пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Этот способ обеспечивает лучшую защиту сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большую глубину провара, замедленное охлаждение металла шва; производительность выше на 20…25 %, а расход газа на 15…20 % меньше. При левом способе сварку ведут справа налево, пламя направляют на еще незаваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При этом сварщик лучше видит свариваемый металл: предварительный подогрев кромок способствует хорошему перемешиванию сварочной ванны. Применяется для сварки тонколистовых и легкоплавких металлов.
  3. Вид пламени зависит от соотношения β = vO2 : vC2 H2. Для нормального пламени β = 1…1,3; для окислительного пламени β > 1,3; для науглероживающего пламени β < 1,1. Газосварщик устанавливает и регулирует вид пламени на глаз. Нормальным пламенем сваривают большинство сталей, окислительным пользуются при сварке латуни, науглероживающим сваривают чугун.
  4. Марка и диаметр присадочной проволоки. Марка проволоки должна соответствовать составу свариваемого металла; диаметр ее выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При правом способе d = s/2, но не более 6 мм, при левом способе d = s/2 + 1, где s — толщина металла.
  5. Скорость нагрева регулируется сменой угла наклона мундштука к поверхности металла Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона.
  6. Манипулирование концом мундштука горелки — поперечное и продольное; основным является продольное, поперечное движение служит для прогрева кромок основного металла и получения шва необходимой ширины.
  7. Флюс применяется для защиты расплавленного металла от окисления и удаления из него оксидов и вводится различными способами: подсыпают совком, приготавливают пасты и наносят на кромки деталей и присадочную проволоку, вводят непосредственно в сварочное пламя через горелку в порошкообразном или газообразном виде. В качестве флюсов используют борную кислоту, оксиды и соли бария, калия, лития и др.

Газовой сваркой можно выполнять все виды сварных швов во всех пространственных положениях. Параметры подготовки кромок стыковых швов приведены в табл. 15. Технологические рекомендации относительно сварки сталей приведены в табл. 16.

Таблица 15. Подготовка кромок при сварке стыковых швов

Таблица 16. Технологические параметры сварки сталей

Аустенитные хромоникелевые стали сваривают быстро, без подогрева, околошовную зону защищают мокрым асбестом. Сразу после сварки необходимо охлаждение водой или сжатым воздухом.

Качество соединений удовлетворительное при толщине стали до 2 мм. Стали типа Х13 сваривают с местным подогревом до 200… 250 °С (тонкий лист — левым способом, более толстый — только правым).

Примечания. 1. Высокоуглеродистые стали сваривают нормальным или слабонауглероживающим пламенем, остальные стали — нормальным пламенем. 2. Диаметр проволоки при сварке сталей толщиной до 15 мм равен половине толщины стали для правого способа и половине толщины плюс 1 мм — для левого. Сталь толщиной более 15 мм сваривают проволокой диаметром 6…8 мм.

4. Технология сварки чугуна и цветных металлов и сплавов

Несмотря на высокую трудоемкость, низкую производительность и тяжелые условия труда, это весьма эффективный способ сварки чугуна вследствие «мягкого» введения тепловой мощности в основной металл. Области применения этого способа зависят от характера дефектов и требований к качеству наплавленного металла (табл. 17). Присадочным металлом служат чугунные прутки (см. табл. 15, 18) в сочетании с флюсами разных марок (табл. 19). Сварка выполняется нормальным пламенем с предварительным подогревом детали до температуры 650 о С на режиме, приведенном в табл. 20.

Таблица 17. Области применения различных способов сварки чугуна

Примечание. При пайко-сварке основной металл не доводится до расплавления.

Таблица 18. Марка и назначение чугунных прутков

Примечание. Размеры прутков всех марок, мм: диаметр 6…(8…16); длина 350…450.

Таблица 19. Составы флюсов для сварки и пайко-сварки чугуна, %

Примечание. Назначение флюсов: ФСЧ-1 — газовая сварка, ФСЧ-2 — пайко-сварка чугуном, ФПСН-1 — пайко-сварка бескремнистыми латунями, ФПСН-2 — пайко-сварка кремнистыми латунями и сплавом ЛОМНА, МАФ-1 — пайко-сварка чугуном и сплавами на медной основе, БМ-1 — газообразный флюс для газовой сварки.

Таблица 20. Технологические параметры горячей газовой сварки чугуна

Наконечник ацетиленовой горелки:
площадь дефекта, см 2 До 5 5…25 Свыше 25
номер наконечника 5 6 7 и 8
Присадочный пруток:
площадь дефекта, см 2 До 20 20…60 Свыше 60
диаметр прутка, мм 6…8 10…12 14…16
Пламя Нормальное
Температура предварительного подогрева, общего или частичного 650 о С

Сначала подогревают основной металл вокруг дефекта до светло-красного цвета, затем оплавляют поверхность разделки и ванным способом заполняют ее присадочным металлом, погружая его во флюс.

Охлаждение замедленное: отвести горелку на 50…100 мм, задержать 1…2 мин, потом закрыть деталь асбестом и горячим песком или загрузить ее в печь, нагретую до 650…750 °С и вместе с ней охладить.

При пайке-сварке процесс ведут нормальным пламенем на 4-м и 5-м номере наконечника горелки, не расплавляя основного металла. Присадочным материалом служат стандартные латунные прутки (см. табл. 6), а в качестве флюса применяют марки ФПСН-1, ФПСН-2, МАФ-1. При этом максимальная температура нагрева основного металла должна быть не более 850…950 °С, индикатором ее достижения является расплавление флюса. Кромки засыпают флюсом и облуживают участками, натирая прутком латуни. Затем в горячей зоне пламени расплавляют присадочный металл и заполняют разделку, а горячий металл проковывают.

Медь и ее сплавы сваривают, в основном, ацетилено-кислородным пламенем, газы-заменители используют только для сварки металлов малой толщины. Мощность пламени сварки увеличивают почти вдвое по сравнению с пламенем сварки стали, металлы большой толщины сваривают двумя или тремя горелками одновременно (две из них служат для подогрева) одним слоем с максимальной скоростью во избежание роста зерна и образования пор. Медь и бронзу сваривают нормальным пламенем, а латунь — окислительным для снижения растворения водорода в жидком металле и уменьшения интенсивности испарения цинка.

В качестве присадки используют медную проволоку с 0,2 % фосфора, иногда с 0,15…0,3 % кремния, выступающими в роли раскислителей. При сварке медных сплавов, в состав которых входят активные раскислители (А1, Si, Мn), можно использовать присадку того же состава. В качестве флюса применяют составы на основе буры и борной кислоты. Диаметр присадки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм 1,5 1,5…2,5 2,5…4 4…8 8…15 15
Диаметр присадки, мм 1,5 2 3 4…5 6 8

Медь толщиной до 3 мм сваривают без разделки кромок с зазором до 1 мм. Если металлы большой толщины, то выполняют V-образную разделку с углом 60…70 о , притуплением 1,5 мм и зазором не более 1,5 мм. Пламя горелки направляют под прямым углом к свариваемым деталям, расстояние от ядра до поверхности не более 5…6 мм. Сварку ведут левым способом без остановок. После окончания для получения мелкозернистой пластичной структуры рекомендуется проковка. Изделие из латуни и бронзы рекомендуют после сварки подвергнуть отжигу при температурах 600…700 о С и 500…600 о С соответственно.

Никель и его сплавы сваривают, используя нормальное или слегка восстановительное пламя при расходе ацетилена 120…130 л/мин на 1 мм толщины.

В качестве присадки применяют никелевую проволоку, легированную 3 % марганца. Флюсом служит как чистая бура, так и многокомпонентный флюс (30 % буры, 50 % борной кислоты, 10 % NaCl, 10 % KCl). Сварку нихрома выполняют быстро, без перерывов, мощность пламени 50…70 л/ч на 1 мм толщины в сочетании с многокомпонентным флюсом, приведенным выше. После сварки для увеличения пластичности и вязкости сварного соединения рекомендуется проводить нормализацию при температуре 825…900 о С.

Свинец сваривают нормальным пламенем при расходе ацетилена 50… 100 л/ч. В качестве присадки используют круглые свинцовые прутки или «лапшу», нарезанную из листов длиной не более 400 мм. Диаметр присадки зависит от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм 3 6 8 10…12
Диаметр присадки, мм 0,8…1,2 1,5…2 2,5…3 4…8

Металл толщиной до 4 мм сваривают без разделки и зазора, металл большей толщины разделывают под углом 60…90 о без зазора. В качестве флюса используют смесь стеарина с канифолью, им натирают кромки листов и поверхность присадочных прутков. При толщине листов более 2 мм сварку ведут несколькими слоями левым способом. В многопроходных швах первый шов выполняют без присадки.

Сварка алюминия и его сплавов выполняется после сложной предварительной подготовки (см. в § 4). Сварку ведут нормальным пламенем с расходом ацетилена 100 л/ч на 1 мм толщины металла. Номер наконечника и диаметр присадки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм 1…1,5 2…4 4…6 7…9 10…12 14…16
Номер наконечника 1 2 3 4 5 6
Диаметр присадки, мм 1,5…2 2…3 3…4 4…4,5 4,5…5,5 5…5,5

Сварку чистого алюминия ведут проволокой марки Св-АВ00, сплавов AMг, АМц — проволокой АМГ3, АМГ5, литейных сплавов — проволокой марок СвАК3, СвАК5. В качестве флюса применяют марку АФ-4 а состоящего из хлористых и фтористых солей калия, натрия и лития. Сварку ведут левым способом, металл толщиной до 4 мм сваривают за один проход, более толстый — несколькими проходами с общим или местным предварительным подогревом до 250…300 о С. После сварки остатки флюса удаляют, промывая швы и околошовную зону теплой или слегка подкисленной водой (2 %-ным раствором хромовой кислоты). При заварке дефектов силуминового литья нужен предварительный подогрев до 300 о С и последующий отжиг изделия.

Виды сварочного пламени

Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150°С) и обеспечивает концентрированный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетилена в настоящее время получили широкое распространение (особенно при резке металлов) газы-заменители ацетилена - пропан-бутан, метан, природный и городской газы.

От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени.

Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена - 1,1-1,2, природного газа - 1,5-1,6, пропана - 3,5.

Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны:

Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду.

При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла, пламя перемещается по направлению движения струи газовой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от него. Газ в струе должен прогреваться до температуры воспламенения, ацетилен воспламеняется при температуре 450-500°С, а газы-заменители - 550-650°С. Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей длиннее, чем при сгорании ацетилена.

а - окислительное, б - нормальное, в - науглероживающее; 1 - ядро, 2 - восстановительная зона, 3 - факел

Рисунок 1 - Виды сварочного пламени

Процесс сгорания ацетилена в кислороде можно условно разделить на две стадии. Сначала под влиянием нагрева происходит распад ацетилена на элементы: С2Н2=2С+Н2. Затем происходит первая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода смеси по реакции 2С+Н2+O2=2СО+Н2. Вторая стадия горения протекает за счет кислорода воздуха: 2СО+Н2+1,5O2=2СO22O. Процесс горения горючего газа в кислороде экзотермичен, т.е. идет с выделением теплоты.

Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси - его длину.

Площадь поперечного сечения канала мундштука горелки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла. Сварочное пламя не должно быть слишком "мягким" или "жестким". Мягкое пламя склонно к обратным ударам и хлопкам, жесткое - способно выдувать расплавленный металл из сварочной ванны. При увеличении давления кислорода скорость истечения горючей смеси увеличивается и ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении скорости истечения ядро укорачивается. С увеличением номера мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра достигает 1000°С.

Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от него. Длина ее зависит от номера мундштука и достигает 20 мм. Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена - оксид углерода и водорода. Она называется восстановительной, так как оксид углерода и водорода раскисляют расплавленный металл, отнимая кислород от его оксидов. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов получается без пор газовых и шлаковых включений. Этой зоной пламени выполняю сварку и поэтому ее называют рабочей. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру (3140°С) в точке, отстоящей на 3-6 мм от конца ядра.

Зона полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит из углекислого газа, паров воды и газа, которые образуются в пламени при сгорании оксида углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура восстановительной, и колеблется от 1200 до 2520°С.

В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее. Нормальное пламя теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода подают несколько больше от 1,1 до 1,3 объема ацетилена.

Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.

Окислительное пламя получается при избытке кислорода, при подаче в горелку на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, становится с менее резкими очертаниями и приобретает более бледную окраску. Сокращаются по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя приобретает синевато-фиолетовую окраску. Пламя горит с шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше нормального, однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за наличия в пламени избытка кислорода. Избыток кислорода приводит к окислению металла шва, шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при газовой сварке латуни и пайке твердыми припоями.

Науглероживающее пламя получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как в нем ощущается недостаток кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена. Находящийся в пламени избыточный углерод легко поглощается расплавленным металлом и ухудшает качество металла шва. Температура науглероживающего пламени ниже, чем нормального и окислительного. Уменьшая подачу ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на конце ядра, ацетиленовое пламя превращается в нормальное. Слегка науглероживающее пламя применяют для сварки чугуна и при наплавке твердыми сплавами.

Характер сварочного пламени сварщик определяет на глаз по форме и окраске пламени. При регулировании пламени необходимо обращать внимание на правильность подбора расхода горючего газа и кислорода.

Вытекающая из мундштука горючая смесь оказывает механическое воздействие на расплавленный металл сварочной ванны и формирует валик шва. Жидкий металл отжимается к краям ванны. Характер формообразования металла зависит от угла наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла.

а - вертикальном, б - наклонном, в - схема перемещения жидкого металла в ванне

Рисунок 2 - Схема механического воздействия пламени на жидкий металл сварочный ванны при различных положениях мундштука

Давление газов оказывает влияние на жидкий металл, перемещая его к задней стенке сварочной ванны, образуя чешуйки шва. При большом давлении кислорода горючая смесь вытекает из мундштука с большой скоростью, пламя становится "жестким" и выдувает расплавленный металл из сварочной ванны, затрудняя тем самым сварку.

Качество наплавленного металла и прочность сварного шва зависят от состава пламени, поэтому во время газовой сварки сварщик должен следить за его характером, регулировать его состав в течение всего процесса сварки. Характер пламени подбирают в зависимости от свариваемого металла и его свойства. Для газовой сварки сталей требуется нормальное пламя, для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов - науглероживающее, для сварки латуни - окислительное пламя.

Читайте также: