Газове зварювання низьковуглецевої сталі

Найбільше застосування знаходять інжекторні зварювальні пальники, що працюють на ацетилені низького і середнього тиску.

Для нормальної роботи інжекторного пальника тиск кисню, що поступає в нього повинен бути 3-4 кгс/см2. Тиск ацетилену може бути значно нижчим – від 0, 01 до 0, 2 кгс/см2 (від 100 до 2000 мм рт. ст.).

 

 

Від вибору зварювальних матеріалів, знання їх властивостей, характеристик і особливостей залежить не тільки міцність і надійність трубопроводу, а виконання зварювально-монтажних робіт.

Ацетилен (хімічна формула С2Н2) є хімічним з’єднанням вуглецю з воднем. Це безколірний газ, що має різкий характерний запах. Ацетилен є вибухонебезпечним газом, особливо в суміші з чистим повітрям.

Широке розповсюдження отримав новий спосіб виробництва ацетилену – з природного газу (метану) термоокислюючим пиролізом його з киснем. Ацетилен легший за повітря – 1м3 ацетилену при 200С і атмосферному тиску важить 1, 09 кг.

Ацетилен отримують при розкладі карбіду кальція водою. Карбід кальція – це тверда речовина сірого кольору з об’ємною масою 2, 22 г/см3. Карбід кальцію отримують плавленням коксу і негашеної суміші в електричних дугових печах при температурі 1900-2300 0С.

При взаємодії з водою карбід кальцію, скоро розкладається, виділяючи газоподібний ацетилен і утворюючи в залишку гашену суміш, що є відходом.

Реакція розкладання карбіду кальція водою виконується за такою схемою:

Карбід кальцію жадібно впитує воду. Достатньо присутності парів води в повітрі, щоб карбід почав розкладатись і виділяти ацетилен.

Гази – замінники ацетилену. Крім ацетилену, при зварюванні і різанні металів можна використовувати також ряд других горючих газів і парів горючих рідин. Гази – замінники ацетилена: метан, пропан-бутан, водень, бензин, гас і інші. Взагалі гази дешевші ацетилену, але температура полум’я цих газів в суміші з киснем значно нижча.

Зварювальних дріт випускають в мотках (бухтах). Його вирівнюють і нарізають потрібної довжини. В більшості випадків при газовому зварюванні використовують присадочний дріт, близький за своїм хімічним складом до зварювального металу.

Поверхня дроту повинна бути гладкою і чистою, без слідів окалини, іржі, масла, краски і других забруднень. Температура плавлення дроту повинна бути рівна чи дещо нижча температури плавлення зварювального металу.

Дріт повинен плавитись спокійно і рівномірно, без сильного розбризкування і скипання, утворюючи при застиганні тісний однорідний наплавлений метал без сторонніх включень, пор, шлаків і інших дефектів. Діаметр присадочного дроту вибирають в залежності від товщини зварювального металу і методу зварювання. Перед зварюванням дріт слід випробувати на плавлення. Для цього беруть кусок дроту довжиною 300-500 мм і наплавляють валик довжиною до 100 мм на пластину з відповідного металу.

 

 

Газове зварювання виконують лівим або правим способом.

При правому способі зварювання, полум’я зварювального пальника направлене на шов, а процес зварювання ведеться зліва направо. Пальник переміщується спереду дроту зварювального, а формування зварного шва проходить згідно рисунку а.

 а) правий б) лівий

 

 

При лівому способі зварювання полум’я зварювального пальника направлено від шва, і процес зварювання ведеться зправа наліво. Пальник переміщується вслід за зварювальним дротом, і формування зварювального шва проводять по схемі рисунку 1.

Але потрібно відмітити, що зовнішній вигляд при лівому способі (в особливості при зварюванні металу малої товщини) краще, так як зварник при цьому способі добре бачить кромку застигаючої ванни і дякуючи цьому забезпечує рівномірну висоту і ширину валика.

Практика показує, що при зварюванні металу товщиною до 3 мм більш продуктивним є лівий спосіб, а при більшій товщині (в особливості при зварюванні із скосом кромок) – правий спосіб.

Дослідження газового зварювання сталей відносно великої товщини (5-12 мм) лівим і правим способом були встановлені слідуючи особливі способи зварювання:

Потужність полум’я повинна встановлюватись із розрахунку 150 л/год ацетилену на 1 мм товщини зварювального матеріалу.

Кут зрізу кромок при правому способі повинен бути приблизно на 10-150 менше, ніж при лівому способі, при чому пальник повинен переміщуватись поступово вздовж шва без поперечних коливань, зварювальним дротом необхідно проводити коливальні рухи, які сприяють кращому переміщуванню ванни і формуванні шва потрібної ширини.

Кут нахилу мундштука пальника при правому способі до поверхні виробу повинен бути на 10-200 більше, ніж при зварюванні лівим способом.

При дотриманні приведених вище умов продуктивність правого способу зварювання на 20-25% вища, а витрата газів на 15-20% менша, ніж при лівому способі зварювання.

Основними факторами, які визначають режими газового зварювання, крім швидкості зварювання, яка при ручному дуговому процесі може бути різною, є кут нахилу наконечника пальника, потужність полум’я і діаметр зварювального дроту. Нахил мундштука пальника до поверхні металу залежить в основному від товщини зварювальних листів і від теплофізичних властивостей металу. Чим більша товщина металу, тим більший кут нахилу мундштука пальника.

Потужність полум’я. Про потужність зварювального полум’я прийнято судити по годинній затраті пального газу. Потужність полум’я залежить від товщини металу і його теплофізичних властивостей. Чим більша товщина металу і чим вища його температура плавлення і теплопровідність,