Сварочная практика отчет 2

- 42 -

сварке толстолистовой стали и швов значительной длины длина прихваток может составлять 20...30 мм при расстоянии между ними 300...500 мм. Прихватки выполняются на тех же режимах, что и сварка. Во время сварки особое внимание необходимо обращать на тщательное проваривание участка прихватки во избежание непровара в этих местах.

4,2. Подготовка оборудования к работе.

—'При подготовке к работе оборудования необходимо убедиться в его исправности,. При подсоединении шлангов необходимо все резьбовые соединения затягивать ключом.,' Сборка и подсоединение горелок к шлангам также производятся с использованием соответствующих гаечных ключей. При зажигании горелки нужно немного приоткрыть вентиль кислорода, за-

тем открыть вентиль ацетилена и после кратковременной продувки зажечь смесь газов. Исправная горелка даёт нормальное и устойчивое,сварочное пламя. Если горение неровное, пламя гаснет или отрывается от мундштука и происходят обратные удары, необходимо отрегулировать и проверить все узлы горелки.

'Для проверки инжектора горелки к кислородному ниппелю подсоединяют шланг от кислородного редуктора. Пускают кислород в редуктор, открыв кислородный вентильУ Кислород, Проходя через инжектор, создаёт разрежение в ацетиленовых каналах горелки и в ацетиленовом ниппеле, которое можно Обнаружить, приставляя палец руки к ацтиленовому ниппелю. При наличии разрежения палец будет присасываться к ниппелю. . При отсутствии разрежения необходимо закрыть вёнтиль, отвернуть наконечник, вывернуть инжектор и проверить не засорено ли его отверстие. В случае засорения отверстие,прочищается, при этом необходимо проверить отверстия смесительной камеры и мундштука. Убедившись в их исправности, повторяют испытание на разрежение. Величина подсоса зависит также от зазора между концом инжектора и входом в смесительную камеру.Если зазор мал и разрежение в ацетиленовых каналах недостаточно, следует немного вывернуть инжектор из смесительной камеры.

{После зажигания пламени его регулируют ацетиленовым вентилем при полностью открытом кислородном,' При использовании любых газов, содержащих углеводороды, можно регулировать пламя по внешнему виду (Рис.4.1.). Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны (Рис. 4.13: ядро, восстановительную зону и факел. Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду. Скорость истечения для каждого газа подбирается такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки и не отрывалось от.него.

лена. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его появляется зелёный венчик, по которому судят об избытке ацетилена.

-46 -

:Повышение мощности, пламени приводит к повышению скорости сварки,

но одновременно возникает и опасность пережога металла, сильного натекания расплавленного металла на нагретые кромки стыка и расширения зоны термического влияния.; Поэтому мощность пламени можно увеличивать до определённых пределов. ~

Для получения одинаковой мощности пламени при использовании заменителей ацетилена необходимо применять мундштуки с большими размерами сопел | . •'

Рис. 4.4.

Углы наклона мундштука горелки (й) при сварке металла различной толщины (а) н способы перемещения мундштука горелки (б): 1 - с отрывом горелки; 2 - спиралеобразный; 3 - полуме-

сяцем; 4 - волнистый.

Скорость нагрева регулируется также изменением угла наклона (а) мундштука к поверхности свариваемого металла (Рис. 4.4.а). Угол наклона мундштука наконечника горелки к поверхности металла зависит от толщины свариваемых деталей и теплсфизических свойств металла. Чем толще металл, тем он должен быть больше (Рис. 4,4.а), поскольку при увеличении угла наклона улучшается теплопередача от пламени к металлу. В начале процесса сварки для лучшего прогрева металла устанавливают наибольший угол наклона, затем его уменьшают до 30... 40 град., а затем, когда кромки изделия сильно прогреваются, во избежание" пережога и для лучшего заполнения кратера его уменьшают еще больше.

При формировании сварного шва газосварщик концом мундштука одновременно совершает два вида движения: поперечное - перпендикулярно по отношению к оси шва и продольное - поступательное вдоль оси шва. В

сумме получается зигзагообразное движение (Рис. 4.4.6). Поперечное движение необходимо для равномерного прогрева кромок свариваемого метал-

- 47

ла, одновременного их расплавления и равномерного распределения присадочного металла. При зигзагообразном движении средняя зона пламени прогревает обе кромки на одинаковом расстоянии от оси шва. Зигзаги должны быть непрерывными, нельзя допускать прерывистого движения - это ведет ftокислению и образованию шлаковых включений. На рис. 4.4.6 показаны основные способы перемещения мундштука горелки по шву. Способ 1, при котором.пламя периодически отводится в сторону, не рекомендуется применять при газовой сварке, так как при этом возможно окисление расплавленного металла кислородом воздуха.При спиралеобразном движении горелки (способ 2) средняя зона пламени охватывает обе кромки. Го-

релкой описывают эллипсы, перекрывающие предыдущие витки. Этот способ, как и способ 3 (полумесяцем), рекомендуется при сварке металла средней толщины. Способ 4 рекомендуется при сварке тонких листов.

Сварку выполняют при непрерывном нагреве кромок металла пламенем горелки и подаче в зону горения присадочной проволоки. Присадочная проволока подаётся в горения сварки таким образом, чтобы её конец находился в восстановительной зоне пламени или в сварочной ванне. Присадочной проволокой можно совершать такие же колебательные движения, как мундштуком горелки, но в обратном направлении. Движения, выполняемые мундштуком горелки и концом присадочной проволоки в процессе сварки, зависят от положения шва в пространстве, толщины свариваемого металла, рода металла и размеров сварного шва.

В практике различают левый и правый способы сварки (Рис.4.5.). • При левом способе (Рис. 4.. 5. а и Рис. 4. 6. а) горелка и сварочная проволока двигаются справа налево. Угол наклона горелки (а) в этом слу-

чае составляет 30...40°. Сварочное пламя направляют на ещё не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают перед пламенем. В этом случае кромки будущего шва предварительно прогреваются, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны, но сам шов не защищен пламенем от воздействия воздуха. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому шов обычно имеет хороший внешний вид.

Левый способ применяют для сварки металлов толщиной до 5 мм, а также металлов с пониженной (по сравнению со сталью) температурой плавления.

Правым способом сварки называют такой способ, когда сварка производится слева направо (Рис.4.5.б и Рис.4.6.б). При правом способе пламя направляют на уже сваренную часть шва, а присадочная проволока перемещается вслед за горелкой. Угол а (Рис.4.5.б) при данном способе сварки составляет 340...150°. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедляется охлаждение металла шва в процессе кристаллизации, что также обеспечивает лучшее качество шва.

направление

сварки

Рис. 4.5.

Правый способ сварки обеспечивает повышенную производительность процесса при одновременном снижении удельного расхода газов за счет лучшего использования теплоты пламени. Однако внешний вид шва хуже, так как сварщик плохо ви/;ит его формирование.

Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной (ютео 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью.

Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при

Рис. 4.6.

Положение горелок и присадочной проволоки при поворотной сварке стыков труб: •

а - левым способом; б - правым способом.

правом способе на 20.. .25% выше, а расход газов на 15.. .20% меньше чем

при левом.

Мощность сварочной горелки для стали при правом способе выбирается из расчета 120... 150 дм3/ч ацетилена, а при левом - 100...130 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Диаметр сварочной проволоки (d,мм) выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (S,мм). Он определяется для левого способа как d*(S/2)+l. а для правого как d»S/2.

При сварке газами-заменителями ацетилена в качестве горючего газа используется проран-бутан. Для сварки низкоуглеродистой стали в качестве присадочной проволоки используют марганцово-кремнистую сварочную проволоку Св-12ГС или Св-08ГС. Диаметр присадочной проволоки берется на 1 мм больше половины толщины свариваемого металла. Присадочный пруток наклоняют»к поверхности свариваемого металла на 35.,.40 \ градусов.

Коэффициент замены ацетилена пропан-бутаном Y • 0,6 при сварке стали. Соотношение кислорода и пропан-бутана в пламени е = 3,5...4.

Сварку с применением сжиженных газов можно вести во всех пространственных положениях. Сварку производят специальными или ацетиле- но-кислородными горелками. Для получения пламени нормальной . мощности наконечник горелки выбирают на два номера больше, чем при ацетиле- но-кислородной сварке.

Сварку городским газом производят горелкой ГЗУ с применением присадочной проволоки Св-12ГС. Сварка ведется окислительным пламенем. Мощность сварочного пламени для сварки стали выбирается из расчета 180 дмЗ/ч на 1мм толщины свариваемого металла. Прочность сварного соединения ниже, чем при сварке ацетиленом.

ложении каждого участка предыдущий участок перекрывают на 10...12 мм в

зависимости от толщины свариваемого металла.

Прихватки применяются для сохранения постоянного зазора между соединяемыми деталями. Стыковые швы можно сваривать и без прихваток, в этом случае для сохранения постоянного зазора в процессе сварки листы укладывают так, чтобы они образовывали между собой небольшой угол. По мере сварки листы стягиваются за счет поперечной усадки шва и, таким образом, величина зазора остается постоянной по всей длине шва. От правильной и тщательной подготовки и сборки деталей под сварку во многом зависит качество, внешний вид сварочного соединения, его надежность и прочность.

При большой толщине металла применяется многослойное заполнение сварных швов. При этом шов заполняется в несколько слоев. Многослойная сварка имеет ряд преимуществ перед однослойной - дает меньшую зону

жести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны. Кроме того, наблюдение за сваркой нижнего шва наиболее удобно. Нижние ивы сваривают как левым, так и правым способами- в зависимости от толщины сварива-

- 51 -

смого металла.

Сварку металла толщиной менее 3 мм с отбортсвкой кромок производят без присадочного металла, горелке придают спиралеобразное или колебательное движение. При сварке встык металла малой толщины применяют способ, основанный на последовательном образовании сварочных ванночек и периодическом введении в расплавленный металл присадочной проволоки.

При этом каждая последующая ванночка перекрывает предыдущую на 1/3 ее диаметра. Этот способ иногда называют "сварка каплями".

При сварке угловых швов пламя и конец присадочной проволоки перемещают так.же,но задержка их по краям шва больше.

Сварку в наклонном положении чаще выполняют методом "снизу вверх". При этом мундштук горелки располагают под углом 45° к оси шва, ему сообщают спиралеобразные или зигзагообразные движения. Сварку ведут небольшими участками во избежании стекания жидкого,металла из зоны сварочной ванны.

Рис. 4. 8.

Схема наложениявертикальныхв«да швов. сверху вниз; б, в - снизу

W i U S g U T : г " с х е м а с в а р к \

Вертикальные швы сваривает при малых толщинах сверху вниз - прапым способом (Рис. 4.8. а) и левым способом - снизу вверх (Рис. 4.8. б, в). При сварке металла толщиной 2... 20 мм вертикальные швы целесообразно выполнять способом двойного валика (Рис. 4.8. г). В этом случае скоса кромок не делают и свариваемые детали устанавливают с зазором, равным половине толщины свариваемого металла. Процесс ведется снизу вверх.

При толщинах более б мм сварку выполняют двумя сварщиками. При этом способе в нижней части стыка проплавляется сквозное отверстие. Пламя, располагаясь в этом отверстии и постепенно поднимаясь снизу вверх, оплавляет верхнюю часть отверстия. Шов формируется на всю толщину, а усиление получается с обеих сторон стыка. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой

~ 52 -

металла на нижнюю сторону отверстия и так до полного выполнения шва. Горизонтальные швы (Рис.4.9.а), при сварке которых металл стре-

мится стечь на нижнюю крошу, сваривают правым способом, держа конец проволоки сверху, а мундштук горелки снизу ванны. Сварочная ванна располагается под некоторым углом к оси шва, что облегчает формирование шва и удерживание жидкого металла от стекания.

Наибольшие трудности возникают при сварке потолочных швов. При

каждого слоя. При левом способе сварки образуются значительные натеки

металла и валик плохо формируется.

5.Особенности газовой сварки разданных материалов.

5.1.Сварка углеродистых сталей.

Пламя газовой горелки обладает относительно невысокой плотностью энергии (5*104 Вт/см2)по сравнению с электрической дугой (1*105Вт/см2) при достаточно большой площади пятна нагрева (10"г см2) по сравнению с электрической дугой (10"4 см2). По этой причине разогрев изделия при газовой сварке происходит.достаточно медленно, а площадь нагрева становится достаточно большой. Всё это приводит к заметному увеличению зоны

термического влияния.

Низкоуглеродистые стали (с содержанием углерода до 0,25%) свариваются газовой сваркой без особых затруднений. Сварку ведут нормальным пламенем и, как правило, без флюса. ч

Наконечник горелки при левом способе сварки выбирают из расчёта

расхода ацетилена 100... 130 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, а при правой способе - 120... 150 ди3/ч на 1 мм толщины металла. Кромки под сварку подготавливая» ш лат'^'-гти оттолщинысвариваемого изде-

лия.

- 53 -

Высококвалифицированные сварщики применяют пламя большой мощности, наконечник выбирают из расчёта расхода ацетилена 150, ..-200 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, используя при этом присадочную проволоку большего диаметра. Производительность сварки при этом повышается. Пламя горелки должно быть нормальным. Для неответственных конструкций в качестве присадочного материала обычно применяют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А. При сварке этими проволоками часть компонентов таких, как углерод( кремний и марганец, выгорают, в результате металл шва приобретает крупнозернистую структуру. Предел прочности такого соединения ниже предела прочности основного металла. Для повышения пластичности наплавленного металла (особенно швов большой толщины) рекомендуется производить проковку металла в горячем состоянии.

И среднеуглеродистым сталям относятся стали с содержанием углерода 0,25... 0, 65%. С повышением содержания углерода свариваемость сталей

ухудшается. Увеличение углерода ведёт к увеличению температурного интервала в области пребывания металла в твердо-жидком состоянии (область ликвидус-солидус) , что способствует укрупнению зерна. При этом позможно образование трещин при высоких температурах (горячих трещин) от усадки жидкого металла при его затвердевании и холодных трещин, вызванных быстрым охлаждением при более низких температурах,' и образованием мартенситных структур. Трещины могут возникнуть как в. самом шве, так и в области его сплавления с основным металлом. Для избежания трещин можно рекомендовать предварительный подогрев изделия до 250... 350°С или местный подогрев до более высокой температуры

(650... 700°С). Рекомендуется применять отпуск изделия при температурах 600...650"С. Для повышения механических свойств стали рекомендуется применять проволоки, содержащие хром (до 1%) и никель (до 4%). К ним относятся Сп-18ХГС и Св-ОбНЗ; возможно использование и проволок Св-ЗОГА и Св-ЮГС. С целью уменьшения окислительных реакций в жидком металле и интенсивного образования углекислого газа, а следовательно, и пористости шва, сварку следует вести с некоторым увеличением содержания ацетилена в пламени. Мощность пламени с учётом предварительного подогрева составляет 75 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины.

К высокоуглеродистым сталям относятся стали с Содержанием углерода более 0,7% (0, 7... 1,4%). Повышенное содержание углерода ещё больше затрудняет свариваемость этих сталей по сравнению со среднеуглеродистыми сталями. Сварка должна производиться с предварительным подогревом изделий до 250...350°С. После сварки рекомендуется применять проковку

споследующей нормализацией .нагрев выше 911°С с охлаждением на воздухе), возможно применение (отпуска по режиму, установленному для данной марки стали. В качестве присадочных.материалов используются проволоки

сповышенным содержанием хрома и никеля; рекомендуется применение флю-