Технология газовой сварки

Газовая сварка, как технологический метод создания неразъёмных соединений, нашла широкое применение в различных областях народного хозяйства. Подчас, это единственный способ, который можно применить для конкретной конструкции в конкретной ситуации.

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 (рис.9, а, б). Схема перемещения жидкого металла дана на рис.10.

Давление газов оказывает влияние на жидкий металл, перемещая его к задней стенке сварочной ванны, образуя

а б

Рис.9. Схема механического воздействия пламени на жидкий металл сварочный ванны при различных положениях мундштука: а — вертикальном, 6 — наклонном

Направление пламени Направление потоков металла

чешуйки шва

Рис.10. Схема перемещения жидкого металла

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 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 сварки сталей требуется нормальное пламя, для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов — наугле­роживающее, для сварки латуни — окислительное пла­мя

В зависимости от положения в пространстве различают нижние, вертикальные, горизонтальные и потолочные свар­ные швы (рис.11).

По внешней форме сварные швы бывают нормальные, усиленные и ослабленные.

Рис.11. Классификация свар­ных швов по положению в пространстве:

а — нижний, б — горизонталь­ный, в — вертикальный, г — потолочный

Рис.12. Поперечное сечение сварного шва,

где: / — ширина, мм; d — высота, мм (у нормаль­ных швов не превышает 2, 5—3 мм);

с — величина притупле­ния, мм; b — величина зазора, мм;

5 — толщина сваривае­мого металла, мм.

При газопламенной сварке за один проход сваривают металл толщиной до 4—5 мм. Для обеспечения провара по всему сечению металла тол­щиной

6 мм и более приме­няют специальную раздел­ку кромок и сварка осуществляется за несколько проходов (рис.12) (поперечное сечение сварного шва).

По отношению к направлению действующих усилий различают швы фланговые, параллельные направлению действующего усилия; лобовые, перпендикулярные направлению действующего усилия, и косые, располагаемые под углом к направлению действующего уси­лия.

При газовой сварке находят применение два способа соединения.

Правый и левый способы. Направление движения горелки и на­клон ее наконечника по отношению к сварному шву оказывают ис­ключительно большое влияние на эффективность нагрева металла, производительность сварки и качество сварного соединения. В соот­ветствии с этим рассматривают два способа газовой сварки — правый и левый.

При правом способе сварки пламя сварочной горелки направлено на шов, и процесс сварки ведется слева направо. Горелка переме­щается впереди присадочного стержня, и формирование сварного шва происходит согласно схеме (рис.13, а).

Рис. 13. Правый (а) и левый (б) способы газовой сварки

При левом способе сварки пламя сварочной горелки направлено от шва, и процесс сварки ведется справа налево. Горелка переме­щается за присадочным стержнем, и формирование сварного шва происходит согласно схеме

(рис.13, б).

При правом способе сварки обеспечивается лучшая защита сва­рочной ванны от окружающего воздуха и достигается замедленное охлаждение металла.

Внешний вид шва при левом способе (в особенности при сварке металла малой толщины) лучше, так как при этом способе сварки сварщик хорошо видит верхнюю кромку застывающей ванны и обес­печивает равномерную высоту и ширину валика.

Практика газовой сварки показывает, что при толщине стали до 3 мм более производительным является левый способ сварки, а при большей толщине металла, в особенности при сварке со скосом кро­мок, — правый способ.

Газовой сваркой выполняются различные типы соединений, применяющиеся при создании металлических конструкций. Те или иные типы соединений используются, как правило, применительно к толщинам листовых или профильных заготовок (рис.14).

Рис.14. Типы сварных соединений

а) – стыковые без разделки кромок и без зазора; б) – стыковые без разделки кромок, но с

зазором; в) – стыковые с односторонним скосом кромок; г) – стыковые с двусторонним

скосом кромок; д) нахлёсточное; е) тавровое без зазора; ж) – тавровое с зазором;

и) торцовые; к) – угловые.

Металл малой толщины (до 2 мм) соединяют встык без разделки кромок и без зазора или с отбортовкой кромок без применения при­садочного металла (рис.14, а). Металл толщиной 2—5 мм можно сое­динять встык без разделки кромок,, оставляя зазор между сваривае­мыми элементами (рис.14, б). При сварке металла толщиной свыше 5 мм наиболее желательно стыковое соединение, выполняемое в за­висимости от толщины металла с односторонней или двусторонней разделкой кромок (рис.14, в, г).

При сварке металла толщиной свыше 3 мм нежелательно соеди­нение внахлестку, при котором собственные напряжения вследствие большого и неравномерного местного разогрева достигают особенно больших значений и приводят либо к значительной деформации свариваемого изделия, либо к образованию трещин в случае сварки жестких конструкций.

Тавровое соединение допустимо при сварке металла толщиной до 3 мм. Этот тип соединения применяют при приварке ребер жест­кости. При больших толщинах тавровое соединение, точно так же как и соединение внахлестку, нежелательно вследствие значитель­ного местного подогрева.

Большое распространение при сварке металла малой толщины имеют торцовое (рис.14, ж) и угловое соединения (рис.14, и). Тор­цовое соединение, так же как и соединение с отбортовкой кромок, выполняют обычно без присадочного металла. Формирование шва в этом случае происходит за счёт расплавления кромок основного металла. Применяются также угловые соединения (рис.14, к).

В процессе изготовления металлических конструкций, а особенно при проведении монтажных и ремонтных работ сварные швы могут быть различно ориентированы в пространстве. Не всегда можно проводить газопламенные сварочные и другие виды работ в удобном нижнем положении. Это может быть объяснено и особой сложностью конструкции,

невозможностью её кантовки или другими специфическими особенностями производства.

Рис.15. Положение шва в пространстве

По расположению шва в пространстве различают нижний шов, выполняемый в любом направлении в горизонтальной плоскости, когда пламя находится над швом (рис.15, а); вертикальный шов, выполненный в вертикальной плоскости в вертикальном направлении (снизу вверх или сверху вниз) (рис.15, б); наклонный шов, выполняемый в наклонной плоскости (снизу вверх или сверху вниз) (рис.15, в); горизонтальный шов, выполняемый в вертикальной плоскости в горизонтальном направлении (слева направо или справа налево) (рис.15, г); потолочный шов, выполняемый в горизонтальной плоскости в любом направлении, когда пламя находится под швом (рис.15, д).