ГЛАВА III. СУЩНОСТЬ, ТЕХНИКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ  СВАРКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

 

Назад: 9.3. Флюсы и проволоки для газовой сварки

 

9.4. Типы соединений, техника и режимы газовой сварки

 

Типы соединений

Металл малой толщины (до 2 мм) соединяют встык без разделки кромок и без зазора или с отбортовкой кромок без применения при­садочного металла (рис.29, а). Металл толщиной 2...5 мм можно сое­динять встык без разделки кромок, оставляя зазор между сваривае­мыми элементами (рис.29, 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.29, 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.

 

Рис.29. 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 - нахлесточное; е - тавровое без зазора; ж - тавровое с зазором; и – торцовые; к - угловые

 

Тавровое соединение допустимо при сварке металла толщиной до 3 мм. 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.29, ж) и угловое соединения (рис.29, и). Торцовое соединение, так же как и соединение с отбортовкой кромок, выполняют обычно без присадочного металла. Формирование шва этом случае происходит за счет расплавления кромок основного металла.

 

Техника сварки

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

См. слайд 38.

 

При правом способе сварки пламя сварочной горелки направлено на шов, процесс сварки ведется слева направо, а горелка перемещается впереди присадочного стержня. При левом способе сварки пламя сварочной горелки .направлено от шва, процесс сварки ведется справа налево, горелка перемещается за присадочным стержнем. При правом способе сварки обеспечивается лучшая зашита сварочной ванны от окружающего воздуха и достигается замедленное охлаждение металла.

Практика показывает, что производительность правого способа сварки на 20 ¸ 25 % больше, а расход газов на 15 ¸ 25 % меньше, чем при левом способе.

Экономия времени сварки и газов достигается при правом способе благодаря применению меньшего угла скоса кромок, обеспечивающего меньший объем наплавленного металла, и лучшему использованию теплоты сварочного пламени. Зона термического влияния при правом способе сварки стали меньше, чем при левом способе. Благодаря лучшей защите металла шва от воздуха и более медленному охлаждению металла, сварной шов, выполненный правым способом, отличается более плотным металлом и более высокими механическими свойствами.

 

Сварка в различных положениях

Процесс формирования шва при газовой сварке в значительной мере зависит от давления газового потока пламени, движения конца присадочной проволоки, силы тяжести капли и силы поверхностного натяжения металла. Однако следует иметь в виду, что при сварке швов в нижнем положении влияние двух последних факторов незначительно.

Величина давления газового потока пламени на сварочную ванну при скоростях истечения смеси 120…150 м/с может составлять около 1…1,2 МПа.

При сварке швов в вертикальном и потолочном положениях давление газового потока пламени и движение концов присадочной проволоки способствуют удержанию жидкого металла в ванне. В этом случае на формирование шва весьма большое влияние оказывают и два других фактора; сила тяжести капли, способствующая отрыву капли от сварочной ванны, и сила поверхностного натяжения, направленная в противоположную сторону и стремящаяся удержать каплю.

Выбор правого и левого способов всегда следует увязывать с по­ложением шва в пространстве. При сварке швов в нижнем положении процесс можно вести как одним, так и другим способом, в этом случае выбор способа определяется производительностью, которая зависит в основном от толщины металла. При сварке вертикальных швов снизу - вверх процесс сварки удобнее вести левым способом.

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости выполняют правым способом, при котором газовый поток пламени направляют непосредственно на шов и тем самым препятствуют вытеканию металла из сварочной ванны. В отличие от обычного правого способа в этом случае процесс ведут справа налево, причем сварочной ванне при­дается некоторый наклон, облегчающий формирование шва.

Потолочные швы также лучше формируются при правом способе, так как в этом случае и конец присадочного стержня и давление газового потока пламени предохраняют металл от вытекания.

 

Подготовка изделия

Перед выполнением газовой сварки кромки свариваемого изделия и прилегающая к ним зона (на ширину 5…15 мм в зависимости от толщины металла) должны быть тщательно зачищены до металлического блеска от окалины, ржав­чины, краски, масла и других загрязнений. Очищать свариваемые кромки от окалины, краски и масла можно непосредственно пламенем сварочной горелки. Очистка поверхности стали от окалины пламенем основана на различных коэффициентах теплового расширения стали и покрывающей ее окалины. После незначительного нагрева пламенем поверхность изделия зачищают проволочной щеткой.

 Перед сваркой детали соединяют друг с другом сваркой в от­дельных точках, с тем чтобы в течение всего процесса сварки положение этих деталей и зазор между ними оставались постоянными. Эти соединения, называемые прихватками, выполняют отдельными короткими швами. Длина отдельных прихваток и расстояние между ними зависят от толщины свариваемого металла и длины шва. При сварке небольших узлов из стали толщиной до 4 мм длина прихваток может составлять не более 5 мм, а расстояние между ними –50…100 мм. При сварке более толстой стали и при зна­чительной протяженности шва длина отдельных прихваток может вставлять 20…30 мм при расстоянии между ними 300…500 мм. Прихватку свариваемых деталей необходимо выполнять на тех же режимах, что и сварку.

 

Режимы газовой сварки

Параметрами режима являются угол наклона горелки, мощность пламени и диаметр присадочной проволоки.

1. Угол наклона мундштука горелки к поверхности металла зависит в основном от толщины свариваемых листов и от теплофизических свойств металла. Чем больше толщина металла, тем больше угол наклона мундштука горелки. С изменением толщины стали 1 до 15 мм угол наклона мундштука меняется в пределах 10…800. Угол наклона мундштука горелки зависит также от температуры плавления и теплопроводности металла. Чем выше температура плавления металла и чем больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука. Так, например, при сварке меди угол наклона мундштука может составлять 60…800, а при сварке свинца или магниевого сплава ~100. Наклон мундштука горелки может меняться в процессе сварки, в начальный момент сварки для лучшего прогрева металла и образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (80…900); в процессе сварки величина угла соответствует толщине и роду свариваемого металла.

2. Мощность пламени зависит от толщины металла и его теплофизических свойств. Чем больше толщина металла и чем выше его температура плавления и теплопроводность, тем большую мощ­ность пламени необходимо выбирать для его сварки. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей расход ацетилена устанавливают по формулам:

при левом способе сварки - Vа = (100 -120) ×S л/ч,

при правом способе сварки - Vа = (120 -150) ×S л/ч,

См. слайд 39.

где S - толщина свариваемой стали, мм.

При сварке чугуна, латуни, бронзы и алюминиевых сплавов мощность пламени устанавливается примерно такая же, как и для сварки стали.

При сварке меди, обладающей весьма высокой теплопро­водностью и достаточно высокой температурой плавления, мощность пламени, если процесс сварки ведут одной горелкой, выбирают по формуле:

Vа = (150 -200) ×S л/ч

 

3. Диаметр присадочной проволоки (d) для сварки стали зависит от способа сварки и толщины металла. Для стали толщиной до 15 мм (d) может быть определен по следующим формулам:

для левого способа - d = S/2 + 1 мм,

для правого способа - d = S/2 мм.

 

При сварке стали толщиной более 15 мм диаметр проволоки выбирают равным 6...8 мм.

 

Далее: 9.5. Сущность процесса резки