Строительные машины и оборудование, справочник






Газопламенная сварка и наплавка


Категория:
   Ремонт тракторов и автомобилей


Газопламенная сварка и наплавка

Общие сведения. К газопламенной сварке и наплавке относятся процессы нагрева и расплавления металлов пламенем, получаемым от горения различных горючих газов (ацетилена, метана, пропана и др.) в технически чистом кислороде.

Способ получения высокотемпературного газового пламени был разработан в конце XIX столетия. Уже в тот период началось промышленное производство ацетилена, кислорода, водорода и газо-пламенная сварка металлов была основным способом прочного соединения металлических конструкций.

В дальнейшем в связи с бурным развитием электродуговой и других видов сварки газопламенная сварка была оттеснена на второй план. Но и до настоящего времени она широко применяется при ремонте машин, а в некоторых случаях просто незаменима.



Недостатки газовой сварки — это меньшая, чем при дуговой сварке, скорость нагрева и расплавления металла, большая зона теплового воздействия и в связи с этим большая возможность коробления свариваемого изделия. При сварке крупных изделий толщиной более 6…8 мм производительность по сравнению с дуговой сваркой значительно ниже, поэтому газовую сварку применяют преимущественно для соединения и наплавки тонких деталей. Стоимость используемых газов выше стоимости электроэнергии, вследствие этого газовая сварка дороже электродуговой. Газовая сварка труднее, чем электрическая, поддается механизации и автоматизации.

Преимущества газовой сварки — сравнительно простое и недорогое оборудование, возможность широкого маневрирования мощностью, составом и направлением пламени при сварке. Газовое пламя применяют для сварки и восстановления изделий из тонколистовой стали (резервуары, баки из-под топлива, нефтетара, кабины и оперение автомобилей, тракторов и пр.); им заваривают трещины и наплавляют детали из чугуна, алюминия и его сплавов, меди, бронзы, латуни, свинца, выполняют пайку и другие работы.

Для газовой сварки и наплавки в большинстве случаев используют ацетилен; при сгорании в кислороде он дает температуру пламени до 3150 °С, а другие газы 2000…2300 °С.

Ацетилен получают при взаимодействии карбида кальция с водой в специальных, простых по устройству аппаратах, называемых генераторами. Однако применение ацетилена ограничено дороговизной (он в 15…20 раз дороже других ‘горючих газов) и взрывоопасностью. Ацетилен взрывается при быстром нагревании его до температуры 400…500 °С, а также при возрастании давления выше 0,15 МПа, поэтому использовать ацетилен с давлением, превышающим допускаемое, запрещено. Смеси ацетилена с воздухом при содержании ацетилена 2,2…81% (по объему) или с кислородом в пределах 2,8…93% также взрываются. Особенно опасна примесь фосфористого водорода, содержание которого более 0,7% резко повышает взрывоопасность ацетилена.

Большое распространение получает использование ацетилена из баллонов. Баллоны заполняют на специальных промышленных предприятиях, при этом учитывают свойство ацетилена растворяться в ацетоне. В таком виде ацетилен практически безопасен. Кроме того, потребление ацетилена из баллона упрощает обслуживание и повышает производительность труда сварщика.

Ацетилен и другие горючие газы смешивают с кислородом в необходимых количествах в специальных приспособлениях, называемых сварочными горелками. Как показывает практика, для полного сгорания ацетилена кислорода требуется несколько больше (по объему), примерно на 10…30%. Ацетиленокислородное пламя имеет три ярко выраженные зоны с различной температурой и легко регулируется по внешнему виду. Внутренняя часть пламени, называемая ядром, самая яркая, ее температура не более 1200 °С. Средняя часть имеет самую высокую температуру, до 3150 °С, ее иногда называют сварочной. Наружная часть образует факел пламени. В зависимости от изменения подачи кислорода преобразуется форма пламени и всех трех его частей. Изменяя соотношение ацетилена и кислорода, можно получить три основных вида пламени: нормальное, или восстановительное (кислорода 1,1…1,2), окислительное (с избытком кислорода, более 1,3) и науглероживающее (с избытком ацетилена, соотношение менее 1,1). Наиболее ярко выражены все три части нормального пламени. Обычно этим пламенем и ведут сварку.

Рис. 1. Строение и температура ацети.кчюкисло-родного пламени:

Особенности технологии газовой сварки и наплавки. Основное отличие технологии газовой сварки от электродуговой — более плавный и медленный нагрев металла. Газовую сварку в основном используют для стыковых соединений и некоторых видов наплавочных работ. Угловые, тавровые и соединения внахлестку при газовой сварке используют очень редко, так как возникают значительные деформации. Особо удобное соединение для газовой сварки — стыковое с отбортовкой кромок, его выполняют без применения присадочной проволоки. Металл толщиной менее 4 мм можно сваривать без скоса кромок. При сварке металла толщиной 5… 15 мм необходим скос кромок под V-образный шов с общим углом раскрытия 70…90°, а при толщине более 15 мм — под Х-образный шов с такими же углами раскрытия по обе стороны.

Сварка и наплавка сталей большинства марок осуществляются нормальным пламенем. Наплавленный шов проковывают в горячем состоянии при температуре 850…900 °С (светло-красное каление) и затем нормализуют, то есть нагревают до 900°С и охлаждают на воздухе. В качестве присадочного материала используют проволоку, близкую по химическому составу к свариваемой стали.

Малоуглеродистые стали сваривают проволокой Св-08А и (-в-08ГА. Для сварки высокоуглеродистых и легированных сталей, а также для получения шва наплавки повышенной твердости применяют проволоки Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-18ХГСА и флюсы. В качестве флюсов используют прокаленную буру, кремниевую и борную кислоты и другие вещества. Перед сваркой детали подогревают до температуры 250…300 °С.

Сварка чугуна. Применение ацетиленокислородного пламени — один из наиболее надежных способов получения высокого качества сварки чугуна. При газовой сварке медленнее и равномернее, чем при дуговой, нагревается и охлаждается деталь. В результате этого в наплавленном металле и на его границах создаются лучшие условия для графитизации углерода, уменьшается вероятность отбеливания чугуна, возникновения внутренних напряжений и появления трещин. Обычно газовую сварку сопровождают общим и местным подогревом детали. Небольшие детали подогревают пламенем горелки непосредственно перед сваркой, крупные детали — в специальных печах или устройствах. В качестве присадочного материала используют чугунные стержни диаметром 4, 6, 8, 10 и 12 мм. Для сварки мелких деталей применяют чугунные стержни марки Б, а для крупных — стержни марки А. Сваривают чугун нормальным или науглероживающим пламенем при расходе ацетилена на 1 мм толщины металла 100…120 дм3/ч.

Для удаления из сварочной ванны оксидов кремния, железа и марганца используют флюс из смеси: буры 56%, соды и поташа по 22% или прокаленной буры 23%, углекислого натрия 27% и азотнокислого натрия 50%. Флюс подсыпают в сварочную ванну, а пруток в процессе сварки чаще погружают в флюс.

Хорошие результаты дает сварка чугуна газовым пламенем с применением прутка из латуни Л62, флюса из буры или смеси буры (50%) и борной кислоты (50%).

Сварка меди и ее сплавов. Медь и бронзу сваривают только нормальным пламенем. При сварке меди толщиной до 10 мм расход ацетилена на 1 мм толщины должен быть 150 дм3/ч, а свыше 10 мм — 200 дм3/ч или надо брать две горелки одновременно: одну для подогрева металла, другую для расплавления и сварки металла.

В качестве присадочного материала при сварке меди используют проволоку из чистой меди или меди, содержащей до 0,2% фосфора и до 0,3% кремния, а при сварке бронзы — проволоку, близкую по составу к свариваемой бронзе.

Для раскисления оксидов применяют флюсы, содержащие чистую буру или смесь буры (50%) и борной кислоты (50%). Чтобы улучшить структуру наплавленного шва, его проковывают при температуре 200…300°С, затем отжигают при температуре 500… 550 °С и быстро охлаждают водой.

Латунь сваривают пламенем с избытком кислорода до 30…40%. В этом случае на поверхности расплавленного металла образуется пленка оксида цинка, которая защищает зону сварки от дальнейшего испарения цинка. Для удаления оксидов меди и цинка используют флюсы следующих составов: борная кислота 35%, фосфорнокислый натрий 15%, остальное — плавленая бура, или борная кислота 80% и плавленая бура 20%, или специальные жидкие флюсы БМ-1 и БМ-2. Последние через специальный сосуд — флюсопитатель — подают в горелку вместе с ацетиленом. Пары флюсов ядовиты, поэтому сварщик должен работать в респираторе, а место сварки следует оборудовать местной вытяжной вентиляцией. В качестве присадочного материала используют проволоку, близкую по составу к свариваемой латуни, или специальные присадочные проволоки J1K62-05, Л060-1 и ЛОК59-1-03, содержащие в своем составе раскислители — олово и кремний.

Сварка алюминия и его сплавов. Алюминий и его сплавы хорошо свариваются газовой сваркой только нормальным пламенем. Присадочную проволоку применяют такого же состава, как свариваемый металл. Для удаления пленки оксида алюминия используют флюсы АФ-4А, АН-4А, АН-А201, содержащие хлористые и фтористые соли лития, натрия, калия и бария. После сварки остатки флюса удаляют горячей водой. Оксидную пленку можно удалять так же, как при дуговой сварке, специальным скребком. В этом случае сварщик должен иметь большой навык, так как в шов могут попадать остатки оксидной пленки и вызывать не-сплавление металла.

Читать далее:

Категория: - Ремонт тракторов и автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины