Газовая сварка. Материалы и оборудование для газовой сварки. Технология газовой сварки

5.8. Газовая сварка

В настоящее время газовая сварка находит свое применение, хотя и несколько ограниченное, вследствие широкого применения дуговой сварки. Наиболее широко применяется газовая сварка в ремонтных ра­ботах, а также при сварке в полевых условиях.

Сущность газовой сварки заключа­ется в том, что присадочный 3 и основной металл 4 расплавляются за счет тепла газового пламени 2, выделяющегося из горелки 1 при сгорании горючего газа в смеси с кислородом (рис. 124).

Рис. 124. Схема процесса газовой сварки

При нагревании газосварочным пламенем кромки свариваемых заготовок расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным материалом, вводимым в пламя горелки извне. Образуется сварочная ванна расплавленного металла, которая при затвердевании образует сварной шов.

Материалы и оборудование для газовой сварки

Как уже упоминалось, для получения пламени при газовой сварке применяются горючие газы, сгорающие в смеси с технически чистым кислородом. Сжигание горючих газов в смеси с воздухом дает пламя с низкой температурой (не более 2000 °С).

При сжигании горючих газов в кислороде температура резко повышается. Поэтому при газовой сварке одним из основных компонентов является технически чистый кислород. Кислород, применяемый для газовой сварки, поставляется в баллонах голубого цвета.

Обращение с кислородом требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Баллоны с кислородом должны находиться в закрепленном состоянии, не допускается попадания на штуцер баллона масел и различных жиров, которые самовозгораются в кислороде. Кроме того, кислородные баллоны не следует устанавливать близко к открытым источникам нагрева. Для снижения давления газа на выходе из баллона и стабилизации рабочего давления ис­пользуются газовые редукторы.

Существует много горючих газов, которые являются недефицитными и доступными для применения в промышленности: природные газы, пропан, ацетилен, пары бензина и керосина и т.д. При газовой сварке в качестве основного горючего газа используется ацетилен. Ацетилен поставляется к месту сварки обычно в баллонах белого цвета. Получают ацетилен в газогенераторах при взаимодействии воды с карбидом кальция.

Рабочим инструментом при газовой сварке являются сварочные горелки. Они используются для образования газосварочного пламени. По конструктивному признаку сварочные горелки могут быть разделены на два основных типа: на безинжекторные и инжекторные. Промышленное применение находят чаще инжекторные горелки (рис. 125).

Рис. 125. Схема сварочной газовой горелки

Кислород под давлением 0,1.. .0,4 МПа поступает в горелку через ниппель 6 и вентиль, проходит в корпус инжектора 5, проходит по узкому каналу инжектора и выходит с большой скоростью в расширяющуюся камеру смешения 3. Выходя с большой скоростью из узкого канала инжектора 5, кислород создает разрежение в камере инжектора 4 и тем самым принудительно засасывает ацетилен или другой горючий газ, поступающий через ниппель 7 и вентиль в камеру инжектора, из кото­рой он поступает в камеру смешения 3. Из камеры смешения смесь ацетилена с кислородом проходит по трубке наконечника 2 и выходит из горелки по каналу мундштука 1. На срезе мундштука смесь поджи­гается и образуется газосварочное пламя. Горелки данного типа имеют сменные наконечники с различными диаметрами выходных отверстий, что позволяет регулировать мощность ацетиленокислородного пламени в зависимости от толщины свариваемого металла.

Газосварочное пламя, его строение и технологические свойства

Газосварочное пламя образуется в результате сгорания ацетилена, смешиваемого в определенных пропорциях с кислородом в сварочных горелках. Тепловые и химические свойства, а также строение пламени зависят от соотношения газов. Ацетиленокислородное пламя состоит из трех основных зон (рис. 126): ядра пламени 1, средней (сварочной) зоны 2 и факела пламени 3. В зоне 1 (нерабочая часть пламени) проис­ходит частичный распад ацетилена

С₂Н₂->2С + Н₂.

Зона 2 является самой важной частью сварочного пламени, так как в ней развивается самая высокая температура (3200 °С). В этой зоне происходит пер­вая стадия сгорания ацетилена за счет кислорода, поступающего из баллона.

С₂Н₂ + О₂ = 2СО + Н₂.

Эта зона обладает восстановительными свойствами по отношению к окислам многих металлов, поэтому она иногда называется восстано­вительной зоной (сварочной).