Параметры режима сварки и выбор режима сварки. Определение параметров режима газовой сварки Основные параметры режима газовой сварки

Включает в себя хорошую подготовку деталей под сварку, выбор нужного способа газовой сварки, выбор режимов газовой сварки (необходимую мощность сварочной горелки), диаметра присадочной проволоки и правильное выполнение техники газовой сварки. Необходимо учесть все эти моменты, чтобы получить хорошее качество сварки.

Диаметр сварочной проволоки выбирают, исходя из толщины свариваемого металла и от выбранного способа сварки. Подробнее о выборе присадочных материалов изложено на странице: "Присадочные материалы для газовой сварки. Выбор сварочной проволоки".

Подготовка сварных кромок для газовой сварки

Подготовка сварных кромок включает в себя их очистку от масляных плёнок, лакокрасочных покрытий, от окалины, от грязи и пыли, ржавчины, а также разделку под сварку и их прихватку короткими швами.

Очистка сварных кромок под газовую сварку

Под газовую сварку выполняют не только очистку самих сварных кромок, но и участков в непосредственной близости от них. Ширина очищаемой зоны составляет 20-30мм с каждой стороны соединения.

Для очистки хорошо подходит пламя сварочной горелки. При нагревании горелкой, окалина отходит от металла, а лакокрасочные покрытия и масло сгорают. После этого поверхность сварных кромок и близлежащих участков тщательно зачищают при помощи металлических щёток или наждачной бумаги. Зачистку производят до появления металлического блеска на свариваемых поверхностях. Часто, для очистки, свариваемые детали подвергают дробеструйной или пескоструйной обработке.

В случае, когда невозможно удалить загрязнения при помощи щёток (например, удаление оксидных плёнок затруднено), сварные кромки и участки возле них очищают при помощи специальных паст на кислотной основе или протравливают в кислоте. После протравки необходимо промыть и высушить кромки.

Разделка кромок под газовую сварку

Сварные кромки разделывают, в зависимости от вида сварного соединения. Вид сварного соединения определяется взаимным расположением соединяемых деталей. Для газовой сварки наиболее характерны стыковые сварные соединения.

Металлы малой толщины (до 2мм) сваривают в стык с отбортовкой кромок и без применения присадочного материала (схема а) на рисунке) или без отбортовки кромок и без зазора (схема б) на рисунке), в таком случае применяют присадочный материал.

Металл, толщиной от 2мм до 5мм сваривают в стык, не разделывая кромки, но оставляя зазор между ними (схема в) на рисунке). При толщине сварного металла более 5мм, применяют V-образную, или X-образную разделку (схема г) на рисунке). Суммарный угол раскрытия кромок должен составлять 70-90° для обеспечения хорошего провара корня сварного шва.

Разделку кромок в свариваемых деталях можно выполнять вручную, пневматическим зубилом, на фрезерных станках, или же на специальных кромкострогальных станках. Но экономически целесообразным способом является кислородная резка (ручная или механизированная). При этом окалину и шлак после резки необходимо зачистить до металлического блеска.

Прихватка кромок свариваемых деталей перед газовой сваркой

Технология газовой сварки предусматривает прихватку деталей перед сваркой для того, чтобы в процессе сварки металла не допустить изменении положения деталей или появления зазоров между ними.

Длина прихваток и расстояние между ними определяются толщиной металла, формой и протяжённостью сварного шва. При сваривании деталей небольшой толщины и при небольшой длине сварного шва, прихватки выполняют длиной 5-7мм на расстоянии 70-100мм друг от друга.

В случае сваривания металла большой толщины и при больших длинах сварных швов, длина прихваток составляет 20-30мм, а рекомендуемое расстояние между прихватками составляет 300-500мм.

Выбор режимов газовой сварки

При выборе режимов газовой сварки руководствуются маркой свариваемого металла или сплава и его толщиной. А также типом и назначением свариваемого изделия. К основным характеристикам режима газовой сварки относятся: мощность сварочной горелки, вид газового пламени, марка и диаметр присадочного прутка или проволоки, способ газовой сварки и техника сварки.

Выбор мощности сварочной горелки

Тепловая мощность сварочной горелки определяется расходом ацетилена, проходящего через неё. Требуемый расход ацетилена можно определить по формуле:

Q=AS, где Q - расход ацетилена, л/ч; S - толщина свариваемого металла, мм; А - коэффициент, который вычисляют опытным путём. При сварке углеродистых сталей коэффициент А=100-130л/(ч*мм); при сварке меди А=150 л/(ч*мм), при сварке алюминия А=75 л/(ч*мм).

Рекомендуемая мощность пламени при правом способе газовой сварки определяется расходом ацетилена 120-150л/ч, а при левом способе сварки расход ацетилена определяют из расчёта 100-130л/ч на миллиметр толщины свариваемого металла.

Необходимо иметь ввиду, что увеличение расхода ацетилена приводит к повышению мощности сварочной горелки. Но при излишней её мощности возникает риск прожога металла. Мощность должна быть оптимальной и это нужно учитывать.

Мощность газового пламени регулируется сменными наконечниками, которые идут в комплекте со сварочными горелками.

Техника газовой сварки. Как варить газовой сваркой?

От правильной техники газовой сварки зависит и , и её производительность. Техника сварки включает в себя и положение сварочной горелки и направление её движения. Далее разберём оба этих момента чтобы понять, как правильно варить газовой сваркой.

Положение сварочной горелки при газовой сварке

Положение определяется её углом наклона по отношению к поверхности свариваемых деталей. На угол наклона мундштука горелки влияет толщина свариваемых деталей и теплопроводность свариваемого металла. При большой толщине металла и при большой его теплопроводности угол наклона горелки рекомендуется увеличивать.

Большой угол наклона горелки позволяет сконцентрировать нагрев металла в одном месте вследствие подачи большого количества теплоты на небольшой участок. Изменение угла наклона горелки позволяет изменять скорость нагрева металла.

На рисунке справа показаны рекомендуемые углы наклона мундштука горелки, в зависимости от свариваемой толщины металла. Рекомендуемые в графике углы даны для . При , особенно при сварке меди и при сварке алюминия рекомендуемый угол следует немного увеличить (примерно, на 15°), т.к. эти металлы обладают высокой теплопроводностью.

В самом начале процесса сварки горелку устанавливают под максимальным углом для того, чтобы обеспечить хороший прогрев металла затем, угол уменьшают до рекомендуемого значения. В конце процесса сварки угол наклона рекомендуется постепенно уменьшать, чтобы более качественно выполнить наплавление кратера и исключить возможные пережоги металла.

Движение газовой горелки при сварке

При , мундштук сварочной горелки в двух направлениях: поперечном (это направление перпендикулярно оси шва) и в продольном (вдоль оси шва). Основным движением сварки является продольное движение. Поперечное движения является вспомогательным, но оно необходимо для того, чтобы равномерно прогреть свариваемые кромки и обеспечить нужную ширину сварного шва.

Способы поперечного перемещения показаны на рисунке слева:

а) движение с отрывом горелки;
б) спиралеобразное перемещение;
в) движение полумесяцем;
г) волнистый способ перемещения.

Наплавление металла с помощью потока газового пламени не получило широкого распространения из-за появления больших . Наплавка газовым пламенем получила применение при наплавке литыми твёрдыми сплавами.

Режим сварки зависит от вида свариваемого металла, габаритных размеров и формы изделия.

Способ сварки определяется толщиной металла, положением шва в пространстве и т. д. В зависимости от направления движения горелки существует два способа газовой сварки - левый и правый. При левом способе (рис. 3.9, а), применяемом наиболее часто, пламя горелки направляют на еще не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. Для равномерного прогрева и перемещения сварочной ванны горелке и проволоке сообщают колебательные движения поперек шва исходя из того, чтобы при движении горелки в одну сторону проволока двигалась бы в противоположную сторону. Левый способ целесообразно применять при сварке металлов малых толщин (до 4-5 мм), а также металлов со сравнительно низкой температурой плавления. При левом способе обеспечивается лучшее формирование металла шва.

При правом способе (рис. 3.9, б) сварки пламя направляют на уже сваренную часть шва, а проволоку перемещают вслед за пламенем по спирали, при этом конец ее не вынимают из ванны расплавленного металла. Горелку перемещают прямолинейно. Поперечные колебания сообщают горелке только при правом способе сварки деталей большой толщины. Применение правого способа сварки повышает производительность процесса при одновременном снижении удельного расхода газов за счет более полного использования теплоты пламени, а также уменьшает коробление металла из-за большей концентрации нагрева.

Присадочная проволока должна соответствовать основному металлу по механическим свойствам и химическому составу. Диаметр ирисадочной проволоки d зависит от выбранного способа сварки и толщины основного металла S. Для правого способа сварки d = 5/2; для левого способа сварки d= S /2 +1.

Рис. 3.9. а - левый; б - правый; 1 - присадочный пруток; 2 - газовое пламя; 3 - шов; 4 - сварочная ванна;

5 - свариваемый металл

Определяющим параметром газовой сварки является номер наконечника горелки , который обеспечивает необходимую мощность пламени. Мощность пламени в зависимости от толщины свариваемого металла и его теплофизических свойств определяется по формуле:

где М - мощность пламени, С - удельный тепловой коэффициент расхода газа

на 1 мм толщина металла, S - толщина свариваемого металла.

Удельный тепловой коэффициент расхода ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла определяется по табл. 3.1. Непосредственный номер наконечника выбирают по табл. 3.2, в которой представлены технические характеристики инжекторных горелок (ГОСТ 1077-79Е).

Дополнительными параметрами газовой сварки, влияющими на качество и геометрические параметры сварного шва, являются скорость сварки, вид пламени, угол наклона наконечника, расстояние от ядра пламени до дна сварочной ванны.

Скорость сварки следует по мере необходимости изменять, так как при неизменной скорости сварки можно перегреть или, что еще хуже, пережечь металл и получить прожог.

Удельный коэффициент расхода ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла

Таблица 3.1

Технические характеристики инжекторных горелок (ГОСТ 1077-79Е)

Таблица 3.2

Параметр	Номер наконечника
Параметр
Толщина свариваемой стали в мм
ацетилена, л/ч
кислорода, л/ч
Давление ацетилена на входе в горелку, МПа
Давление кислорода на входе в горелку, МПа

Вид пламени также влияет на режим сварки. В процессе сварки нормальное пламя с течением времени стремится к окислительному из- за конструктивных особенностей горелок. Лишний кислород в пламени в конкретном случае может быть нежелателен, поэтому газосварщик по мере необходимости увеличивает подачу горючего газа, держа палец на ацетиленовом вентиле. В процессе работы это практически незаметно для неспециалиста.

Угол наклона наконечника меняется в зависимости от нагрева металла. Он как бы является дополнительным фактором к мощности пламени, и по форме и размерам ванны (вогнутости или выпуклости) сварщик мгновенно принимает решение об изменении угла. Иногда для этого сварщик на мгновение отводит пламя от сварочной ванны.

Наклон мундштука горелки может меняться в процессе сварки. В начальный момент сварки для лучшего прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (80-90°); в процессе сварки угол соответствует толщине и роду свариваемого металла (рис. 3.10).

Рис. 3.10.

Расстояние от кончика ядра пламени до дна сварочной ванны

должно быть постоянным. Нельзя касаться концом ядра ванны расплавленного металла, так как при этом расплав будет насыщаться углеродом. Расстояние от кончика ядра пламени до дна сварочной ванны должно быть равно приблизительно длине ядра или быть немного меньше. Сварочная проволока должна находиться в рабочей (восстановительной) зоне или в сварочной ванне на ее краю.

В процессе сварки газосварщик совершает наконечником горелки одновременно два движения: поперечное и поступательное. Поперечное движение необходимо для равномерного прогрева кромок основного металла и присадочной проволоки. Поступательное движение необходимо для постепенного заполнения стыка и получения протяженного шва.

При сварке в нижнем положении правым способом без разделки кромок при толщине стали более 3 мм или при сварке стали относительно большой толщины левым способом (с разделкой кромок или без нее) наиболее распространенные движения горелки и конца присадочной проволоки показаны на рис. 3.11. В этом случае концом присадочной проволоки совершают движения, обратные движению сварочной горелки. При выполнении угловых швов для получения швов нормальной формы горелкой и присадочной проволокой производят движения, показанные на рис. 3.12. В этом случае сварщик быстро перемещает пламя и конец проволоки по середине шва и задерживает их по краям.

Рис. 3.11. Движение горелки и проволоки при сварке стали толщиной более Змм в нижнем положении: 7 - движение проволоки;

2 - движение горелки

Рис. 3.12.

1 - движение проволоки;
2 - движение горелки;
3 - места задержки движения

При сварке правым способом металла толщиной 5 мм пламя горелки углубляют в разделку шва (рис. 3.13) и перемещают вдоль шва без колебательных движений.

При сварке стали малой толщины без отбортовки кромок, когда процесс сварки ведется с присадочной проволокой, получил распространение способ последовательного образования сварочных ванночек, сущность которого заключается в том, что сварщик, образовав сварочную ванночку (при малой толщине стали диаметр сварочной ванночки составляет 4-5 мм), вводит в нее конец присадочной проволоки и, расплавив небольшое количество присадочного металла, выводит конец из ванны в среднюю зону пламени, а горелкой (несколько приблизив ее к поверхности металла) делает резкое круговое движение, переводя ее в следующую позицию. При этом каждая последующая ванночка перекрывает предыдущую на 1 / 3 ее диаметра (рис. 3.14). Процесс сварки в этом случае, естественно, ведется левым способом. Качественное выполнение сварки этим способом, обеспечивающим исключительно гладкую и ровную поверхность шва, требует соблюдения двух основных условий: 1) конец присадочной проволоки во избежание окисления не следует выводить за пределы средней зоны пламени; 2) ядро пламени при приближении его к сварочной ванне во избежание науглероживания металла шва не должно касаться ее поверхности. Способ последовательного образования сварочных ванночек, или, как его иногда называют, «сварка каплями», позволяет получать весьма высокое качество сварного шва.

Рис. 3.13.

с разделкой кромок: / - движение проволоки; 2 - движение горелки

Рис. 3.14.

Для уменьшения коробления и предупреждения трещинообразова- ния листы при сварке укладывают с расширением зазора между кромками таким образом, чтобы в конце шва он составлял 2-4% его длины (не более 4-6 мм). По мере образования сварного шва зажимное приспособление (рис. 3.15, а) постепенно ослабляют, и зазор уменьшается до требуемой величины вследствие усадки металла уже выполненного участка шва. Величину зазора устанавливают либо прихватками, либо с помощью клина, вставляемого в стык и передвигаемого вдоль кромок по мере выполнения шва. Если прихватки приводят к короблению изделий, то сварку выполняют в специальных зажимных приспособлениях с точной взаимной установкой кромок (рис. 3.15, 6).

Для снижения сварочных напряжений, а следовательно, уменьшения коробления можно использовать метод ступенчатой или обратноступенчатой сварки. При этом шов по длине разбивают на участки, свариваемые в определенном порядке (рис. 3.16). Каждый последующий участок перекрывает предыдущий на 10-20 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Деформацией каждого последующего свариваемого участка полностью или частично снимается деформация, полученная предыдущим участком. При обратноступенчатой сварке коробление уменьшается еще и потому, что уменьшается объем металла, сосредоточенного в одном месте и одновременно нагреваемого до пластичного состояния.

Рис. 3.15.

Рис. 3.16 . Обратноступенчатая сварка: а - от кромки: б - от середины; 1-5 - последовательность сварки участка шва

Метод газовой сварки прост, универсален, не требует дополнительного оборудования и используется в заводских условиях, а также при строительно-монтажных и ремонтных работах во всех отраслях народного хозяйства.

Газовая сварка широко применяется для соединения низко и среднеуглеродистых, а также легированных (хромированных, содержание до 0,2% углерода) сталей толщиной до 3 мм. Применение газовой сварки для соединения сталей толщиной свыше 3-4 мм возможно, но нецелесообразно, электродуговые методы более совершенные и производительные.

Перед сваркой детали подвергаются определенной подготовке, что включает следующие операции: очистку свариваемых кромок, разделку кромок под сварку (если это необходимо) и наложение прихваток для соединения свариваемых листов или деталей.

Наложение прихваток необходимо для того, чтобы положение свариваемых деталей и зазор между ними сохранились постоянными в процессе сварки.

Длина прихваток, расстояние между ними и порядок наложения зависят от толщины свариваемого метала и длины шва

Параметры прихвата

Прихватку необходимо произвести на тех же режимах, что и процесс сварки шва, так как непровар в прихватах может привести к браку всего сварного соединения.

К параметрам режима сварки относятся: мощность пламени, диаметр присадочной проволоки, расход присадочного материала, состав пламени.

Выбор режима сватки зависит от теплофизических свойств свариваемого материала, габаритных размеров и форм изделия. Большое влияние на режим сварки оказывает используемый способ сварки (левый, правый) и положение свариваемого шва в пространстве.

Диаметр сварочной проволоки присадочного металла для сварки всех сталей подбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и в пределах толщины до 15 мм может быть определен по следующим эмпирическим формулам:

для левого способа сварки

для правого способа сварки

где d − диаметр проволоки, мм; S – толщина металла, мм.

При сварке сталей толщиной более 15 мм диаметр проволоки на практике всегда применяют равный 6−8 мм. Присадочная проволока по своему химическому составу должна быть близка к химическому составу свариваемого металла.

Для предлагаемых в данной работе заданиях сталей рекомендуется выбрать следующие марки проволоки:

для низкоуглеродистых сталей – Cв-08; Cв-08А; Cв-12ГС; Cв-08ГС; Cв-08Г2С;

для среднеуглеродистых сталей – Cв-08ГА; Cв-10ГА; Cв-08ГС;

для легированных сталей:

хромомолибденовые – Cв-08; Cв-08А; Cв-10Г2;

молибденовые – Cв-18ХМА; Cв-19ХМА;

хромистые – Cв 19ХГС; Cв 13ХМА; Cв-08; Св-08А.

Для газовой сварки необходимо, чтобы сварочное пламя обладало достаточной тепловой мощностью.

Мощность газокислородного пламени или часовой расход горючего газа μ, л/ч, определяется количеством ацетилена, проходящего за один час через горелку, а последнее зависит от толщины свариваемого металла и способа сварки.

При расчетах мощность пламени можно определить по следующим эмпирическим формулам:

где К М – коэффициент пропорциональности, представляет собой удельный расход ацетилена, л/ч, необходимый для сварки данного металла толщиной 1 мм.

Для сварки сталей, содержащих углерод до 0,25%, при правом способе К М выбирается из расчета 120−150 л/ч ацетилена, а при левом способе − 100−130 л/ч. Причем, меньшие значения принимают при сварке легированных сталей.

Для сварки стали наибольшее применение получили горелки инженерного типа малой (Г2-04) и средней (Г3-03) мощности, работающие на ацетилене. Эти горелки имеют аналогичную конструкцию и отличаются, главным образом комплектуемыми наконечниками. Например, горелка типа Г2 комплектуется пятью наконечниками (№ 0, 1, 2, 3, и 4), горелка Г3 – семью наконечниками. Диапазоны расхода газа через наконечники соседних номеров взаимно перекрываются. Это обеспечивает взаимность плавной регулировки мощности пламени горелок путем замены наконечников и манипулирования вентилями горелки. При сварке тип горелки и номер наконечника выбирают в зависимости от толщины свариваемой стали по табл. 9. Горелки Г2-04 комплектуют четырьмя наконечниками (№ 1−№ 4), а горелки ГЗ-03 – тремя наконечниками (№ 3, 4 и 6). Остальные наконечники поставляются по особому заказу.

Прогрессивным источником газопитания передвижных сварочных постов является использование растворенного ацетилена в баллонах. Однако на сегодняшний день недостаточно производственных мощностей для удовлетворения выпуска растворенного ацетилена в баллонах. Поэтому сейчас широко применяются передвижные ацетиленовые генераторы отечественного производства.

Состав пламени определяется соотношением расхода кислорода к ацетилену. Он устанавливается по внешнему виду пламени. В процессе работы сварщик должен следить за характером пламени и регулировать его состав в зависимости от свойств свариваемых материалов. При сварке углеродистых и легированных сталей с содержанием углерода до 0,25%, это соотношение равняется 1,1−1,2.

Последовательность выполнения расчета

Студент согласно своему варианту, что соответствует номеру по списку группы, выписывает исходные данные для расчета по табл. 11 и выполняет эскиз поперечного сечения сварного шва (табл. 12).

Определить диаметр присадочного материала, выбрать марку сварочной проволоки и параметры прихватки.

Определить мощность пламени газовой горелки и выбрать номер наконечника газовой горелки.

Подобрать переносной газовый генератор и занести в отчет его техническое характеристики.

Определить массу наплавленного металла и расход электродной проволоки.

Определить основное время сварки и скорость сварки.

Таблица 9

Технические характеристики газовых горелок

Тип горелки		Толщина стали, мм	Рабочее давление газов, МПа		Расход горючего	Коэффициент наплавки,
Тип горелки		Толщина стали, мм	С 2 Н 2	О 2	Расход горючего	Коэффициент наплавки,
Малой мощности Г2-04	0 1 2 3 4	0,2−0,5 0,5−1 1−2 2−4 4−6	0,001−0,1	0,15−0,25	30−50 60−125 125−230 230−400 400−620	4−2 6−4 7−6 10−7 14−13
Средней мощности Г3-03	0 1 2 3 4 5 6 7	0,2−0,5 0,5−1 1−2 2−4 4−7 7−11 11−18 17−30	0,001−0,1	0,15−0,35	30−50 60−125 125−230 230−400 400−620 700−950 1350−1750 1800−2500	4−2 6−4 7−6 10−7 14−7 16−15 18−17 21−18

Таблица 10

Основные технические характеристики некоторых типов переносных ацетиленовых генераторов

Марка генераторов	Система взаимодействия карбида каль-ция с водой	Производи-тельность, м 3 /ч	Рабочее давление ацетилена, МПа	Гранулация карбида кальция
АСК-0,5	ВВ	0,5	0,01−0,03		1,3
ГВД-0,8	ВВ	0,8	0,007−0,03		2
АНВ-1,25	ВК-ВВ	1,25	0,0015−0,002		5
АСМ-1,25	ВВ	1,25	0,01−0,07		2,2
АСВ-1,25	ВВ	1,25	0,01−0,07		3
МГ-55	ВВ	2,0	0,0035		2−2,5
ПЗР-1,25	ВВ	1,25	0,01−0,02		4

Режим сварки -- совокупность параметров процесса, обусловливающих возможность сварки данного соединения из металла заданной марки и толщины в пространственных положениях, определяемых конструкцией изделия.

Основными параметрами газовой сварки являются вид и мощность пламени, диаметр присадочной проволоки и скорость сварки.

Вид пламени зависит от свариваемого материала: нормальным пламенем сваривают углеродистые и легированные стали, науглероживающим -- чугун и окислительным -- латуни. Выбор нужного вида пламени осуществляется по характеру его свечения.

Мощность пламени горелки, выбираемая в соответствии с толщиной свариваемого металла и его теплофизическими свойствами, определяется расходом ацетилена, необходимым для его расплавления. Чем толще свариваемый металл и выше его теплопроводность (как, например, у меди и ее сплавов), тем больше должна быть мощность пламени. Ее регулируют ступенчато -- подбором наконечника горелки и плавно -- вентилями

Для данного вида работ я выбираю инжекторную горелку малой мощности ГС-2, так как ее применяют для сварки металла малой толщины. Горелку выпускают в комплекте с четырьмя наконечниками (0,1,2,3). Она снабжена игольчатыми ацетиленовым и кислородным вентилями, которые обеспечивают точную регулировку газов.

Номер наконечника 2, так как горелкой с этим наконечником можно сваривать металл толщиной 1,0 -2,0 мм. Номер мундштука также 2, для данного наконечника подходит данный мундштук.

Рабочее давление кислорода должно быть 0,2 - 0,5МПа. Но если оно будет больше данного, то пламя будет жесткое и металл будет очень быстро расплавляться и прожигать дыры в металле, а если давление будет меньше данного, то пламя будет мягким, дольше будет нагреваться, будут частые хлопки и обратные удары. Рабочее давление ацетилена должно быть 1 -7кПа. Если оно будет меньшим, то будут частые хлопки и обратные удары, а если больше, то пламя будет жестким.

Диаметр шлангов выбирается в зависимости от вида горелки, так как у горелок разной мощности диаметры штуцеров и ввернутых в них ниппелей разные. Для данной горелки требуются шланги с внутренним диаметром 6,3 мм.

Для расплавления зазора между кромками свариваемого металла и образование валика шва в сварочную ванну вводят присадочную проволоку, того же состава, что и свариваемый металл. Нельзя сваривать металл проволокой неизвестной марки. Перед сваркой проволока должна быть очищена от влаги, грязи, ржавчины, масла, краски.

Выбор диаметра присадочной проволоки осуществляется в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При сварке низко- и среднеуглеродистых сталей диаметр присадочной проволоки, мм, для левого способа сварки определяется по формуле:

а для правого --

где s -- толщина свариваемого металла, мм.

Скорость сварки устанавливается сварщиком в соответствии со скоростью плавления кромок детали.

Техника сварки

Техника сварки -- совокупность способов, приемов и манипуляций, осуществляемых сварщиком для формирования высококачественного шва.

При газовой сварке составными элементами техники сварки являются:

* угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемых кромок;

* способ сварки;

* манипуляции мундштуком горелки и присадочной проволокой при движении пламени вдоль шва.

Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемых кромок выбирает сварщик в зависимости от толщины металла и его теплофизических свойств. Для низкоуглеродистых сталей такая взаимосвязь может быть представлена в следующем виде:

Таблица 1.

Зависимость угла наклона мундштука горелки от толщины металла

Горелка в руке сварщика может перемещаться только в двух направлениях:

* справа налево, когда пламя направлено на холодные, еще не сваренные кромки металла, а присадочная проволока подается впереди пламени. Такой способ получил название левого;

* слева направо, когда пламя направлено на сваренный участок шва, а присадочная проволока подается вслед за пламенем.

Такой способ называется правым.

Левый способ применяют при сварке тонкостенных (толщиной до 3 мм) конструкций и легкоплавких металлов и сплавов.

Правый способ используют для сварки конструкций с толщиной стенки свыше 3 мм и металлов с большой теплопроводностью.

Качество шва при правом способе сварки выше, чем при левом, так как металл лучше защищен пламенем горелки от воздействия воздуха.

Перед зажиганием горелки необходимо проверить ее на инжекцию. Процесс проверки горелки на инжекцию включает в себя: первоначально нужно снять ацетиленовый шланг с горелки, затем открывать вентиль кислорода, кислород идет через центральное отверстие инжектора и ускоряется, тем самым создает вакуум в боковых каналах инжектора и за счет этого подсасывается из этих каналов ацетилен. После того, как вентиль кислорода открыт, мы подставляем палец к штуцеру горелки и если палец присасывается, то это значит, что горелка работает и можно производить сварку.

Горелку следует зажигать в следующем порядке. Сначала, на пол оборота открывают кислород, а затем ацетилен, но ни в коем случае не наоборот, так как пламя будет коптить и не полностью сгорать ацетилен.

Для сварки различных металлов и сплавов, требуется определённый вид пламени. Для сварки низкоуглеродистой стали, вид пламени должен быть нормальным. Нормальное пламя, это где на 1 объём ацетилена поступает 1,1 - 1,3 объёма кислорода. Ядро нормального пламени имеет цилиндрическую форму. В восстановительной зоне отсутствует свободный кислород и углерод.

Угол наклона мундштука и поверхности свариваемого металла равен примерно 30°. Это делается для того, чтобы металл не прогорал.

Низкоуглеродистые стали содержат до 0,25 % углерода.

Т р у д н о с т и п р и с в ар к е. Особых затруднений сварка не вызывает. Сталь обладает хорошей свариваемостью в широком диапазоне значений тепловой мощности пламени.

Х а р а к т е р и с т и к а п л а м е н и. Вид пламени -- нормальное. Его тепловую мощность при левом способе сварки выбирают исходя из расхода ацетилена 100... 130 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, а при правом способе -- 120... 150 дм3/ч.

Т е х н о л о г и ч е с к и е о с о б е н н о с т и. Сварку проводят без флюса с использованием в качестве присадочного материала сварочной проволоки следующих марок:

* Св-08 и -08А -- для неответственных конструкций;

* Св-08Г, -08ГА, -10ГА и -14ГС -- для ответственных конструкций.

Т е х н и к а с в а р к и. Сварку выполняют как левым, так и правым способами.

Д о п о л н и т е л ь н ы е м е р ы. Для уплотнения и повышения пластичности наплавленного металла после сварки применяют проковку и последующую термообработку шва. Проковку рекомендуется осуществлять при температуре светло-красного каления (800...850 °С) и заканчивать при температуре темно-красного каления.

Термической обработке после сварки подлежат ответственные и толстостенные конструкции.

Для сварки низкоуглеродистой стали толщиной 1,5 мм необходимо настроить нормальное пламя, мощность пламени исходя из расхода ацетилена 150… 200 м3/ч для левого способа сварки, диаметр присадочной проволоки - 1,7 мм.

Швы длиной 800 мм сваривают обратноступенчатым способом сварки. Для этого шов разбивают на участки 100-200 мм, так как при газовой сварке больше деформации, предварительно выполняют прихватки, длина прихваток около 10 мм, а расстояние между ними около 80 мм. Сварку ведут согласно схеме участками 1, 2, 3 в одном направлении, а шов увеличивается, растет в обратном направлении. Все это делается для того, чтобы равномернее прогреть шов по всей длине и уменьшить деформацию при сварке.

Так как толщина свариваемого металла 1,5 мм, выполняется однослойный шов. Зазор между двумя листами должен быть минимальный, во избежание прожогов.

При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе.

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 от 1 до 15 мм угол наклона мундштука меняется в пределах 10-80° (рис. 3). 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 60-80°, а при сварке свинца или легко воспламеняющегося магниевого сплава ~ 10°. Наклон мундштука горелки может меняться в процессе сварки. В начальный момент сварки и для лучшего прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (80-90°); в процессе сварки величина угла соответствует толщине и роду свариваемого металла.

Рис. 3.

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 правом способе сварки

где д - 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 же меди, обладающей весьма высокой теплопроводностью и достаточно высокой температурой плавления, мощность пламени, если процесс сварки ведут одной горелкой, подбирают по формуле

В процессе газовой сварки происходит нагрев мундштука горелки и, как следствие, увеличивается содержание кислорода в газовой смеси, что приводит часто к окислению металла сварочной ванны. Поэтому в начальный момент работы необходимое соотношение газов в смеси устанавливают при в0=1,05ч1,1. По мере нагревания мундштука горелки количество кислорода постепенно увеличивается до в0=1,2ч1,3, после чего сварщик охлаждает горелку и вновь регулирует пламя.

Диаметр присадочной проволоки зависит от способа газовой сварки. Для левого способа он составляет большую величину, чем для правого. Диаметр присадочной проволоки d для сварки стали толщиной 6 до 15 мм может быть определен по следующим формулам:

для левого способа

для правого способа

При сварке стали толщиной более 15 мм диаметр проволоки выбирают равным 6-8 мм. Движения горелкой и присадочной проволокой оказывают значительное влияние на процесс формирования сварного шва. При сварке в нижнем положении правым способом без разделки кромок при толщине стали более 3 мм или при сварке стали относительно большой толщины левым способом (с разделкой кромок или без нее) наиболее распространенные движения горелкой и концом присадочной проволоки показаны на рис. 4. В этом случае концом присадочной проволоки совершают движения, обратные движениям сварочной горелки. При выполнении угловых или валиковых швов для получения нормальной формы валика горелке и присадочной проволоке придают движения, показанные на рис. 5. В этом случае сварщик быстро перемещает пламя и конец проволоки посредине шва и задерживает их по краям.

Рис. 4.

Рис. 5.

При сварке правым способом металла толщиной 5 мм пламя горелки углубляется в разделку шва (рис. 6) и перемещается вдоль шва без колебательных движений.

Рис. 6.

Рис. 7.

В этом случае процесс сварки ведут левым способом. Для получения гладкой и ровной поверхности шва требуется соблюдение двух основных условий: конец присадочной проволоки во избежание окисления не следует выводить за пределы средней зоны пламени; ядро пламени при приближении его к сварочной ванне для предотвращения науглероживания металла шва не должно касаться ее поверхности. Способ последовательного образования сварочных ванночек, или, как его иногда называют, «сварка каплями», позволяет получать весьма высокое качество сварного шва.