Газова заварка и наваряване
Източникът на топлина при газовото заваряване е пламъкът, получен от изгарянето на горими газове в търговски чист кислород. Като горими газове се използват ацетилен, природен газ, пропан-бутан, бензинови и керосинови пари и др.. Поради лекотата на заваряване и получаване на висока температура на пламъка, най-често се използва кислородно-ацетиленово заваряване.
Газовото заваряване и наваряване е по-ниско от електрическата дъга в следните позиции.
Голяма зона на топлинно въздействие води до големи деформации на частта по време на заваряване.
Разходите за газ са по-високи от разходите за електричество.
Трудността на механизацията и автоматизацията.
По-ниска производителност, т.к. максималната температура в зоната на горене на газ (ацетилен) е 3150 ° С, а в зоната на горене с електрическа дъга - 6000 ° С.
Експлозивност на горими газове и кислород.
Въпреки тези недостатъци, газовото заваряване се използва широко при ремонта на машини, т.к. ефективен при заваряване на тънколистов материал на кабини, каросерии, резервоари и радиатори, чугунени и алуминиеви части, при ремонт и монтаж на тръбопроводи. Предимствата на газовото заваряване са простотата и високата транспортируемост на оборудването, възможността за извършване на работа при липса на електрическа мрежа и удобството за регулиране на процеса по време на заваряване. Важна е възможността за използване на газов пламък за запояване и рязане на метали.
Заваряването с ацетилен-кислород се извършва (фиг. 2.46) по време на изгарянето на ацетилен в кислород, доставян от кислороден цилиндър и в кислород във въздуха.
В 1-ва зона, в така нареченото ядро, сместа се нагрява до запалване и настъпва частично разлагане на ацетиленовите молекули:
Във 2-ра зона, наречена заваръчна част, се изгаря ацетиленчист кислород, подаван от цилиндър:
C 2 + H2 + O2 ® CO + H2.
В третата зона, наречена факла, ацетиленът изгаря в атмосферен кислород:
CO + H 2 + O2 ® CO2 + H2O.
В зависимост от подаването на кислород могат да се получат нормален, оксидиращ и карбуризиращ пламък. При нормален пламък горивото изгаря напълно; това изисква съотношение на кислород към ацетилен 2,5:1, като 1,1 ... 1,15 от него идва от цилиндъра, а останалото е кислород от въздуха. Оксидиращ пламък (излишен кислород) се използва за рязане на метали и за заваряване на месингови части. При заваряване на чугун, алуминий и меки стомани се използва карбюризиращ пламък (с излишък на ацетилен в газовата смес).
Кислородът се получава (фиг. 2.47) чрез дълбоко охлаждане на въздуха до температура от -194,5 ° C. При тази температура кислородът вече ще бъде в течно състояние (температурата му на втечняване е -183 ° C), а азотът все още ще бъде в газообразно състояние, тъй като температурата му на втечняване е още по-ниска (-196 ° C).
Кислородът се съхранява в цилиндри (син или син цвят) при първоначално налягане от 15 MPa. Най-често се използват 40 литрови бутилки, а за малки обеми работа - 5 и 10 литрови бутилки. Преди работа на цилиндъра се поставя кислороден редуктор, с помощта на който се настройва и автоматично се поддържа налягането на кислорода, подаван към газовата горелка (0,2 ... 0,4 MPa) или кислороден нож (1,2 ... 1,4 MPa) по време на работа.
Маслата и мазнините в кислородна атмосфера могат да се запалят спонтанно, поради което трябва да се вземат специални предпазни мерки по време на работа: не допускайте мръсни парцали и мазни парцали на работното място и работете в неомаслени ръкавици.
Ацетилен C2H2 се получава чрез взаимодействие на калциев карбид CaC2 с вода:
CaC2+ H2O ® C2H2 +Ca(OH)2.
От 1 kg търговски чист калциев карбид се получават 230 ... 300 литра ацетилен.
Ацетиленовите генератори се изработват по различни схеми:
1. „Карбид към вода“ - калциевият карбид от бункера, в зависимост от налягането на ацетилена, периодично изтича през захранващото устройство във водата. Тези генератори са най-производителни и най-малко експлозивни.
2. Вода върху карбид - вода се подава към ретортата с калциев карбид в зависимост от налягането на ацетилена. Тези генератори са с малък капацитет, преносими, ниско налягане.
3. Потапяне и изместване - в зависимост от налягането на ацетилена, в първия случай, когато налягането е превишено, кошница с калциев карбид се издига от водата, а във втория случай водата се измества от калциевия карбид в съответния съд. Това също са малки производителни и преносими генератори.
4. Комбинирани схеми.
Предпазните водни уплътнения се използват за защита на ацетиленовите генератори от експлозия по време на обратен огън.
По налягане ацетиленовите генератори се разделят на:
- ниско налягане (0,001…0,01 MPa);
- средно налягане (0,01…0,15 MPa);
- високо налягане (>0,15 MPa).
Ацетиленът в компресирано състояние (3,5 MPa) може да се съхранява в 40, 10 и 5 литрови бутилки (бял цвят). Тъй като ацетиленът е експлозивен и запалим, са необходими специални мерки за неговото съхранение. Ацетиленът се разтваря много добре в ацетон (23:1) и в разтворимо състояние не експлодира при налягане до 1,6 MPa, а ако има пореста маса в цилиндъра (активен въглен, пемза, ...) не експлодират при много високо налягане (над 16 MPa). Използването на лята пореста маса (LPM) в цилиндрите е много ефективно. В допълнение към повишената експлозивност, 40-литровите цилиндри с маса LSM абсорбиратдо 7,4 кг ацетилен, а с активен въглен - само 5 кг.
Според принципа на смесване на газовете заваръчните горелки могат да бъдат: инжекторни и неинжекторни. В инжекционните горелки кислородът при налягане от 0,2 ... 0,4 MPa се подава през контролния клапан в инжектора, през надлъжните жлебове на които се всмуква ацетилен, чийто дебит също се регулира от клапана. Горелките имат до 9 сменяеми накрайника, които ви позволяват да заварявате метални части с различна дебелина. Колкото по-голям е номерът на върха, толкова по-голям е диаметърът на отвора на горелката и следователно по-голяма е консумацията на газ, така че могат да се заваряват по-дебели части. В зависимост от дебелината на детайла се избира обхватът на газовия поток (номер на горелката), а в процеса на заваряване оптималната мощност на горене се избира по-точно чрез завъртане на ацетиленовия вентил на горелката и необходимия тип пламък (неутрален, окислителен или редуциращ) се избира от клапана за подаване на кислород. В неинжекторните горелки горимият газ и кислородът се подават под същото налягане (0,05 ... 0,1 MPa) в смесителната камера, излизат от мундщука и изгарят. Тези горелки са по-малко универсални, трудни за управление и се използват за заваряване на много тънки материали.
Технология на газовото заваряване.
Диаметърът на телта за пълнене d се избира в съответствие с дебелината на заварения метал h:
Мощността на горелката се избира в зависимост от дебелината h на заваряваните части и топлопроводимостта k на материала. Почасовата консумация на ацетилен А се намира по формулата:
където - h е дебелината на детайла в mm;
k - коефициент на специфична консумация на ацетилен в литри за време на заваряване (час) на единица дебелина на детайла, l / h x mm (k = 100 ... 120 l / h x mm стоманени части; k = 110 ... 140 l / h x mm-h железни части; k = 60 ... 100 l / h x mm - алуминиеви части).
С увеличаване на дебелината на заварения метал е необходимо да се осигури по-голяма концентрация на топлинна енергия и следователно по-голям ъгъл на наклон на горелката (фиг. 2. 48) към повърхността на заваряваната част.
В зависимост от часовото потребление на газ се избира номерът на върха на газовата горелка (Таблица 2.1).
При h 5 mm се използва дясно (фиг. 2.49) заваряване (горелката се движи отляво надясно Þ пред телта за пълнене). Това заваряване осигурява дълбоко проникване и висока производителност, висококачествен шев поради по-добра защита на разтопения метал чрез пламък от горим газ и бавно охлаждане на заваръчния шев, малка зона на топлинно въздействие и по-малко деформация на продукта.
Газовото заваряване е вид газово заваряване. Металът на детайла се нагрява от пламъка на горелка с много дюзи, докато премине в пластично състояние (1200 ... 1300 ° C) и се заварява чрез прилагане на специфично натоварване от 15 ... 25 MPa. По този начин е възможно да се свързват тръби, релси и др.