Пламък за тестване на заваряване
Челябински държавен индустриален и хуманитарен колеж
По дисциплина: "Технология на газовото заваряване"
Курс V група 505z
Форма на обучение: задочна
1. Структура и състав на окси-ацетиленов пламък при различно съдържание на кислород и горими газове в горящата смес
2. Химично взаимодействие на пламък с метал
3. Температура на окси-ацетиленов пламък и пламък, използващ заместителни газове за ацетилен
Фиг. 4. Зависимост на нагряването на метала от състава на горимата смес, разхода на гориво, ъгъла на наклона на пламъка към повърхността на метала, скоростта на пламъка, дебелината и топлофизичните свойства на метала
Окисляване на метал по време на заваряване. Металът се окислява главно от газовете на пламъка на горелката или от проникването на атмосферен кислород от околната среда. Окисляването на разтопения метал от оксиди (отлагания, ръжда), разположени върху повърхността на заварения метал или телта за пълнене, също може да бъде от известно значение.
В резултат на изгарянето на тези елементи свойствата на стоманата се променят. Например, когато въглеродът изгаря, се образува въглероден оксид, който, напускайки банята, предизвиква кипене и засилва разпръскването на метала на заваръчната вана - шевът се оказва порест с намалени механични свойства.
Когато горими газове или пари от горими течности се изгарят в смес с търговски чист кислород (или въздух), се образува заваръчен пламък.
Той е характерен и за повечето газоокислителни смеси.
Ядката е ослепително бяла на цвят, има формата на конус със заоблен край. В сърцевината има постепенно нагряване до температурата на запалване на газовата смес, идваща от мундщука. Зоната за възстановяване има много повечетъмен цвят от сърцевината и най-висока температура на разстояние 3 - 5 mm от ръба на сърцевината. Ацетиленът изгаря в горелката за сметка на атмосферния кислород. Нормален пламък се използва за заваряване на нисковъглеродни, нисколегирани и високолегирани стомани, както и на мед, магнезиеви сплави, алуминий, цинк, олово и др.
В зависимост от съотношението на сместа ацетилен-кислородният пламък може да бъде нормален, карбуризиращ (ацетилен) и окислителен (фиг. 2). Ацетиленът гори в смес с чист кислород съгласно следната реакция:
Продуктите от непълно изгаряне изгарят поради кислорода на околния въздух според реакцията
Така, на фиг. 1, обемът на ацетилена изисква 2,5 обема кислород.
На практика, поради известно замърсяване на чист кислород, се образува нормален пламък с малко по-голямо количество чист кислород, т.е. със съотношение на смес B \u003d O2 / C2 H2 = 1,1 + 1,2. когато съотношението на сместа B= O2 / C2 H2 е 1,2, пламъкът става окислителен. Сърцевината на пламъка се скъсява и изостря.
2. Химично взаимодействие на пламък с метал
При дефинирането на понятието заваряемост се прави разлика между металургична и технологична заваряемост.
Металургичната заваряемост се определя от процесите, протичащи в зоната на топене на заваряваните части, в резултат на което се образува цялостно заварено съединение. На границата на контакт между съединяваните части протичат процеси, чието протичане се определя от свойствата на съединяваните метали.
Заваряванеразнородни метали може да не се появят, тъй като свойствата на такива метали понякога не са в състояние да осигурят необходимите физични и химични процеси в зоната на топене, следователно тези метали нямат металургична заваряемост.
Под технологична заваряемост се разбира възможността за получаване на заварено съединение, определено от видовете заваряване. При различни видове заваряване се получава окисление на компонентите на сплавта. В стоманата например въглеродът, силицийът, манганът изгарят, а желязото се окислява. Технологичната заваряемост установява оптималните режими и методи на заваряване, технологичната последователност на заваръчните операции, осигуряващи необходимото заварено съединение.
По време на процеса на заваряване могат да се образуват пукнатини в заварената връзка. По местоположение спрямо оста на шева те могат да бъдат надлъжни и напречни. Пукнатините са най-опасният дефект, тъй като тяхната корекция изисква непоправим брак.
3. Температура на окси-ацетиленов пламък и пламък, използващ заместващи газове за ацетилен
При заваряване на метали могат да се използват други газове и пари от течности. За ефективно нагряване и разтопяване на метала по време на заваряване е необходимо тона на пламъка да бъде приблизително два пъти по-висок от тока на разтопяване на заварявания метал. Изгарянето на различни горими газове изисква различно количество кислород, подаден към горелката.Газовете заместители на ацетилена се използват в много индустрии. Следователно тяхното производство и добив в голям мащаб и те са много евтини, това е основното им предимство пред ацетилена. Поради по-ниската температура на пламъка на тези газове, тяхното използване е ограничено до определени процеси на нагряване и топене на метали.
При заваряване на стомана с пропан или метан,използвайте заваръчна тел, съдържаща повишено количество силиций и манган, използвани като дезоксиданти, а при заваряване на чугун и цветни метали използвайте потоци.
Газове - заместители с ниска топлопроводимост са неикономични за транспортиране в бутилки. Това ограничава използването им за обработка с пламък.
4. Зависимостта на нагряването на метала от състава на горимата смес, разхода на гориво, ъгъла на наклона на пламъка към повърхността на метала, скоростта на пламъка, дебелината и топлофизичните свойства на метала
Силата на пламъка на горелката се определя от количеството ацетилен, преминаващо през горелката за един час и се контролира от върховете на горелката. Силата на пламъка се избира в зависимост от дебелината на заварения метал и неговите свойства.
Количеството ацетилен на час, необходимо за 1 mm от дебелината на заварения метал, се установява от практиката.
При заваряване на нисковъглеродна стомана се изисква 100 - 130 dm 3 ацетилен на час на 1 mm от дебелината на заварения метал.
За заваряване на мека стомана с дебелина 4 mm минималната мощност на заваръчната горелка ще бъде 400 dm 3 / h, най-високата 520 dm 3 / h.
За заваряване на различни метали е необходим определен вид пламък - нормален, оксидиращ, карбуризиращ. Газовият заварчик регулира и настройва вида на заваръчния пламък на око. Заварчик на пламъчна горелканасочва към метала, който ще се заварява, така че заваряваните ръбове да са в зоната на редукция на разстояние 2–6 mm от края на сърцевината. Краят на телта за пълнене трябва да е в зоната на редукция или в заваръчната вана.
Скоростта на нагряване се контролира чрез промяна на ъгъла на наклона на мундщука към повърхността на заварявания метал (фиг. 2). Стойността на ъгъла се избира в зависимост от дебелината и вида на заварения метал. В началото на заваряването, за по-добро нагряване на метала, ъгълът на наклон се задава по-голям, след това, когато заваряваният метал се затопли, той се намалява до стойност, съответстваща на дадена дебелина на метала, а в края на заваряването постепенно се намалява, за да се запълни по-добре кратера и да се предотврати изгарянето на метала.
Фигура 2. Ъгъл на наклон (a) и методи за преместване на мундщука на горелката (b).
Дръжката на горелката може да бъде разположена по оста на шева или перпендикулярно на нея. Тази или тази позиция се избира в зависимост от условията на работа на газовия заварчик, така че ръката на заварчика да не се нагрява от топлината, излъчвана от нагрятия метал.
1. Соколов I. I. Газово заваряване и рязане на метали: Пред. И допълнително. - М.: Vysshk., 1986 (Професионално образование).