Сварка вентиляционных труб газом

Выбор источников питания, запорной и редуцирующей аппаратуры, а также предохранительных устройств ведется в зависимости от расхода и давления газа.
В состав стационарного рабочего поста для ручных работ входят:

      газоразборный пост для питания газами горелок или резаков;

      стол с приспособлениями для крепления обрабатываемых деталей;

      система местной вытяжной вентиляции для удаления вредных выделений, образующихся при проведении газопламенных работ;

      грузоподъемное приспособление для перемещения обрабатываемых изделий;

      противопожарный инвентарь и оборудование по согласованию с органами пожарного надзора.

Газоразборные посты, входящие в состав рабочего поста, могут быть встроены в стол или располагаться на трубопроводах потребления газов.

Рабочие столы для сварки должны быть оборудованы металлической плитой или кирпичной кладкой. Оснащение столов общим или местным вентиляционным устройством производится с учетом характера выполняемых работ.

На каждом рабочем посту должен быть необходимый инструмент (ключи) для подключения аппаратуры к источникам питания и устранения возможных неполадок в работе горелок и резаков.

Рядом со сварочным столом должно быть ведро с водой для охлаждения горелок в процессе работы.

При газовой сварке чугуна в дополнение к перечисленному оборудованию рабочего поста должны быть установлены нагревательные устройства (печь, горн и т. д.), которые следует располагать на расстоянии не менее 5 м от места работы. Вблизи него должны быть установлены также ящики с песком для медленного охлаждения деталей, склонных к трещинообразованию.

Газосварщики должны получить аттестацию на выполнение чалочных (стропильных) работ. Это связано с необходимостью извлекать из нагревательных устройств и транспортировать к месту сварки тяжелые детали и отливки.

В состав оборудования стационарного поста для механизированных работ входит также механизм перемещения инструмента и изделия (или одного из них). Так, стационарный рабочий пост для машинной кислородной резки включает собственно машину, раскроечный стол с системой вентиляции и газоразборные посты, расположенные на газопроводах, от которых газы подаются к резакам.

Столы для машинной резки обычно имеют либо неподвижные точечные, либо вставные опоры в виде полос толщиной 1,5 - З мм, поставленные на ребро. Такие столы выдерживают большие нагрузки и обеспечивают легкое удаление шлака. Иногда столы комплектуются специальными коробами-контейнерами, устанавливаемыми в приямке. Эти столы удобно использовать для механизированной уборки обрезей и мелких отходов после резки.

При кислородно-флюсовой резке на рабочем посту флюсопитатель следует располагать на расстоянии не менее 5 м от места резки.

2. Последовательность выполнения работы.

После получения металла со склада на заготовительном участке его подвергают первоначальной обработке: зачистке, правке и вырезке заготовок из тяжелых и громоздких кусков листового и профильного проката для облегчения транспортировки заготовок и дальнейших операций по изготовлению деталей. Нарезанные заготовки подвергают предварительной правке и последующей зачистке поверхности от загрязнений, ржавчины и окалины на дробеструйных установках. Правку проката производят, как правило, в холодном состоянии на правильных станках или вручную на правильных плитах. Вырезку заготовок осуществляют в большинстве случаев на отрезных станках по упорам. Наиболее распространенным способом резки низкоуглеродистых сталей является газопламенная (кислородная) резка. Изготовление деталей после предварительной обработки осуществляется рядом последовательных технологических операций: разметка, резка, штамповка, зачистка, правка, подготовка кромок шли отбортовка и гибка деталей. Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации заготовки. Разметку осуществляют с припуском.

Припуск – это разность между размером заготовки и чистовым размером детали. Припуск снимают при последующей обработке. Для разметки применяют разметочные столы или плиты необходимых размеров. Разметку осуществляют с помощью различных инструментов: стальной метр, стальная рулетка, металлическая линейка, чертилка, кернер, циркуль, штангенциркуль, рейсмус, угольник и др. Для механической прямолинейной резки листового металла применяются пресс-ножницы для продольной и поперечной резки. Зачистка металла осуществляется для удаления заусенцев с кромки деталей после штамповки. Для зачистки мелких деталей используют стационарные установки с наждачными кругами. Для зачистки крупногабаритных деталей применяют переносные пневматические или электрические шлифмашинки. Правку тонколистового металла производят в холодном состоянии на листо-правильных вальцах или прессах. Отбортовка кромок применяется для деталей из тонколистового металла для последующего стыкового соединения. Эту операцию производят на кромкогибочных прессах или специальных станках. Непосредственно перед сваркой осуществляется дополнительная очистка деталей механическими или химическими способами. Наиболее прогрессивным способом очистки деталей является травление в растворах кислот или щелочей. Гибка деталей и заготовок производится на металлогибочных вальцах, как правило, для изготовления различных емкостей цилиндрической формы. Деталь приобретает форму цилиндра и называется обечайка. Гибка деталей для получения других геометрических форм осуществляется на специальных станках или установках. Однако не всегда представляется возможным осуществлять подготовку металла под сварку с применением промышленного оборудования, например, в условиях строительно-монтажных работ, где детали собираются в узды и подгоняются по месту. Основные приемы технологии подготовки деталей под сварку (правка полосы и листа) приведены на рис. 1. Берется деталь и «на глаз» определяется ее кривизна или выпуклость (рис. 1, а), мелом отмечаются границы дефектов. Деталь кладется на правильную плиту (рис. 1, б) и молотками наносятся удары от края к середине выпуклости до полного и плотного прилегания поверхности детали к поверхности плиты (рис. 1, в, г). Правка полосы с изгибом в виде спирали показана на рис. 2. Один конец заготовки (2) зажимается в тиски (1), второй конец – в ручные тисочки (3). Рычагом (4) полоса раскручивается до ее выправления. Гибка деталей из полосового металла показана на рис. 3. Размечается линия гибки, деталь (4) устанавливается в тиски (1) с оправкой (3) и подложкой (2). Ударами молотка деталь загибают на угол 90° (рис. 3, а) или на другой заданный угол (рис. 3, б). Гибка труб в холодном и горячем состояниях показана на рис. 4. Гибочную оправку (1) закрепляют к верстаку (2) скобами (3) с двух сторон (рис. 4, а). Трубу вставляют в желоб оправки и под хомут (4). Плавно нажимая руками, свободный конец трубы сгибают по шаблону. На рис. 4, б показана гибка трубы в приспособлении. Труба (1) вставляется в приспособление между подвижным роликом (2) и роликом-шаблоном (5) так, чтобы конец трубы вошел в хомутик (6). Плавно нажимая рукоятку (3), поворачивают скобу (4) вокруг неподвижного ролика¬шаблона (5) до тех пор, пока труба не изогнется на нужный угол. При гибке трубы в нагретом (горячем) состоянии место изгиба трубы размечается мелом по шаблону. Один конец трубы закрывается заглушкой, труба заполняется песком (сухим, просеянным через сито). Второй конец трубы забивается заглушкой с отверстием для выхода газов. Труба вставляется в приспособление, нагревается пламенем горелки и изгибается по копиру.

Рис. 1 Правка полосы и листа

Рис. 2 Правка полосы в виде спирали

Рис. 3 Гибка деталей из полосового металла

Рис. 4 Гибка труб в холодном состоянии

Рис. 5 Разметка по шаблону и угольнику

Рис. 6 Кернение

Разметка по шаблону и по угольнику показана на рис. 5. Пластина (1), покрытая меловым раствором, кладется на разметочную плиту (2). На пластину накладывается шаблон (3) (рис. 5, а), чертилкой (4) прочерчивается по контуру шаблона риска. Разметку по угольнику можно производить только тогда, когда одна сторона имеет ровную обработанную поверхность (рис. 5, б). Угольник накладывается на размеченную поверхность детали и чертилкой наносятся риски в соответствии с чертежом детали. Угольник передвигается вдоль обработанной стороны. После нанесения рисок производится накернивание для сохранения очертания профиля заготовки. Кернение показано на рис. 6. Берется кернер (рис. 6, а) и острым концом устанавливается в центр разметочной риски (рис. 6, б). Поставить кернер необходимо вертикально (рис. 6, в) и затем нанести мягкий удар молотком. Резка металла ножовочным полотном показана на рис. 7. Чертилкой или мелом наносятся линии реза. Детали закрепляются в тисках, напильником делается пропил глубиной 1– 1,5 мм. Ножовочный станок устанавливается полотном в пропил и производится резка. При резке тонколистового металла полотно ножовки устанавливают под углом 90' по отношению к корпусу станка ножовки. Резка трубы труборезом показана на рис. 8. Отмечается мелом место резания по окружности трубы. Трубу (1) устанавливают в прижиме (2) между угловой выемкой основания прижима и сухарем (5), вращая рукоятку (3) с винтом (4). Подводится труборез (8) к месту разрезания. Подвижный ролик (6) подводится до соприкосновения со стенками трубы вращением рукоятки (7) трубореза по часовой стрелке. Труборезом делают один оборот вокруг трубы. Подвинув рукоятку трубореза на 1/4 оборота по часовой стрелке, вращают труборез и прорезают трубу на пол—оборота. После каждого вращения трубореза на пол— оборота рукоятку трубореза подворачивают на 1/4 оборота и так до полного отрезания трубы. Место реза смазывают маслом для охлаждения режущих кромок роликов.

Рубка металла по разметке на плите показана на рис. 9.

Рис. 7 Резка металла ножовочным полотном

Рис. 8 Резка трубы труборезом

Рис. 9 Рубка металла по разметке на плите: 1 – деталь (заготовка); 2 – плита; 3 —разметочная линия; 4 – отверстия под вырубку заготовки Детали устанавливаются на плите, наковальне и рельсе. Мелом отмечаются места рубки. Зубило устанавливают вертикально на риску (рис. 9, в) и разрубают деталь (рис. 9, а). Толстый листовой металл детали подрубают на половину толщины с обеих сторон. При рубке круглой заготовки ее необходимо поворачивать после каждого удара (рис. 9, б). Вырубание заготовок производят по разметке или по перемычкам отверстий заготовки (рис. 9, г, д). Подготовка металла под сварку с отбортовкой кромок показана на рис. 10. Чертилкой намечается линия гибки (рис. 10, а). Деталь устанавливают в тиски так, чтобы разметочная риска выходила за губку тисков (рис. 10, б). Тупо заточенным зубилом подгибают кромку мягкими ударами молотка (рис. 10, в, г, д).

Окончательную гибку завершают молотком по подогнутым кромкам до загиба кромки на угол 90° (рис. 10, е, ж). Подготовка металла под сварку с разделкой кромок показана на рис. 11. Деталь размечают под разделку кромок по заданным размерам (рис. 11, а). Устанавливают в тиски и зубилом срубают кромку по разметке (рис. 11, б, д). Размеры после снятия кромок проверяют шаблоном (рис. 11, в, г). Опиливание напильником кромок при подготовке деталей под сварку показано на рис. 12. Подготовленные детали после обработки кромок зубилом (рис. 12, а) обрабатываются напильником (рис. 12, б). После опиливания кромок их размеры проверяются линейкой или шаблоном (рис. 12, в, г).

Рис. 10 Подготовка металла под сварку с отбортовкой кромок

Рис. 11 Подготовка металла под сварку с разделом кромок

Рис. 12 Опиливание напильником кромок при подготовке деталей под сварку: 1, 2 – линейки; 3 – шаблоны.

Очистка кромок деталей перед сваркой показана на рис. 13. Очистка от ржавчины, масла, краски и других загрязнений производится металлической щеткой по ширине кромки (15—20 мм). Деталь размещают в тисках или на верстаке и зачищают кромки до металлического блеска (рис. 13, а, б, в). Очистку кромок пламенем горелки производят для удаления окалины (рис. 13, г), а оставшиеся загрязнения удаляют металлической щеткой. Разделка участков сварных швов с дефектами под последующую заварку показана на рис. 14, 15, 16 и 17. Размечается участок вокруг трещины для вырубки канавки (рис. 14, а). Просверливаются отверстия по концам трещины на глубину залегания трещины (рис. 14, б). Вырубается канавка крейц-мейселем-канавочником (рис. 15, а, б). Форма канавки и исходные очертания трещины показаны на рис. 14, в и 15, в. Сваренную деталь размещают на столе сварщика (рис. 16, а, б). Крейцмейселем снимают наплыв металла шва таким образом, чтобы проверить наличие непровара кромки детали под дефектом (рис. 17, а, б).

Рис. 13 Очистка кромок деталей перед сваркой

Рис. 14 Разметка участка вокруг трещины и просверливание отверстий по концам трещины

Рис. 15 Вырубка канавки крейцмейселем-канавочником

Рис. 16 Размещение детали на столе сварщика для удаления наплыва металла шва

Рис. 17 Удаление наплыва металла крейц-мейселем

Табл. 1 Размеры конструктивных элементов кромок при газовой сварке стыковых соединений листового проката ОСТЗ—5479—83

При ручной газовой сварке сварщик держит в одной руке сварочную горелку, а в другой – присадочную проволоку. Пламя горелки сварщик направляет на свариваемый металл так, чтобы кромки находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2—6 мм от конца ядра пламени (точка достижения максимальной температуры в восстановительной зоне). Нельзя касаться поверхности расплавленного металла концом ядра пламени, так как это вызывает науглероживание металла сварочной ванны. Конец присадочной проволоки должен находиться также в восстановительной зоне пламени или быть погруженным в сварочную ванну. Скорость нагрева металла регулируется изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемого металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла передается от пламени металлу. Металл будет быстрее нагреваться и будет обеспечено более глубокое проплавление металла (рис. 17). При сварке толстого или теплопроводного металла (например, меди) угол наклона мундштука должен быть больше, чем при сварке металла тонкого или с низкой теплопроводностью. На рис. 18 показаны углы наклона мундштука, которые следует выдержать при сварке сталей. Распределения жидкого металла по шву, а также регулирования скорости плавления кромок и присадочной проволоки достигают соответствующим перемещением сварочного пламени по шву. На рис. 19 показаны способы перемещения конца мундштука по шву. Перемещение пламени горелки вдоль кромок является основным движением при получении сварного шва. Поперечные или круговые движения концом мундштука являются дополнительными или вспомогательными и служат для регулирования скорости прогрева и расплавления кромок, способствуя образованию шва нужной формы.

Рис. 18 Влияние угла наклона мундштука горелки на глубину проплавления: а– сварка при малом угле; б – сварка при большом угле

Рис. 19 Углы наклона мундштука горелки в зависимости от толщины свариваемого металла

Рис. 20 Способы перемещения мундштука горелки при газовой сварке: 1 – незначительными колебаниями при сварке малых толщин; 2—полумесяцем;

3 — петлеобразно; 4 – полумесяцем с задержкой вдоль шва

Способ 1 применяют для сварки тонких листов, способ 2 для сварки листов средней толщины.

Необходимо стремиться к такому перемещению горелки, чтобы металл ванны всегда был защищен от действия окружающего воздуха газами восстановительной зоны пламени (способ 3). Способ 4, при котором пламя периодически отводится в сторону, применяется редко, так как это вызывает излишнее окисление металла кислородом воздуха. По способу перемещения горелки вдоль шва различают сварку левую и правую. Наиболее распространенным является способ левой сварки, который применяется при сварке тонких деталей, а также деталей из легкоплавких металлов и сплавов (рис. 21). Горелку перемещают справа налево присадочная проволока находится перед пламенем, которые, подогревают несваренный участок и присадочную проволоку. При левой сварке мощность пламени принимают 100—130 дм3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла.

Рис. 21 Левая сварка: а – схема движений мундштука и горелки; б – углы наклона мундштука и проволоки

Рис. 22 Правая сварка: а – схема движения мундштука и горелки; б – углы наклона мундштука и проволоки

При правой сварке (рис. 22) горелку ведут слева направо, а присадочная проволока перемещается вслед за горелкой. Пламя направляют на конец проволоки и сваренный участок шва. Мундштуком производят незначительные поперечные колебания. При сварке толщин менее 8 мм мундштук перемещают вдоль оси шва без колебаний. Конец присадочной проволоки держат погруженным в сварочную ванну и спиралеобразными движениями перемешивают им жидкий металл для облегчения удаления окислов и шлаков. Тепло пламени при правой сварке рассеивается в меньшей степени, чем при левой сварке. В этом случае угол раскрытия кромок деталей можно уменьшить, особенно при больших толщинах. При меньшем угле разделки кромок снижается количество наплавленного металла и расход присадочной проволоки, а также уменьшается коробление изделия от усадки металла шва. Правую сварку применяют при толщине металла свыше 5 мм с разделкой кромок. Качество шва при правой сварке выше, так как металл лучше защищен факелом пламени. Пламя одновременно сжигает наплавленный металл и замедляет его охлаждение. Естественно, что правая сварка больших толщин оказывается более производительной, чем левая. Скорость правой сварки в среднем на 10—20 % выше скорости левой сварки. Экономия газов составляет 10—15 %. Мощность пламени при правой сварке сталей принимают 120—150 дм3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла. Диаметр присадочной проволоки для сварки низкоуглеродистых сталей принимают в зависимости от способа сварки: для левого способа d = S + 1 (мм); для правого способа d = S (мм), где d – диаметр присадочной проволоки, мм; S – толщина свариваемой детали, мм. В практике газовой сварки существует множество различных способов и приемов, особенно при ремонтных и монтажных работах.