Газовая сварка

Лучшим способом окончания  шва  будет  заполнения  кратера металлом в следствии прекращения поступательного движения электродов в  дугу и медленного удлинения дуги до ее обрыва.

 

 

3.4 Легированная теплоустойчивая сталь

 

 

Теплоустойчивые стали по микроструктуре подразделяются на стали перлитного класса (12МХ, 12Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1ТР и др.) и стали мартенситного класса(15-5; 15-5М).

Все теплоустойчивые легированные стали поставляются потребителю после термической обработки (закалка плюс термический отпуск, отжиг). Если рабочая температура изделий из сталей (трубы паронагревателей, детали газовых турбин, трубы печей нефтезаводов и др.) не превышает 600 °С, то они изготавливаются из высоколегированной жаростойкой и жаропрочной стали.

Для дуговой сварки теплоустойчивой  стали, ГОСТ 9467-75 предусматривается 9 типов  электродов (Э-0,9 М Э-0,9 МХ, Э-0,9 XI, Э-0,5 Х2М, Э-0,9 Х2МI, Э-0,9 MIМФ, Э-10 XIMIHФБ, Э-10 ХЗMIБФ, Э-10 Х5МФ).

Технологией сварки легированных теплоустойчивых сталей любой марки предусматривается предварительный или сопутствующий местный или общий подогрев свариваемого изделия, который обеспечивает структурную однородность метала шва с основным металлом и термическую обработку сварного изделия.

Подогрев свариваемого изделия необходим для устранения в металле трещин от сварки. Лучшая термическая обработка сварных  изделий из теплоустойчивой стали  – закалка и высокий отпуск. На практике применяют только высокий  отпуск или отжиг с нагревом до температуры около 780°С. Для сварки теплоустойчивыйх сталей в монтажных условиях при невозможности подогрева и последующей термообработки применяют электроды марки АН-ЖР-2.

В этом случае в металле шва содержания никеля будет не менее 31% и металл шва получит аустенитную структуру. Электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях. Широко используется для сварки теплоустойчивых легированных сталей покрытые электроды серией СЛ/СНИИТ маш, легированные стали, например СЛ-14, СЛ-30 и др./ сварку теплоустойчивых легированных сталей покрытыми электродами производят на тех же режимах, что и сварку низколегированных конструкционных. При сварке необходимо полностью проверить корень шва, для чего первый слой выполняют электродам, Ш2-3мм. Большая часть электродов требует сварки на постоянном токе обратной полярности.

Техника сварки теплоустойчивых сталей аналогична технике сварки низкоуглеродных  сталей. Многослойную сварку выполняют  каскадным способом без охлаждения каждого выполненного слоя шва.

Под режимом  сварки понимают группу показателей, определяющих характер протекания процесса сварки. Эти показатели  влияют  на количество теплоты, вводимой в изделие при сварке.

Основными показателями режима сварки  являются: 

- диаметр  электрода,

- сварочный ток,

- напряжение на дуге,

- скорость сварки.

Дополнительными показателями режима  сварки  являются:

- род и полярность  тока, 

- тип  и  марка  покрытого  электрода, 

- угол  наклона электрода,

- температура предварительного нагрева металла.

Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к  определению диаметра электрода  и сварного тока. Скорость сварки и  напряжение на дуге  устанавливается  самим сварщиком в зависимости от вида сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве.

Диаметр электрода  выбирается в зависимости от толщины  свариваемого  металла,  типа  сваренного соединения, типа шва и.т.д.

Ток выбирают в  зависимости от диаметра электрода  по формуле:

          J =Кd, где К=35: 60А/мм, d- диаметр электрода.

Малый сварочный ток ведет к  неустойчивому  горению  дуги, непровару и малой производительности. Чрезмерно большой ток ведет к  сильному  нагреву  электрода  при  сварке, увеличению скорости плавления электрода и непровару, повышенному разбрызгиванию электродного материала и ухудшению формирования шва.

Уменьшение  диаметра  электрода  при  постоянном  сварочном токе повышает плотность тока в электроде и глубину проварки. С  уменьшением  диаметра  электрода  ширина  шва  уменьшается,  вследствие уменьшения катодного и анодного пятен. С изменением  тока меняется глубина провара. Под влиянием давления дуги, которое увеличивается с возрастанием тока, расплавленный металл вытесняется из-под основания дуги, что может привести к сквозному проплавлению.

С изменением  тока  меняется  глубина провара. Повышение напряжения дуги за счет  увеличения ее длины  приводит  к снижению сварочного тока и глубины провара. Ширина шва при этом  повышается независимо от  полярности  сварки.  С  увеличением  скорости  ручной  сварки глубина провара и ширина шва понижаются.

 

 

 

3.5

 

 

Техника выполнения сварки теплоустойчивых сталей  аналогична технике сварки низкоуглеродистой  стали. Термообработка сварного стыка  необходима: ее можно выполнять сварочной  горелкой, а еще лучше еще более  мощной в зависимости от диаметра толщины труб и других условий. Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0.2% углерода, сваривают при использовании типовых сварочных материалов. В зависимости от степени ответственности свариваемого изделия пользуются электродами типов Э38, Э42, Э42А.

Электроды типа Э38 применяют для изготовления неответственных  изделий. Э42 – для ответственных  и Э42А – для особо ответственных  изделий.

Для сварки изделий  из толстых листов (15мм) и в неудобном  для сварщика положении следует  использовать электроды с повышенной прочностью направленного металла типов Э46 и Э46А. Это объясняется тем, что выполнение  многослойных швов больших сечений в неудобных положениях трудно осуществить без дефектов. Гарантия прочности соединения достигается применением электродов, дающих повышенную прочность металла шва.

Среднеуглеродистые  стали, содержащие от 0.2-0.45% углерода, сваривают  с применением дополнительных приемов, чтобы при сварке не образовались трещины. Стали марок ВСТ-4 различной  степени раскисления и различных категорий и марки 25 при неправильно выбранном типовом режиме сварки, могут образовать трещины, главным образом, в угловых швах или в первом слое многослойного стыкового шва, сваренного без зазора между листами в последних швах изделий, имеющих большую жесткость или если сварка выполняется при низкой температуре воздуха. Во всех случаях технологию сварки нужно строить для сталей, указанных марок так, чтобы скорости охлаждения металла шва были по возможности небольшими.

Высокую стойкость металла шва против трещин и необходимые механические  свойства сварного соединения обеспечивают покрытые электроды марок УО-НИИ-13/45, УО-НИИ-13/55, АНО-7, АНО-8, АНО-11.

Низколегированные, среднеуглеродистые более 0.22% углерода, конструкционные стали(17ГС, 35ХМ)применяют обычно в термообработанном состоянии. Технология сварки этих деталей подобна технологии сварки среднелегированных сталей.

Среднелегированные  стали (ГОСТ4543-71)обладают высоким значением временного сопротивления разрыву(600-2000 МПа) и высокой стойкостью против перехода в хрупкое состояние, поэтому их применяют для конструкций, работающих при низких или высоких температурах, при ударных нагрузках, в агрессивных средах.

Среднелегированные  стали чувствительны к нагреву. При сварке они могут закаливаться, перегреваться, образовывать холодные трещины, что затрудняет их сварку. Эти стали свариваются покрытыми электродами с основным покрытием на постоянном токе с обратной полярностью, швы выполняются многослойным каскадом и блочным способами.

Технология сварки должна предусматривать низкие скорости охлаждения металла шва. Существенно способствует предупреждению трещин в металле при повышении его температуры более 150С. Длина степени каскадной сварки должна выбираться из расчета, указанного разогрева металла предыдущего слоя шва перед положением последующего слоя шва. Марки электродов при сварке среднелегированных сталей выбирают в зависимости от вида термической обработки сварного соединения.

ГАЗОВАЯ СВАРКА

 

 

Одной из важнейших  отраслей сварочного производства  является газопламенная обработка. Она охватывает также широко распространенные в промышленности и строительстве технологические процессы, как газовая сварка, наплавка, пайка, газовая и газоэлектрическая резка, термическая правка с применением газового пламени, плазменная поверхностная закалка, газовая металлизация, сварка и напыление пластмасс и других неметаллов.. Наибольшее применение из представленных способов газопламенной обработки, имеют сварка, пайка и термическая резка.

Газовая сварка относится к термическому классу. Источником нагрева при газовой сварке служит пламя сварочной горелки, получаемое сжиганием горючего газа в смеси с технически чистым кислородом. Газовую сварку выполняют как  с применением присадочной проволоки, так и без нее, если формирование шва возможно за счет расплавления кромок основного металла.

Этим способом можно сваривать  почти все металлы, применяемые  в технике. Такие металлы, как  чугун, медь, свинец, латунь, легче поддаются  газовой сварке, чем дуговой. Широкое  применение в настоящее время получили многопламенные горелки, позволяющие нагревать значительную поверхность металла и используемые при газопрессовой сварке. К преимуществам газовой сварки можно отнести и то, что она не требует сложного, дорогого оборудования и источника электроэнергии.

Недостатками газовой  сварки являются понижение производительности с увеличением толщины свариваемого металла и большая зона нагрева. Однако, при правильном выборе мощности и вида сварочного пламени и марки присадочной проволоки газовая сварка обеспечивает получение качественных сварных соединений.

Рабочее место  сварщика, оборудованное всем необходимым  для выполнения сварочных работ, называется сварочным постом. Для  организации газосварочного поста  необходимы:

• кислородный баллон с редуктором;
• ацетиленовый генератор для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовый баллон с редуктором (при централизованной подаче кислорода и горючих газов по трубопроводам надобность в постовых ацетиленовых генераторах, ацетиленовых и кислородных баллонах на рабочих местах отпадает);
• резиновые рукава для подачи кислорода и ацетилена в горелку или резак; 
  сварочные горелки с набором наконечников, для резки — резаки с комплектом мундштуков и приспособлениями для резки;
• присадочная проволока для сварки и наплавки;
• флюсы, если они требуются для сварки данного металла;

• принадлежности для сварки и резки; 
  сварочный стол и приспособления для  сборки;
• средства   пожаротушения ящики с песком,  огнетушители,   лопаты,   ведра и др.

 

     4 ОБОРУДОВАНИЕ

 

 

   4.1 Кислородный баллон

 

Для газовой сварки и  резки кислород добавляют в стальных кислородных баллонах типа 150 и 150Л. Кислородный баллон представляет собой  стальной цилиндрический сосуд, имеющий  выпуклое днище, на которое напрессовывают башмак, сверху баллон заканчивается горловиной. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается запорный вентиль. На горловину для защиты вентиля навертывается предохранительный колпак. Наибольшее распространение при газовой сварке и резке получили баллоны вместимостью 40 дм³. Масса баллона без газа - 67 кг. Они рассчитаны на рабочее давление -150 кгс/см², а испытательное - 225 кгс/см². На сварочном посту кислородный баллон устанавливают в вертикальном положении и закрепляют цепью или хомутом. Для подготовки кислородного баллона к работе отвертывают колпак и заглушку штуцера; осматривают вентиль, чтобы установить, нет ли на нем жира или масла; осторожно открывают вентиль баллона и продувают его штуцер, после чего перекрывают вентиль; осматривают накидную гайку редуктора; присоединяют редуктор к вентилю баллона; устанавливают рабочее давление кислорода регулировочным винтом редуктора. При окончании отбора газа из баллона необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было не меньше 0,5-1,0 кгс/см². При транспортировке баллонов к месту сварки необходимо твердо помнить, что запрещается перевозить кислородные баллоны вместе с баллонами горючих газов. При замерзании вентиля кислородного баллона отогревать его надо ветошью, смоченной в горячей воде.

Причинами взрыва кислородных  баллонов могут быть попадания на вентиль жира или масла; падения  или удары баллонов; появление  искры при слишком большом  отборе газа (электризуется горловина  баллона); нагрев баллона каким-либо источником тепла, в результате чего давление газа в баллоне станет выше допустимого. Кислородный баллон окрашивают в голубой цвет.

 

 

4.2 Ацетиленовый  баллон.

 

Ацетиленовые  баллоны заполнены пористой массой(древесный  уголь, пемза, инфузорная земля), образующей микрообласти, необходимые для безопасного хранения ацетилена. Микрообласти заполняются ацетоном, растворяющим ацетилен. Один объем ацетона растворяет при нормальной температуре и добавлении 23 объема ацетилена. Давление растворенного ацетилена в наполненном баллоне не должно превышать 1,9 МПа при 20°С.