Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РАБОТА №I
ГАЗОВАЯ СВАРКА
Цель работы: изучение технологий и ознакомление о оборудо ванием сварочного поста газовой сварки.
Газовая сварка - сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей производится газовым пламенем свароч ной горелки.
I. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
строчного поста
Для газовой сварки необходимо иметь материалы, горючий газ и кислород; присадочную сварочную проволоку; флюсы. Для оборудования сварочного поста требуются: ацетиленовый генератор (или ацетиленовый баллон с редуктором); кислородный баллон с редуктором; сварочная горелка, шланги.
I.I Горючие газы, кислород и оборудование сварочного поста
Б качестве горючего газа применяют ацетилен и его заменители (водород, природный газ, пропанобутановые смеси я др.). Заменители дешевле ацетилена, но его применяют чада, так как он даёт наиболее высокую температуру плавления (3150°С) и выделяет наибольшее количество тепла.
Ацетилен получают непосредственно на местах сварочных ра бот из карбида кальция (СаС2) в ацетиленовых генераторах или доставляют в ацетиленовых баллонах. Карбид кальция получают сплавлением извести и кокса в электропечах, транспортируют в закрытых стальных барабанах. В генераторах при воздействии во ды на карбид кальция получают ацетилен (С2Н2) по реакции:
СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(0Н)2 (I)
Ацетиленовые генераторы по способу применения и производительности могут быть передвижными о малой производительности) до 3 м3/ч и стационарные о большей производительностью. По давлению вырабатываемого ацетилена: низкого -0,01 МПа (0,1ати) и среднего - 0,01...0,15 МПа (0,1...1,5ати) давления. Генераторы низкого давления более отвечают требовании, техники безопасности, но повышение давления газа улучшает технологические условия сварки. Но способу взаимодействия с во дой различают три основные системы генераторов.
В генераторах КВ - "карбид в воду" куски карбида кальция забрасываются небольшими порциями в воду. При этом происходит полное разложение карбида кальция с выделением хорошо очищен ного от примесей и охлажденного ацетилена. Генераторы обеспечи вают наибольший выход ацетилена и выпускаются в основном стационарными.
В генераторах ВК - "вода на карбид" - карбид кальция загру жают в реторты, в которые подается вода. В контактной системе ВВ - "вытеснением вода" - карбид кальция периодически вступает в контакт с водой в зависимости от расхода ацетилена. Системы "вода на карбид" и контактная используются преимущественно в генераторах передвижных малой производительности.
Для предохранения генератора от взрыва при обратном ударе служит предохранительный водяной затвор. Обратный удар, или воспламенение горю чей смеси в каналах горелки и распространение пламени по шлангу от горелки к генератору, может произойти при перегреве наконеч ника, засорении горелки и др. Водяные затворы, аналогично генера торам, могут быть низкого и среднего давления.
Ацетилен на места сварочных работ поставляют в баллонах белого цвета вод давлением 1,9 МПа (19атп). Ацетилен взрывоо пасен при сжатии свыше 0,175 МПа (1,75ати), а также при одно временном повышении температуры и давления до определенных зна чений и в других случаях. Для уменьшения взрывоопасности сжа того ацетилена баллоны заполняются пористой массой активирован ного угля или пемзы и заливаются ацетоном, в котором растворяет ся ацетилен. Использование ацетилена из баллонов более целесообразно, так как по сравнению с ацетиленом, полученным из генера торов на местах сварки, он более чист, сварочная установка компактнее, проще и др. Рабочее давление ацетилена 0,01... 0,15МПа (0,1,...1,5ати)..Для понижения давления отбираемых из баллонов газов до рабочего и для поддержания этого давления постоянным во время работе применяются редукторы.
Редукторы различаются по конструкции (одно-, двухкамерные и др.) и по применяемым газам (кислородные, ацети леновые и др.). Снижение давления газа в камерах низкого давления редуктора происходит путем его расширения в одной или после довательно в двух камерах. Большее применение имеют редукторы однокамерные, как более простые по конструкции. Давление газа измеряется манометрами, один из которых измеряет давление газа в баллоне, а второй - давление на выходе из редуктора (рис.1).
Рис.1. Схема устройства (а) и общий вид
редуктора (б)
Редукторы для различных газов отличаются устройством присоединительной части, соответствующим устройству вентиля баллонов
данного газа. Кислород получают из воздуха методом глубокого ох лаждения, хранят и транспортируют в баллонах синего или голубо-! го цвета под давлением 15 МПа (150ати). Баллоны взрывоопасны при нагреве (не допускается ставить их ближе 5 м от открытых источников нагрева), при ударе; при соприкосновении с маслом происходит их самовозгорание, которое может привести к взрыву. Рабо чее давление кислорода при сварке составляет 0,3...0,5 МПа (3...5атя), понижается и поддерживается постоянным при работе кислородным редуктором, который устанавливается на баллон.
Для регулируемого смешения газов и создания направленного сварочного пламени применяется сварочная горелка. Горелки разделяются на инжекторные и безинжекторные, для газообразных горючих и жидких (пары керосина), на одноплеменные и многопламенные, универсальные и специализированные, ручные л машинные. Наибольшее распространение имеют горелки инжекторные одноплеменные универсальные для ацетиленокислородной сварки. В инжекторных горелках поступление ацетилена в смесительную камеру осуществляется посредством инжектирующего действия ((подсоса) кислорода. Такие горелки (рис.2 а) состоят из пос тоянной части - ствола I и сменной части- наконечника 2. Ствол 1 имеет кислородную и ацетиленовую трубки (3, 4) и вентили для регулирования подачи газов (5, 6). Наконечник состоит из инжектора 7 и трубки 8 со смесительной камерой 9. Кислород из баллона под давлением 0,3...0,5 МПа (3...5ати) через трубку 3, расположенную внутри ствола I, поступает в сопло инжектора 7. Выходя из сопла с большой скоростью, кислород создает разреже ние в смесительной камере а, в которую засасывается ацетилен, поступающий через трубку 4. Образовавшаяся смесь выходит из на конечника 2 горелки и, сгорая, образует сварочное пламя. Регули ровку подачи газов осуществляют вентилям 5 и 6, устройство ин жекторной части горелки показано на рис. 2б. При горелке имеет ся набор сменных наконечников, номер которого подбирается по справочным таблицам (табл.1) в соответствии с требуемым расходом ацетилена (л/ч) или с толщиной свариваемого металла (стали)
1.2. Сварочная проволока и флюсы
Сварочная проволока используется как при садочный материал. Поставляется в виде мотков ( бухты, катушки и др.) в прутков. Химический состав сварочной проволоки выби рается, как правило, того же состава и свойств, что и свариваемый металл.
Для сварки сталей применяют (по ГОСТ 2246-70) проволоку диаметром 0,3...12 мм с содержанием углерода до 0,20% трёх групп марок (всего около 80):
Рис.2. Схема инжекторной горелки (а) и разрез инжекторного устройства (б):
I - ствол; 2 - сменный наконечник; 3 и 4 - трубки для кислорода и ацетилена; 5 и 6 - вентили для кислорода и ацетилена; 7 - инжектор; 8 - трубка наконечника; 9 - смесительная камера
Таблица I
Техническая характеристика сварочных горелок малой и средней мощности типа Г2 и ГЗ
|
Параметры |
Номера наконечников для Г2 с 0 до 3, ГЗ - с I до 7 |
|||||||
|
0 |
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Толщина сва-риваемой низкоуглеро-дистой стали, мм |
0,3-0,6- |
0,5-1,5 |
1,0-2,5 |
2,5-4,0 |
4-7 |
7-II |
10-18 |
17-30 |
|
Расход, л/т кислорода ацетилена |
28-70 25-60 |
55-135 50-125 |
130-260 120-240 |
250-440 230-400 |
430-750 400-700 |
740-1200 660-1100 |
1150-1950 10502-1750 |
1900-3100 1700-2800 |
|
Давление на входе в горел-ку 10МПа(ати) кислорода ацетилена |
08-4 |
1-4 |
1,5-4 |
2-4 |
2-4 |
2-4 |
2-4 |
2-4 |
|
0,01-1,0 |
3) высоколегированная - CB-I2XI3, Св-07Х18Н9ТЮ и др.
В обозначении марки: Св- сварочная, перше цифры - -содержание ;
углерода в сотых долях процента (обычно 0,08-0,20% и меньше,
чем в свариваемой стали ), буквы с последующими цифрами - на-
личие легирующего элемента в процентах; цифра не ставится, ее-
ли содержание элемента не превышает 1,5%, А - сталь высокока-
чественная с пониженным содержанием серн и фосфора. Например:
Св-08Г2С - сварочная проволока из качественной стали с содер-
жанием углерода 0,08%, марганца 2% и кремния до 1,5%. Для сварки
других металлов и сплавов выпускается проволока, соответствую-
щая составам промышленных сплавов: для чугуна по ГОСТ 2671-70,
алюминия и его сплавов по ГОСТ 7871-73, меди и её сплавов по
ГОСТ 16130-72 и др.
Сварочная проволока располагается под утлом к по-верхности свариваемого металла. Диаметр сварочной проволоки (d) определяется в зависимости от способа сварки, толщины заготовки и для сварки низкоуглеродистой стали толщиной до 16мм определяется по формулам: левым способом - d= S/2+1,мм правым способом - d=S/2,мм, где S - толщина металла, мм. При толщине металла свыше 16 мм диаметр проволоки берут равным 8 да*.
Флюсы применяются для защиты металла от окисления, для легирования, раскисления металла ива при сварке сплавов алюминия, меди, специальных сталей, чугуна и др. Для сварки алюминиевых сплавов Флюс состоит из бескислородных хлористых и фтористых солей натрия, калия; для медных сплавов - из буры, борной кислоты; для чугуна и специальных статей - из кремнезёма, соды, ферросплавов. При сварке хорошо сваривающихся низкоуглеро-дистых сталей ( до 0,22%С) флюсы не используются, металл ют второй зоной пламени.
2. ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
Основное технологическое отличие газовой сварки от
способов сварки - плавный и медленный нагрев металла. Газовой
сваркой можно сваривать почти все металлы, применяемые в техни-
ке, но по сравнению с электродуговой она малопроизводительна и
дорога. Целесообразно применять газовую сварку при ремонте, ис-
правлении дефектов я изготовлении тонкостенных листовых и труб-
чатых конструкций из стали толщиной 0,2-5мм (технически возмож-
но а до 30мм, но экономически невыгодно), изделий из цветных и
легкоплавких сплавов, чугуна.
Для осуществления процесса газовой сварки необходимо правильно выбрать ацетилено-кислородное пламя, технику и режим сварки, сварочную проволоку и флюсы, типы сварных соединение и подготовку металла под сварку.
2.1. Ацетилено-киолородное пламя
Виды пламени. Свойства ацетилено-кислородного пламени зависят от состава исходной горючей смеси, то есть соот ношения в ней кислорода и ацетилена. Изменяя соотношение, можно . получить три вида пламени: нормальное, науглероживающее
и окислительное. Нормальное пламя образуется при соотношении Объемов.
Этим пламенем производится сварка большинства металлов и сплавов (сталей, цветных металлов).Науглероживающее пламя получается при соотношении объемов , то есть при избытке ацетилена. Применяется для сварки чугуна,высокоуглеродистых сталей, сплавов алюминия, магния. Окислитель ное пламя имеет соотношение объемов , то есть избыток кислорода. Применяется при сварке латуней. Строение пламени. В нормальном сварочном
пламени различают три зоны (рис.3): ядро, восстановительную и факел-окислительную зону.
В ядре пламени происходят нагрев смеси до температуры вос пламенения и диссоциация ацетилена. Ядро состоят из диссициированного ацетилена и кислорода ( 2С + Н2 + О2). Горение за счёт кислорода из горелки происходит во второй восстановительной зо не по реакции:
2С + Н2 + 02 — 2С0 + Н2 (2)
В третьей зоне - факеле происходит догорание ацетилена за счёт кислорода воздуха по реакции:
2С0 + Н2 + 1,502 — 2С02 + Н20 (3)
Для полного сгорания одного объема ацетилена требуется два с половиной объема кислорода: один объем поступает из кислородного баллона и полтора объема - из воздуха. При сварке нагревают и расплавляют металл второй зоной, так как в этой зоне максимальная температура ( 3150°С на расстоянии 2-6 мм от ядра) и восстановительные свойства образующихся здесь газов (СО + Н2) защищают свариваемый металл от окисления.
2.2. Техника и режим сварки
Техника сварки (расположение горелки и сварочной проволоки, направление их движения, угол наклона по отношению к свариваемому металлу) и р е ж и м сварки (мощность пламени, скорость сварки) определяют эффективность выполнения процесса газовой сварки.
Газовая сварка может выполняться левым и правым способами (рис.4).
При ловом способе пламя направляется вперед на ещё не сва-ренные кромки основного металла (рис.4а). Горелка и сварочная проволока перемещаются справа налево. При правом способе пламя направлено в сторону уже сваренного шва, процесс ведется слева направо (рис.4б). Способ сварки выбирается в зависимости от тол щины заготовки и расположения шва в пространстве. Левый способ применяется для нижних швов при толщине стальных заготовок до 5 мм и для легкоплавких сплавов. При правом способе лучше исполь-зуется тепло пламени, лучше защита металла от воздуха, но при малых толщинах увеличивается опасность прожогов, способ аффекти вен при сварке нижних швов заготовок толщиной более 5 мм. Верти-кальные швы свариваются левым способом (снизу вверх): а горизон-тальные и потолочине - только правым способом независимо от тол-щины металла.
Рис.4. Левый (а) и правый (б) способы сварки: I - свариваемый металл, 2 - шов, 3 - горелка, 4 - сварочная ванна, 5 - пламя, 6 - сварочная проволока
Угол наклона наконечника горелки влияет на глубину проплавления кромок, на скорость нагрева и зависит от толщины листов и теплофизических свойств металла. Чем тоньше металл и ниже его теплопроводность, тем меньше угол наклона горелки и наоборот. На рис.5 показаны утлы наклона при сварке стали в зависимости от толщины заготовки.
Рис.5. Углы наклона наконечника горелки в зависимости от толщины стальной заготовки
Тепловая мощность пламени определяется ко личеством сжигаемого в единицу времени газа и характеризуется часовни расходом ацетилена. Необходимую мощность пламени (Q,л/ч) подбирают в зависимости от толщины, способа сварки и теплофизических свойств металла по формула: Q = КS, л/ч, где К- удель ная мощность пламень, то есть часовой расход ацетилена в литрах, отнесенный к I мм толщины свариваемого изделия, а S - толщина металла, мм. Для сварки стали левым способом - К = 100 л/ч.мм, правым способом - К = 150 л/ч.мм. Для сварки чугуна, цветных сплавов К = 150-200 л/ч, мм. Зная мощность пламени, подбирают го релку и номер наконечника по техническим характеристикам горелок (табл.1).
Скорость сварки определяют по формуле
где К - коэффициент, зависящий от свойств металла, равный для ле вой сварки - 12, для правой - 15, S - толщина металла, мм.
2.3. Сварные соединения и швы
Сварные соединения и швы разделяются на различные типы по следующим основным признакам (рис.6):
1.По типу соединения -стыковые, угловые, тавровые, нахлёсточные,
и по форме подготовленных кромок - с отбортовкой, без скоса
кромок, со скосом кромок.
2.По выполнению шва: стыковые и угловые ( применяют в угловых,
тавровых а нахлесточиых соединениях).
3.По форме выполнения швов: выпуклый, нормальный и вогнутый.
4.По расположению швов в пространстве: нижний, вертикальный, по -
толочный и горизонтальный.
5.По расположению шва относительно направления приложенной силы:
лобовой, фланговый, косой, комбинированный. Швы рассчитываются
на прочность при сжатии или растяжении (лобовой), или на срез
(фланговый).
6.По участию в работе: рабочий о указанием направления силы и
связующий.
7.По числу слоёв: однослойный и многослойный.
8.По протяженности: непрерывные (без промежутка по длине), то-
чечные ( связь между сваренными частями осуществляется в от-
дельных точках), прерывистые ( цепные и шахматные в угловых
швах).
1.11 Соединение деталей и выполнение швов. Стыковые соединения и швы. Угловые соединения и швы.
Рис.6. Типы сварных соединений и швов
Основным типом сварного соединения при газовой сварке является стыковое; угловые, тавровые и нахлёсточные соединения при меняются только для небольших толщин, так как газовая сварка вы зывает деформации. Швы свариваются в различных пространственных положениях , однослойные при толщине до 5 мм и многослойные. Толщина слоя многослойной сварки составляет 3-8 мм в зависимости от толщины и размеров изделия.
Газовая сварка применяется главным образом для сварки заго-товок небольшой толщины практически всех сплавов, при наплавке и особенно при ремонтных работах, при монтаже труб малых диамет ров.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЗАДАНИЕ
По одному :из вариантов задания таблица 2 разработать техно-
логический процесс сборки и газовой сварки листовой конструкции
из низкоуглеродгсгой стали.
Таблица 2
|
№ Варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Толщина заготовки,S,мм |
0,5 |
0,7 |
1 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
15 |
20 |
30 |
|
Вид шва |
Нижний или вертикальный. |
Нижний, горизонтальный или потолочный. |
|||||||||||||
|
Тип соединения |
Угловое |
Нахлёст-ное |
Стыковое |
I. Определить:
1) вид пламени (стр. 9);
6) сварочную проволоку (материал,угол наклона,диаметр)
(стр. 6 );
7) способ защита металла от окисления (стр. 9 );
8) сварочную горелку, номер наконечника по табл.1 (стр.8 ).
II. Начертить схему сварного соединения с требуемой формой подго-
товленных кромок заготовок и с произвольно выбранной формой *
шва. Схему чертить крупно, указать назвония подготовленных
кромок и шва по форме и числу слоев (рис.6)
III. Построить график зависимости скорости сварки от толщины изде-
лия и сделать заключение об этой зависимости.
Отчет по работе включает:
1) Краткий конспект справочного материала методических указаний
со схемой строения пламени (рис.3).
2) Выполненный по указанию преподавателя один из вариантов зада-
даняя на сборку и сварку листовой конструкции.