Техника выполнения газовой сварки

Качество сварного соединения в значительной степени зависит от пра­вильного выбора режима и техники выполнения сварки.

При ручной сварке пламя горел­ки направляют на свариваемые кром­ки так, чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоянии 2…6 мм от конца ядра. Конец при­садочной проволоки также держат в восстановительной зоне или в сварочной ванне.

Положение горелки — угол накло­на ее мундштука к поверхности сва­риваемого металла зависит от толщины соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла. Чем тол­ще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки должен быть больше. Это способствует более концентрированному нагреву металла вследствие подведения большего количества теп­лоты. Углы наклона мундштука горел­ки в зависимости от толщины метал­ла при сварке низкоуглеродистой стали показаны на рис. 1.

Рис. 1

В начале сварки для быстрого и лучшего прог­рева металла устанавливают наибольший угол наклона, затем в процессе сварки этот угол уменьшают до нормы, а в конце сварки постепенно уменьша­ют, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла.

Различают два основных способа газовой сварки: правый и левый. При правом способе (рис. 2, а) процесс сварки ведется слева направо. Горелка 4 перемешается впереди присадочного прутка 2, а пламя 3 направлено на формирующийся шов 1. Этим обеспечивается хорошая за­щита сварочной ванны от воздей­ствия атмосферного возруха и замедленное охлаждение сварного шва. Та­кой cпособ позволяет получать швы высокого качества. При левом способе (рис. 2, б) процесс сварки произ­водится справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавливая к сварке.

Рис. 2

Правый способ применяют при сварке металла толщиной более 5 мм. Пламя горелки при этом способе ограничено с двух сторон кромками изделия, а позади наплавленным валиком, что значительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень её использования. Однако при ле­вом способе внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит шов и может получить равномерную высоту и ширину его. Это особенно важно при сварке тонких листов. Поэтому тонкий металл сваривают левым способом. Кроме того, при ле­вом способе пламя свободно расте­кается по поверхности металла, что снижает опасность его пережога.

Рис. 3

Выбор способа сварки зависит так­же oт пространственного положения шва. При сварке швов в нижнем по­ложении выбор способа сварки, как указано выше, зависит от толщины металла. Сварку вертикальных швов снизу вверх следует производить левым способом (рис. 3, а). Сварку горизонтальных швов выполняют ле­вым способом, направляя пламя горелки на заваренный шов (рис. 3, б). Для предупреждения вытекания рас­плавленного металла сварочную ван­ну формируют с небольшим переко­сом. Потолочные швы легче свари­вать правым способом, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосредственно на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сварочной ванны (рис. 3,в).

Рис. 4

В процессе сварки мундштук горелки и присадочный пруток совершают одновременно два движения: одно — вдоль оси свариваемого шва и второе — колебательные движения поперек оси шва (рис. 4). При этом конец присадочного прутка движется в направлении, обратном движению мундштука.

Технология газовой сварки

Для получения сварного шва с вы­сокими механическими свойствами необходимо хорошо подготовить свари­ваемые кромки, правильно подобрать мощность горелки, отрегули­ровать сварочное пламя, выбрать при­садочный материал, установить положение горелки и направление пере­мещения ее по свариваемому шву.

Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, окалины и дру­гих загрязнений, разделке под свар­ку и прихвате короткими швами.

Свариваемые кромки зачищают на ширину 20.. 30 мм с каждой стороны шва. Для этой цели можно использовать пламя сварочной, горелки. При нагреве окалина отстает от ме­талла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность свариваемых дета­лей зачищают стальной щеткой до металлического блеска. При необходимости (например, при сварке алю­миния) свариваемые кромки травят в кислоте и затем промывают и сушат.

Разделка кромок под сварку за­висит от типа сварного соединения, который, в свою очередь, зависит от взаимного расположения сварива­емых деталей.

Рис. 5

Стыковые соединения являются для газовой сварки наиболее рас­пространенным типом соединений. Металлы толщиной до 2 мм свари­вают встык с отбортовкой кромок (рис. 5, а) без присадочного мате­риала или встык без разделки кро­мок и без зазора (рис. 5, б), но с присадочным материалом. Металл толщиной 2…5 мм сваривают встык без разделки кромок, но с зазором между ними (рис. 5, в). При сварке металла толщиной более 5 мм при­меняют V- или Х-образную разделку кромок (рис. 5, г) . Угол скоса вы­бирают в пределах 70…90°; при этих углах получается хороший провар вер­шины шва.

Угловые соединения (рис 5, д) также часто применяют при сварке металлов малой толщины. Такие соединения сваривают без присадочного металла. Шов получается за счет расплавления кромок свариваемых деталей.

Нахлесточные (рис. 5, е) и тав­ровые (рис. 93, ж) соединения до­пустимы только при сварке металла толщиной менее 3 мм, так как при больших толщинах металла неравно­мерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и деформации и даже трещины в шве и основном металле.

Скос кромок производят ручным или пневматическим зубилом, а также на кромкострогальных или фрезерных станках. Экономичным способом под­готовки кромок является ручная или механизированная кислородная резка; образующиеся при этом шлаки и окалины удаляют зубилом и метал­лической щеткой.

Чтобы не допустить изменения по­ложения свариваемых деталей и за­зора между кромками в течение все­го процесса сварки, изделие закреп­ляют в приспособлениях или с по­мощью прихваток. Длина прихваток, их число и расстояние между ними зависят от толщины металла, длины и конфигурации свариваемого шва. При сварке тонкого металла и корот­ких швах длина прихваток состав­ляет 5…7 мм, а расстояние между ними — 70… 100 мм. При сварке тол­стого металла и значительной длине прихватки делают длиной 20…30 мм, а расстояние между ними − 300… 500 мм.

Основные параметры режима свар­ки выбирают в зависимости от сва­риваемого металла, его толщины и типа изделия. Определяют потребную мощность пламени, вид пламени, мар­ку и диаметр присадочной проволоки, технику сварки. Швы накладывают одно- и многослойные. При толщине металла до 6…8 мм применяют однослойные швы, до 10 мм швы вы­полняют в два слоя, а при толщине металла более 10 мм швы сварива­ют в 3 слоя и более. Толщина слоя при многослойной сварке зави­сит от размеров шва, толщины метал­ла и составляет 3…7 мм. Перед наложением очередного слоя поверх­ность предыдущего слоя должна быть хорошо очищена металлической щет­кой. Сварку производят короткими участками. При этом стыки валиков в слоях не должны совпадать. При многослойной сварке зона нагрева меньше, чем при однослойной. В процессе сварки при наплавке оче­редного слоя происходит отжиг ниже­лежащих слоев. Кроме того, каждый слой можно подвергнуть проковке. Все эти условия позволяют получить сварной шов высокого качества, что очень важно при сварке ответствен­ных конструкций. Однако следует учесть, что при этом производитель­ность сварки низкая при большом расходе горючего газа.

Низкоуглеродистные стали свари­вают газовой сваркой без особых затруднений. Сварка выполняется нормальным пламенем. Присадочным материалом служит сварочная прово­лока по ГОСТ 2246—70. Ответствен­ные конструкции из низкоуглероди­стой стали сваривают, применяя низ­колегированную проволоку. Наилуч­шие результаты дают кремнемарган­цовистая и марганцовистая проволоки марок Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Они позволяют получать сварные швы с высокими механи­ческими свойствами. Удельная мощ­ность пламени − 100… 150 л/(ч·мм).

Среднеуглеродистые стали свари­ваются удовлетворительно, однако при сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и тре­щин. Сварку выполняют слегка науглероживающим пламенем, так как даже при небольшом избытке в пла­мени кислорода происходит сущест­венное выгорание углерода. Удельная мощность пламени должна быть в пределах 80… 100 л/(ч·мм). Рекомен­дуется левый способ сварки, чтобы снизить перегрев металла. При тол­щине металла более 3 мм следует проводить предварительный общий подогрев детали до 250…300°С или местный нагрев до 650…700°С. При­садочным материалом служат марки сварочной проволоки, указанные для малоуглеродистой стали, и проволока марки Св-12ГС.

При определении мощности пламе­ни следует иметь в виду, что при сварке правым способом удельная мощность должна быть повышена на 20…25%. Увеличение мощности пла­мени повышает производительность сварки. Однако при этом возрастает опасность пережога металла.

Диаметр присадочной проволоки d (мм) при сварке металла толщиной до 15 мм левым способом определяют по формуле d = S/2 +1, где S — толщина свариваемой стали, мм. При правом способе диаметр проволоки берут равным половине толщины сва­риваемого металла. При сварке ме­талла толщиной более 15 мм при­меняют проволоку диаметром 6…8 мм.

После сварки можно рекомендо­вать проковку металла шва в горя­чем состоянии и затем нормализацию с температуры 800…900°С. При этом металл приобретает достаточную пластичность и мелкозернистую структуру.