1. Зварювання кутових швів.

К утові шви застосовуються при зварюванні кутових і таврових з'єднань, а також з'єднань внапуск. Зварювання кутових швів виконують похилим електродом і «у човник».

При зварюванні кутових швів «у човник» (рис. 7.10 в) наплавлений метал буде накладатися в жолоб, утворений двома поличками. Це забезпечує нормальний провар кореня шва і правильне його формування. Зварювання кутових швів «у човник» з товщиною листів до 14 мм можливе без скосу кромок (двобічне зварювання) або з частковим розчищанням кромок і збільшеним розміром притуплення. Зазор між кромками не повинен перевищувати 10% товщини листа.

Для уникнення непровару и підрізів кромок, зварювання «у човник» краще вести електродом, який дозволяє впирання покриття на кромки.

При зварюванні кутових швів похилим електродом (рис. 7.10 а, б) можливий не-провар кореня шва і кромки нижнього листа. Щоб уникнути непровару дугу збуджують на нижній поличці у точці А, відступивши від катета шва 3-4 мм. Потім дугу переміщують до вершини шва, де її трохи затримують для кращого провару кореня шва і піднімають догори, проварюючи вертикальну поличку. Цей же процес повторюють у зворотному напрямку. Починати зварювання на вертикальній поличці не можна через те, що розплавлений метал з електрода буде напливати на ще холодний основний метан нижньої полички, в результаті чого утвориться непровар. На вертикальній поличці можливе утворення підрізів. Прогрівання кромок досягається правильним положенням електрода, який треба тримати під кутом 45° до поверхні листів і виконувати поперечні коливальні рухи трикутником без затримки або з затримкою в корені шва (рис. 7.11). Кут нахилу електрода змінюється в процесі зварювання залежно від того, на якій поличці в даний момент горить дуга.

Кутові шви в нижньому п оложенні з катетами до 10 мм зварюють в один шар електродами діаметром до 5 мм (інколи без коливальних рухів).

Рис. 7.11. Зварювання кутових швів із коливальними рухами електрода:

а – трикутником без затримки в корені шва; б – трикутником із затримкою в корені шва

К утові шви без скосу кромок із катетами більше 10 мм виконують в один шар, але з поперечними коливальними рухами електрода трикутником із затримкою електрода в корені шва.

При виготовленні відповідальних виробів застосовують кутові шви з одностороннім або двостороннім скосом кромок (рис. 7.12). Кромки розчищають під кутом 50 ±5°. При товщині стінок до 4 мм виконують одношаровий шов. При товщині металу більше 4 мм зварюють у декілька шарів і проходів, а для кращого провару кореня шва перший прохід виконують нитковим швом електродом діаметром 3-4 мм без коливальних рухів. При накладанні кутових швів похилим електродом і «у човник» зварювати краще кутом назад. У багатошарових кутових швах, зварених похилим електродом, можливі нерівні катети, що допускається при проектуванні зварних виробів.

2. Матеріали для газового зварювання.

КИСЕНЬ. Висока температура полум'я досягається спалюванням горючого газу або парів рідини в кисні.

Кисень у чистому вигляді при температурі 20°С і атмосферному тиску — це прозорий газ без запаху, кольору і смаку. Маса 1 м3 становить 1,33 кг. Зріджується при нормальному тиску і температурі мінус 182,9°С. Рідкий кисень прозорий, має голубий відтінок. Маса 1 л рідкого кисню становить 1,14 кг; при випаровуванні 1 л кисню утворюється 860 л газу.

Кисень одержують при розкладанні води електричним струмом або при глибокому охолодженні атмосферного повітря. Кисня – 3 сорти. Технічний кисень 3-го сорту поставляють тільки газоподібним.

Чистота кисню має велике значення, особливо для кисневого різання. Зниження чистоти кисню погіршує процеси зварювання і підвищує витрати.

Масла і жири при дотику із стисненим киснем з великою швидкістю окиснюються, що призводить до самозагорання або вибуху. Тому треба уникати забруднень кисневих балонів маслами.

АЦЕТИЛЕН. Ацетилен при згоранні V кисні дає найбільшу температуру полум'я - 3050-3150°С.

Технічніш ацетилен (С2Н2) — газ без кольору з різким неприємним запахом, в 1,1 раза легший за повітря, розчиняється в рідинах. Ацетилен вибухонебезпечний: під тиском 0,15-0,20 МПа вибухає від електричної іскри або вогню, при швидкому нагріванні вище 200°С, а при температурі вище 530°С відбувається вибухове розкладання ацетилену.

Ацетилено-киснева суміш здатна вибухати при наявності в ній 2,8-93% ацетилену. Тому зварникам необхідно дотримуватися обов'язкових правил експлуатації газового обладнання. Самозагорання суміші ацетилену і кисню, що виходять з пальника, проходить при температурі 428°С.

Одержують ацетилен трьома способами:

— розкладанням карбіду кальцію (СаС2) водою;

—термоокиснювальним піролізом (розкладанням) нагрітого природного газу в суміші з киснем;

— розкладанням рідких вуглеводнів (нафти, гасу) електричною дугою.

До складу технічного карбіду, з якого одержують ацетилен для зварювання, входять шкідливі домішки. Вони переходять в ацетилен у вигляді сірководню, аміаку, фосфористого і кремнистого водню й погіршують якість зварювання. Тому їх треба видаляти промиванням водою або хімічним очищенням.

ГАЗИ - ЗАМІННИКИ АЦЕТИЛЕНУ

Пропан-бутан — це суміш пропану з бутаном (5-30%), яку називають технічним пропаном. Одержують його при добуванні природних газів і при переробці нафти. Температура полум'я становить 2400°С, тому його використовують для зварювання сталі товщиною до 3 мм. Використовують також для різання, теплового випрямляння, очищення металу.

Для зварювання пропан-бутан постачають у зрідженому стані. З рідкого стану в газоподібний він переходить самовільно у верхній частині балону через меншу питому вагу газу. Він важчий за повітря і має неприємний специфічний запах.

Природний газ складається з метану (77-98%) і невеликої кількості бутану, пропану та ін. Він не має запаху, тому для виявлення його витікання додають спеціальні різкопахучі речовини. Температура полум'я становить 2100-2200°С. Використовують обмежено, здебільшого для різання.

Для утворення газового полум'я використовують й інші гази: водень, коксовий, нафтовий, сланцевий, піролізний.

Горючі рідини менш дефіцитні, але потребують спеціальної тари. При зварюванні та різанні шляхом нагрівання наконечника

пальника або різака горюча рідина перетворюється в пару. Температура полум'я: гасо-кисневого — 2400-2450°С; бензино-кисне-вого - 2500-2600°С.

В основному використовуються для різання і поверхневої обробки металів.

При роботі на тракторному гасі апаратура забивається смолою. Забороняється використовувати етилований бензин через його токсичність.

КАРБІД КАЛЬЦІЮ

Карбід кальцію (СаС2) — тверда речовина темно-сірого або коричневого кольору, питома густина 2,26-2,40 г/см3.

Одержують в електричних печах сплавлюванням вапна й коксу. СаО + ЗС — СаС2 + СО - Q).

У технічному карбіді є до 90% чистого карбіду, решта — вапно. Після охолодження, дроблення і сортування, карбід кальцію завантажують по 100-130 кг у герметичні барабани з покрівельної сталі або бідони місткістю 80 і 120 кг.

Вихід ацетилену з карбіду кальцію становить від 250 до 280 л на 1 кг СаС2.

Карбід кальцію випускають у грудках такої грануляції: 2x8; 8x15; 15x25; 25x80 мм. Чим грудки більші за розміром, тим більший вихід ацетилену (табл. 1.4).

Інколи в карбідному барабані накопичується пил, який можна використовувати тільки в генераторах особливої конструкції. В іншому випадку може статися вибух. Для уникнення іскроутворення карбідні барабани необхідно відкривати латунним зубилом і дерев'яним молотком або спеціальним ножем.

ЗВАРЮВАЛЬНИЙ ДРІТ

Для заповнення зазору між кромками зварюваних деталей і утворення валика шва в зварну ванну вводять присаджувальний метал у вигляді дроту, прутків, який за хімічним складом повинен бути таким, як і основний метал. Для зварювання металу забороняється використовувати дріт невідомої марки.

Для покращення властивостей металу шва в присаджувальний метал вводять легуючі елементи.

Зварювальний дріт діаметром 0,3 мм; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм постачають у мотках масою не більше 80 кг.

Зварювальний дріт позначається буквами і цифрами. Букви Св означають зварювальний, цифри після букв Св указують на вміст вуглецю в сотих частках відсотка.

Наступні букви — це умовні позначення легуючих елементів, а цифри після них — вміст легуючого елемента у відсотках. Відсутність цифр означає, що даного елемента в дроті близько одного відсотка. Буква А в кінці умовного позначення вказує на підвищену чистоту металу, а спарена буква А — на понижений вміст сірки і фосфору порівняно з дротом, у позначенні якого одна буква А. Якщо дріт обміднений, то в кінці ставлять букву О.

Присаджувальний метал повинен відповідати наступним вимогам:

— температура плавлення присадки повинна бути не вищою від температури плавлення основного металу;

— поверхня дроту і прутка має бути рівною і чистою;

— присаджувальний метал повинен плавитися спокійно, без розбризкування;

— вміст шкідливих домішок у присаджувальному металі повинен бути мінімальним.

ФЛЮСИ

Спосіб зварювання під флюсом виник у середині 30-х років XX ст. Спочатку флюси використовували для зварювання вуглецевих сталей, легованих марганцем і кремнієм, як засіб для механічного захисту дуги від зовнішнього впливу. З розвитком металургії, створенням легованих сталей виникла необхідність легування металу зварювальної ванни, що зумовило появу флюсів, здатних здійснювати металургійний вплив на зварювальну ванну. Із появою високоміцних низьколегованих сталей визначилась ще одна функція зварювальних флюсів — рафінування металу шва.

Флюси використовують для видалення з металу шва неметалевих включень, для захисту від окиснення кромок металу і присаджувального дроту. Флюс розчиняє оксиди, неметалеві включення, утворюючи легкоплавку суміш, яка легко піднімається в шлак.

Флюси використовують у вигляді порошків або паст. Для зварювання низьковуглецевих сталей їх не застосовують через утворення легкоплавких оксидів заліза, які вільно виходять на поверхню шва. З флюсами зварюють чавуни, кольорові метали, високолеговані сталі.

Зварювальні флюси повинні відповідати таким вимогам:

— мають бути більш легкоплавкими, ніж основні та присаджувальні метали;

— повинні мати достатню рідкотекучість;

— не повинні спричиняти корозію швів;

— повинні активно розкиснювати оксиди і переводити їх у більш легкоплавкі хімічні сполуки або видаляти з ванни;

— утворений шлак повинен добре захищати метал від окиснення киснем і азотом повітря;

— шлаки повинні добре відокремлюватися від шва після зварювання;

— густина флюсу має бути меншою від густини основного і присаджувального металу, щоб шлак добре спливав на поверхню ванни і не залишався в металі шва.

Склад флюсу вибирають залежно від властивостей зварюваного металу.