Газовая сварка и резка
Сущность процесса газовой сварки заключается в том, что свариваемый и присадочный металлы расплавляются за счёт тепла, получаемого при сгорании горючего газа в смеси с кислородом. В процессе сварки металл соприкасается с газами пламени, а вне пламени с окружающим воздухом. Происходит обогащение кислородом, азотом, водородом, основной процесс -
окисление.
В процессе газовой сварки, кроме расплавления металла сварочной ванны, происходит и нагрев основного металла до высоких температур. Поэтому при сварке одновременно происходит ряд сложных процессов, как в пределах шва, так и в зоне термического влияния.
Для газовой сварки необходимы следующие сварочные материалы, оборудование, приспособления и специальные средства для безопасной работы:
- газы: кислород и горючий газ;
- присадочная проволока;
- кислородные и ацетиленовые баллоны;
- редукторы;
- шланги (рукава) для подачи газа;
- горелки и резаки с набором мундштуков;
- принадлежности для сварки и резки: очки, ключи для подсоединения
шлангов, редукторов к баллонам и горелкам;
- флюсы и др. материалы;
- сварочный стол.
Для газосварщика рабочим местом является сварочный пост в комплексе
с соответствующим оборудованием (рис. 1.).
Рис.1. Стационарный учебный пост для газовой сварки:
1 – ацетиленовый трубопровод; 2 – кислородный трубопровод;
3 – постовой водяной затвор; 4 – постовой кислородный редуктор.
Материалы, применяемые при сварке и резке
Газы: кислород технический (1 м3 весит 1,33 кг). О2.
Для сварки и резки выпускают технический кислород 1 и 2 сорта по ГОСТ 5583-78 с чистотой 99,7 и 99,5 соответственно.
Ацетилен (1 м3 весит 1,09 кг). С2Н2. Пропан и другие газы заменители
В промышленности ацетилен получают при разложении жидких горючих. Получение ацетилена промышленным способом на 30-40 % дешевле чем в генераторах из карбида кальция, однако ацетиленовые генераторы в определённых случаях необходимы.
Генераторы по способу взаимодействия карбида кальция с водой принято кратко обозначать следующим образом:
- КВ – “карбид в воду”;
- ВК – “вода на карбид”;
- ВК и ВВ - комбинированные “вода на карбид” и “вытеснение воды”.
Конструкции различных ацетиленовых генераторов представлены на рис.2.
Рис.2. Схема ацетиленовых генераторов:
а – «карбид на воду»; б – «вода на карбид»; в – «сухого разложения»; г – «вытеснения»;
д – комбинированная система «вода на карбид» и «вытеснения»;
1 – бункер или барабан с карбидом кальция; 2 – реторта; 3 – система подачи воды;
4 – газосборник; 5 – спуск ила; 6 – отбор газа.
Рис.3. Внешний вид и схема передвижного ацетиленового
генератора среднего давления АСП-10:
а – внешний вид: 1 – винт; 2 – коромысло; 3 – направляющие;
б – схема: 4 – крышка; 5- пружина; 6 – мембрана; 7 – горловина; 8 – корзина для карбида кальция; 9 – предохранительный клапан; 10 – трубка; 11 – патрубок; 12 – вентиль;
13 – предохранительный затвор; 14 – сливной штуцер; 15 – контрольная пробка;
16 – сливной штуцер; 17 – поддон; 18 – контрольный манометр.
Предохранительный затвор 13 служит для исключения проникновения взрывной волны в генератор при обратном ударе пламени, а также от проникновения воздуха и кислорода от потребителя . Рис.4.
Рис.4. Водяной затвор ЗСГ-1,25-4 генератора АСП-10:
1 – ниппель; 2 – пламепреградитель; 3 – корпус; 4 – гуммированный клапан; 5 – колпачок;
6 – штуцер; 7 – пробка; 8 – рассекатель; 9 – контрольная пробка.
Обратные предохранительные клапаны устанавливают после редуктора или перед горелкой. Рис.5
Рис.5шланговый обратный клапан:
1 – корпус; 2 – дисковый клапан; 3 – медная сетка; 4 – пористый металлический фильтр; 5 – выпускной клапан; 6 – несгораемый уплотнитель;
7 – ниппель; 8 – накидная гайка.
Применяется также сухой предохранительный затвор рис.6.
Рис.6. Сухой мембранный предохранительный затвор ЗСН – 1,25:
1 – корпус; 2 – пружина; 3 – взрывная камера; 4 – мембрана; 5 – коническая утолщённая мембрана; 6 – газоподводящий коллектор; 7 – седло; 8 – петлевой трубопровод.
Баллоны для кислорода выпускают на расчётное давление
15 МПа (150 кг/см2), для ацетилена на 10 МПа (100 кг/см2),
Для пропан-бутана (сварной) на 1,6 МПа (16 кг/см2).
Рис.7. Баллоны для сжатых газов:
а – кислородный; б – ацетиленовый; в - (сварной ) для пропан-бутана;
1 – днище; 2 – башмак опорный; 3 – корпус; 4 – горловина; 5 – вентиль; 6 – колпак;
7 – пористая масса; 8 – паспортная табличка; 9 – подкладные кольца.
Вентили для кислорода изготавливают из латуни (сталь исключена).
Примеры вентилей для кислорода на рис. 8 и 9.
Рис.8. Вентиль для кислородного баллона:
1 – прокладка; 2 – шпиндель; 3 – пружина; 4 – клапан; 5муфта; 6 – маховичок
Рис. 9. Вентиль мембранного типа:
1 – мембрана; 2 – клапан.
Ацетиленовые вентили изготавливают из стали, здесь это безопасно. К ацетиленовому вентилю редуктор подсоединяется хомутом, что исключает ошибку при выборе баллона. Рис.10.
Рис.10. Вентиль для ацетиленового баллона:
1 – шпиндель; 2 – клапан; 3 – сальниковое уплотнение; 4 – фильтр.
Вентили для пропан-бутана имеют стальной корпус рис.11.
Рис.11. Вентиль для пропан-бутана:
1 – корпус; 2 – клапан; 3 – резиновый манжет; 4 – шпиндель
Редукторы служат для понижения давления газа из баллона и поддержания этого давления постоянно. На рис.12. представлена схема редуктора.
Рис.12. Схема устройства и работа редуктора:
а – нерабочее положение (газ не проходит через редуктор);
б – положение частей редуктора при прохождении газа;
1 – входной штуцер; 2 и 3 – манометры; 4 – обратная пружина; 5 – предохранительный клапан; 6 – вентиль запорный; 7 – мембрана; 8 – главная пружина;
9 – регулирующий винт; 10 – камера низкого давления; 11 – редуцирующий клапан.
На рис.13. представлен внешний вид редукторов.
Рис.13. Внешний вид баллонных редукторов:
а – кислородный; б – ацетиленовый.