Кислородная резка металлов

К ислородная резка — процесс сгорания металлов и их сплавов в струе технически чистого кислорода. Для этого металл вдоль линии предполагаемого разреза предварительно нагревают до температуры его воспламенения в кислороде. Такая резка носит еще одно название — разделительная. Однако вышеописанную резку можно применять и для удаления поверхностного слоя металла и устранения поверхностных дефектов.

Разделительная резка

Поверхностная резка

Резаки классифицируют:

по принципу смешения газов (инжекторные и безынжекторные),

по назначению (универсальные, вставные и специальные),

по применению (для ручной и машинной резки)

по виду резки (для разделительной и поверхностной резки).

В настоящее время широко используются универсальные инжекторные ручные резаки для разделительной резки, схема строения которых представлена на рисунке . Схема строения ручного резака:

1, 2 — ниппели, 3, 4 — кислородные трубки, 5 — наружный мундштук, 6 — инжектор, 7 — смесительная камера, 8 — внутренний мундштук

Принцип действия горелки заключается в следующем. Ацетилен подается по шлангу к ниппелю 1, а кислород — к ниппелю 2. От ниппеля 2 кислород идет по двум направлениям. Одна часть кислорода, как и в обычных сварочных горелках, попадает в инжектор 6, а потом в смесительную камеру 7. В последней образуется горючая смесь кислорода с ацетиленом, который поступает через ниппель 1. Далее смесь идет по трубке, проходит через кольцевой зазор между наружным 5 и внутренним 8 мундштуками и образует подогревательное пламя. Остальная часть кислорода через трубки 3 и 4 продвигается к центральному отверстию внутреннего мундштука 8 и создает струю режущего кислорода.

Нужно сразу заметить, что данной резке поддаются только те металлы, которые удовлетворяют следующим главным требованиям.

- Температура плавления металла должна быть больше температуры воспламенения его в кислороде. В противном случае металл будет только плавиться, но не будет сгорать. (Например, низкоуглеродистая сталь имеет температуру воспламенения в кислороде 1300-1350 °С, а температуру плавления — около 1500 °С.)

- Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления оксидов.

- Теплопроводность металла должна быть как можно меньшей, ибо теплота быстро уходит из зоны резки и подогреть такой металл до температуры воспламенения будет трудно.

- Количество выделяющейся при сгорании металла теплоты должно быть достаточно большим.

- Возникшие при резке шлаки должны быть достаточно текучими и без труда выдуваться из разреза.

Необходимо заметить, что разные металлы в разной степени подвергаются кислородной резке.

О пределение скорости резки по выбросу искр:

а - медленная скорость резания; б — нормальная скорость резания; в — быстрая скорость резания

Если скорость движения резака правильная, то поток искр и шлака вырывается из разреза прямо вниз, а кромки получаются чистыми, без натеков и подплавлений. Перемещать резак нужно лишь после того, как металл будет прорезан на всю его толщину в самом начале линии резания.

Особенности газовой сварки на монтаже в зимних условиях

При сварке в условиях низких температур наблюдается повышенная скорость охлаждения при кристаллизации металла сварочной ванны и основного металла в зоне термического влияния (ЗТВ). В результате из расплавленного металла затрудняется выход на поверхность газов и оксидов, что увеличивает содержание в металле шва водорода, кислорода, азота и неметаллических включений, а это может приводить к образованию пор и горячих трещин. Повышенный отвод теплоты во время сварки толстолистового проката в условиях низких температур ухудшает проплавление основного металла, что приводит к образованию непроваров.

Для предупреждения образования дефектов рекомендуем: предусмотреть защиту сварочного поста от воздействия атмосферных осадков; выполнять сварку с предварительным подогревом до 150° С; предусмотреть использование повышенной погонной энергии при сварке; использовать многослойную сварку; выбирать такую последовательность наложения швов, которая обеспечивает дегазацию расплавленного металла и освобождение его от неметаллических включений; организовать работу так, чтобы не было перерывов, способствующих охлаждению шва до температуры 100–120° С; обеспечивать замедленное охлаждение места сварки.Следует отметить, что при температуре наружного воздуха ниже - 30 °С сварку на открытом воздухе производить не рекомендуется. При температуре - 20°С и ниже следует предварительно подогревать места сварки ацетилено - кислородными горелками, индукторами от сети переменного тока или паяльными лампами до температуры 150 - 200 °С на ширину 100 - 150 мм по обе стороны от стыка. За время сварки подогретые места не должны остывать. Врезка зимой разрешается при температуре наружного воздуха не ниже - 5 °С.

Стандартизация и контроль качества сварных швов Дефекты сварных швов

Дефекты сварных швов и соединений, выполненных сваркой плавлением, возникают из-за нарушения требований нормативных документов к подготовке, сборке и сварке соединяемых узлов, механической и термической обработке сварных швов и самой конструкции, к сварочным материалам.

Дефекты сварных соединений могут классифицироваться по различным признакам: форме, размеру, размещению в сварном шве, причинам образования, степени опасности и т. д. Согласно стандарту дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:

трещины;

полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;

твердые включения;

несплавления и непровары;

нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;

прочие дефекты.

Газовая полость (по ГОСТ 30242-97) – это полость произвольной формы, образованная газами, задержанными в расплавленном металле.

Кратером называется незаваренная усадочная раковина в конце валика сварного шва.

Твердые включения (300) – это твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения, оставшиеся в металле сварного шва.

Н есплавлением (401) называется отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва.

Непровар (402, D) или неполный провар – это несплавление основного металла на участке или по всей длине шва, появляющееся из-за неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (заполнить зазор между деталями).

Нарушение формы сварного шва (500) – это отклонение формы наружных поверхностей шва или геометрии соединения от заданного значения.

Подрезы – это продольные углубления на наружной поверхности валика шва. Превышение проплава – избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового сварного шва.

Вогнутость корня шва – неглубокая канавка со стороны корня шва, возникшая из-за усадки.

С мещение между свариваемыми элементами при их параллельном расположении на разном уровне называется линейным смещением, а при расположении кромок элементов под углом – угловым смещением.

Наплав – это избыток наплавленного металла шва, натекший на поверхность основного металла.

Прожог – вытекание металла сварочной ванны, приводящее к образованию в шве сквозного отверстия.