Газовая сварка

При газовой сварке заготовки 1 и присадочный материал 2 в виде прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем 4 газовой горелки 3 (рисунок 14).

Рисунок 14 – Схема газовой сварки

Горючий газ (ацетилен C2H2, пропан C3H8 и т. п.) сгорает в кислороде при выходе из сварочной горелки. Мощность пламени регулируют сменой наконечников горелки.

К месту сварки газы подают из баллонов по резиновым шлангам через редукторы (устройства, понижающие давление). Для формирования шва используют присадочные прутки из сплава нужного состава.

Нагрев заготовки осуществляется более плавно, чем при дуговой сварке, поэтому газовую сварку применяют для сварки металла малой толщины (0,2…3 мм), легкоплавких цветных металлов и сплавов; металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения (инструментальные стали, латуни); для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины металла снижается производительность и увеличивается деформация.

Строение кислородно-ацетиленового пламени: 1 – ядро, 2 – сварочная зона, 3 – факел.

Рисунок 15 – Строение сварочного пламени

Самая высокая температура в сварочной зоне: до 3200 °C. Именно эта часть пламени плавит металл. Ярко светящееся ядро имеет температуру 3000°C, а факел – около 1000 °C, он предварительно подогревает заготовки.

Другие горючие газы дают пламя с меньшей температурой. Обычно соотношение между кислородом и ацетиленом составляет

O₂ : С₂H₂ = 1 : 1.

Это нормальное пламя. Если кислорода больше, то пламя становится окислительным; так сваривают только латуни. Когда ацетилена больше, пламя науглероживающее. Оно используется при сварке высокоуглеродистых сталей, чугунов, твёрдых сплавов.

Преимущества: не нужно электричество. Сварка может производиться в полевых условиях, вдали от линий электропередач. При газовой сварке нагрев плавный, что позволяет сваривать металл малой толщины (0,2-0,3 мм), легкоплавкие металлы и сплавы. Постепенный, мягкий нагрев нужен при сварке чугунов и латуни.

Газовая сварка широко используется при проведении ремонтных работ, для устранения дефектов отливок.

Ацетилено-кислородное пламя применяют также для подогрева металла в процессе газокислородной резки.

Существуют и другие способы сварки плавлением: плазменная, лазерная, электронно-лучевая.

Плазменная сварка

Плазменная струя, применяемая для сварки, представляет собой направленный поток частиц или полностью ионизированного газа, имеющего температуру 10000…200000С. Плазму получают в плазменных горелках, пропуская газ через столб сжатой дуги. В качестве плазмообразующих газов применяют азот, аргон, водород, гелий, воздух и их смеси.

Применяют два основных плазменных источника нагрева: плазменную струю, выделенную из столба косвенной дуги и плазменную дугу, в которых дуга прямого действия совмещена с плазменной струей.

Плазменная струя представляет собой независимый источник теплоты, позволяющий в широких пределах изменять степень нагрева и глубину проплавления поверхности заготовок. Тепловая мощность плазменной струи ограничена, и ее применяют для сварки и резки тонких металлических листов и неэлектропроводящих материалов, для напыления тугоплавки материалов.

Плазменная дуга обладает большой тепловой мощностью, имеет более широкое применение: для сварки высоколегированной стали, сплавов титана, никеля, молибдена, вольфрама. Плазменную дугу применяют для резки материалов (меди, алюминия), наплавки тугоплавких материалов на поверхность.

Плазменной дугой можно сваривать металл толщиной до 10 мм без разделки кромок и применения присадочного материала. Так как плазменная дуга обладает высокой стабильностью, то обеспечивается повышенное качество сварных швов. Это позволяет выполнять микроплазменную сварку металла толщиной 0,025…0,8 мм.

Недостаток плазменной сварки – недолговечность горелок.