Файл: Евгений Максимович Костенко Сварочные работы Практическое пособие для.pdf

* Для керосина и бензина приведена масса 1 м3 жидкости.
Контрольные вопросы:
1. Расскажите, что вы знаете о свойствах кислорода?
2. Какими способами получают кислород?
3. Как транспортируют кислород и на какие давления рассчитываются баллоны в зависимости от температуры?
4. Расскажите о способах получения ацетилена в промышленности.
Что вы знаете о «сухом» способе разложения карбида кальция?
5. Расскажите о газах – заменителях ацетилена.
2. Сварочная проволока и флюсы
Сварочную проволоку выпускают в мотках (бухтах). Ее выправляют и нарезают на части требуемой длины. В большинстве случаев при газовой сварке применяют присадочную проволоку, близкую по своему химическому составу к свариваемому металлу. Нельзя применять для сварки случайную проволоку неизвестной марки и неизвестного химического состава. Химический состав некоторых марок сварочной проволоки, применяемой для газовой сварки углеродистых сталей, приведен в табл. 51.

Таблица 51
Химический состав некоторых марок сварочной проволоки, применяемой для сварки углеродистых сталей
Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой, без следов окалины, ржавчины, масла, краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже температуры плавления свариваемого металла. Проволока должна плавиться спокойно и равномерно, без сильного разбрызгивания и вскипания, образуя при застывании плотный, однородный наплавленный металл без посторонних включений, пор, шлаков, пленок и других дефектов. Диаметр проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. Для газовой сварки цветных металлов, таких как медь, латунь, алюминий, свинец и др., а также нержавеющих сталей в тех случаях, когда нет подходящей проволоки, применяют в виде исключения полоски, нарезанные из листов той же марки, что и свариваемый металл. Однако сварка полосками ввиду того, что они обычно имеют неравномерную ширину, дает шов худшего качества, чем сварка проволокой. Для сварки бронзы применяют вместо проволоки отлитые прутки из той же бронзы, т. е. того же химического состава. Флюсы при газовой сварке наносят на присадочную проволоку или пруток и кромки свариваемого металла, а также добавляют в сварочную ванну. Составы флюсов выбирают в зависимости от вида и свойств свариваемого металла. Флюс должен быть подобран таким

образом, чтобы он плавился раньше, чем металл, хорошо растекался по шву, не оказывал вредного воздействия на металл шва и полностью удалял образующиеся при сварке окислы. В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту, кремниевую кислоту и другие специальные добавки. Флюсы используются в виде порошков, паст, водных растворов. В некоторых случаях такие растворы готовят сами сварщики.
Контрольные вопросы:
1. Охарактеризуйте требования, предъявляемые к сварочной проволоке.
2. Расскажите о способах подачи флюса в зону плавления металла.
3. По каким характеристикам подбирают флюсы?

Глава 3
ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И
РЕЗКИ
1. Ацетиленовые генераторы, предохранительные затворы и
клапаны
Согласно существующим стандартам ацетиленовые генераторы классифицируют по давлению вырабатываемого ацетилена, по производительности, по конструкции, по применяемой системе регулирования взаимодействия карбида кальция с водой. Генераторы низкого давления изготавливают на давление ацетилена до 0,01 МПа
(0,1 кгс/см2). Генераторы среднего давления изготавливают на давление ацетилена от 0,01 до 0,07 МПа (0,1—0,7 кгс/см2). Выпускают также генераторы на давление ацетилена от 0,07 до 0,15 МПа (0,7—1,5 кгс/см2), они относятся к генераторам среднего давления, но имеют большую производительность. Генераторы выпускают по расчетной производительности на 0,5; 0,75; 1,25; 2,5; 3,5; 10; 20; 40; 30; 160 и
320 м3/ч. По конструкции генераторы изготавливают передвижными и стационарными. Передвижные генераторы имеют производительность до
3 м3/ч. По системе регулирования взаимодействия карбида кальция с водой генераторы изготавливают с количественным регулированием взаимодействующих веществ и с регулированием продолжительности контакта карбида кальция с водой, которое называется повременным регулированием. В генераторах с количественным регулированием применяют дозировку карбида кальция или воды. Если дозируется карбид кальция, а вода в зоне реакции находится в постоянном количестве, то система называется «карбид в воду». При дозировке воды и одновременной загрузке всего количества карбида кальция система называется «вода на карбид». Применяют также комбинированную систему, при которой дозируют оба вещества. В генераторах с повременной системой регулирования контакт карбида кальция с водой происходит периодически, с определенными перерывами. Подвижным веществом обычно является вода, такие генераторы относятся к

работающим по системе «вытеснения». Применяют также комбинацию двух указанных систем в одном генераторе с целью получения более плавного регулирования газообразования и уменьшения выброса газа в атмосферу. Генераторы по способу взаимодействия карбида кальция с водой принято кратко обозначать следующим образом: KB – «карбид в воду»; ВК – «вода на карбид»; ВК и ВВ – комбинированные «вода на карбид» и «вытеснение воды». В соответствии с существующими стандартами промышленностью выпускаются передвижные ацетиленовые генераторы типа ДСП-10 – это ацетиленовый генератор среднего давления, передвижной, производительностью 1,25 м3/ч, и стационарные генераторы типов ACК-3, ACК-5, ГНД-20, ГНД-40. Каждый тип ацетиленового генератора имеет свои достоинства и недостатки, поэтому не все типы генераторов находят равноценное применение.
Однако можно применять любой генератор, находящийся в исправном рабочем состоянии. Наиболее предпочтительным типом генератора является генератор комбинированной системы «вода на карбид» и
«вытеснение воды». Всем начинающим сварщикам необходимо знать основные требования, предъявляемые к ацетиленовым генераторам: генератор рассчитывается для работы на карбиде кальция с кусками определенных размеров; разложение карбида кальция в генераторе должно регулироваться автоматически, в зависимости от расхода газа; генератор должен обладать высоким коэффициентом полезного использования карбида кальция (см. соответствие с паспортом на карбид данного сорта). Современные генераторы имеют коэффициент полезного использования карбида кальция до 0,98; избыточное давление в генераторе не должно превышать 0,15 МПа (1,5 кгс/см2); генератор должен быть герметичным и иметь газосборник достаточной емкости, чтобы при внезапном прекращении отбора газа не происходил выброс ацетилена в помещение; генератор должен обеспечивать хорошую очистку получаемого газа. Рассмотрим устройство и работу генератора
ДСП-10.

Генератор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из корпуса, крышки с мембраной, корзины для карбида кальция, предохранительного клапана, вентиля, предохранительного жидкостного затвора и других элементов. Корпус состоит их трех частей: верхней – газообразователя, средней – вытеснителя и нижней – промывателя и газосборника. Верхняя часть с нижней соединены между собой переливной трубкой.
В газообразователе происходит разложение карбида кальция водой с выделением ацетилена. В вытеснителе находится воздушная подушка и вода, которая сообщается с водой в газообразователе в процессе работы генератора патрубком. В промывателе происходит охлаждение ацетилена и отделение его от частичек извести. В верхней части промывателя скапливается ацетилен. Эта часть аппарата называется газосборником. Вода в газообразователь заливается через горловину.
При достижении уровня переливной трубки вода поступает из газообразователь в промыватель. Заполнение промывателя происходит до уровня контрольной пробки. Карбид загружают в корзину, закрепляют поддон, устанавливают и прижимают крышку с мембраной усилием, создаваемым винтом. Образующийся в газообразователе ацетилен по вырубке поступает в промыватель, проходит через слой воды, охлаждается и промывается. Из промывателя ацетилен проходит через вентиль по шлангу и поступает через предохранительный затвор на потребление. Регулирование процесса разложения карбида кальция в газообразователе происходит одновременно двумя способами: вертикальным движением корзины с карбидом кальция в воду и за счет

работы вытеснителя. По мере повышения давления в газообразователе корзина с карбидом, связанная с пружиной мембраны, перемещается вверх, уровень замочки карбида уменьшается, ограничивается выработка ацетилена и повышение давления прекращается.
При снижении давления в газообразователе усилием пружины мембрана и корзина с карбидом опускаются в воду. Таким образом с помощью мембраны с пружиной осуществляется автоматическое регулирование давления ацетилена в аппарате. Давление в аппарате одновременно регулируется вытеснением воды из газообразователя в вытеснитель через патрубок и обратно. По мере выделения ацетилена давление в газообразователе возрастает, вода переливается в вытеснитель. Уровень воды в газообразователе понижается и корзина с карбидом оказывается выше уровня воды, реакция разложения карбида кальция водой прекращается.
При понижении давления в газообразователе вода из вытеснителя поднимается вверх и вновь происходит замочка карбида в газообразователе. Предохранительный клапан служит для сброса избыточного давления ацетилена. В месте присоединения клапана к корпусу установлена сетка для задержания частиц карбида, окалины и других загрязнений. Вентиль служит для пуска и регулирования подачи ацетилена к потребителю. Давление ацетилена в газообразователе контролируется манометром. Слив ила из газообразователя и иловой воды из промывателя осуществляется соответственно через штуцеры. Предохранительный затвор среднего давления типа ЗСГ-1,25-4 или ЗСП-8 служит для исключения проникновения взрывной волны в генератор при обратном ударе пламени, а также от проникновения воздуха и кислорода со стороны потребителя. Затвор состоит из цилиндрического корпуса с верхним и нижним сферическими днищами. В нижнее днище ввернут обратный клапан, состоящий из штуцера, гуммированного (обрезиненного) клапана и колпачка, ограничивающего подъем гуммированного клапана.
Внутри корпуса в верхней части затвора расположен пламепреградитель, а в нижней части – рассекатель. Вода в затвор заливается через верхний штуцер при снятом ниппеле до уровня

контрольной пробки. Слив воды осуществляется через штуцер при отвернутой пробке. Aцетилен поступает в затвор по газоподводящей трубке, приподнимает гуммированный клапан, проходит чрез слой воды и выходит через ниппель. При обратном ударе ацетилено-кислородного пламени давлением воды клапан прижимается к седлу и не допускает проникновения ацетилена из генератора в затвор, пламя гасится столбом воды. После каждого обратного удара необходимо проверить уровень воды в затворе и, в случае надобности, долить сосуд. Для газов – заменителей ацетилена – применяют жидкостные водяные затворы только закрытого типа или обратные предохранительные клапаны.
Обратные предохранительные клапаны устанавливают после редуктора у газового баллона или непосредственно перед горелкой. Применяют предохранительные обратные клапаны различных по конструкции типов: с разрывной мембраной при выбросе горючей смеси в атмосферу; безмембранные с выбросом горючей смеси; с пламегасящим устройством, которое при обратном ударе пламени одновременно отсекает подачу горючих газов к горелке. Последний тип защиты от обратных ударов наиболее совершенен, но весьма сложен по устройству, поэтому чаще применяются предохранительные клапаны с выбросом в атмосферу. На рис. 87 изображен шланговый обратный клапан с выбросом горючей смеси в атмосферу, который устанавливается у газопододящих штуцеров горелки или резака. В корпусе (1) размещен пористый металлический фильтр (4) и выпускной клапан (5) с несгораемым уплотнителем (6). Клапан присоединяется к штуцеру горелки с помощью накидной гайки (8) и ниппеля (7).
Рис. 87. Шланговый 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

При нормальной работе газ поступает в направлении стрелки A.
При обратном ударе газовая смесь движется по направлению стрелки Б, часть ее выбрасывается через клапан (5), пламя гасится в фильтре (4).
Дисковый клапан (2) перекрывает доступ газов в рукав между медной сеткой (3) и пористым металлическим фильтром (4). На предохранительные жидкостные затворы, устанавливаемые на передвижных ацетиленовых генераторах и на затворы, устанавливаемые на газоразборных постах, распространяются требования соответствующих нормативных документам. При подготовке генератора к работе необходимо: убедиться, что в корпусе генератора нет посторонних предметов, что он тщательно промыт и очищен от ила; проверить закрепление вентиля и предохранительного клапана на генераторе и наличие сетки в месте присоединения ее к корпусу; открыть контрольную пробку в генераторе и контрольную пробку в водяном затворе; залить водой затвор до уровня контрольной пробки, залить генератор через горловину до уровня контрольной пробки. при отрицательной температуре в предохранительный затвор залить морозоустойчивый раствор; закрыть контрольные пробки после слива избытка воды из генератора и затвора; закрепить ниппельный отвод затвора; соединить шлангом вентиль и предохранительный затвор; загрузить карбид грануляции 25—80 мм не более 3,5 кг в сухую и очищенную от извести корзину. При малом расходе ацетилена разрешается неполная загрузка корзины карбидом кальция; закрепить поддон на корзине. В процессе работы с генератором необходимо выполнять следующие действия: опустить загруженную карбидом корзину в горловину корпуса и быстро уплотнить крышку с помощью траверсы (коромысла), крюка (направляющих) и винта; плавно открыть вентиль; нажать кольцо клапана для предупреждения прилипания прокладки; продуть ацетиленом предохранительный затвор, шланги и сварочный инструмент (горелку, резак) в течение 1 мин; проследить за повышением давления газа в генераторе по манометру. Если давление газа становится выше 0,15 МПа, а предохранительный клапан не срабатывает, то необходимо выпустить газ через предохранительный

клапан принудительно, нажав пальцем на кольцо клапана (открыть).
После этого можно зажигать горелку или резак и приступать к работе; проверять уровень жидкости в предохранительном затворе перед каждой новой зарядкой генератора или после каждого обратного удара. Перенос генератора в заряженном состоянии допускается только в вертикальном положении. Следует избегать резких толчков или встряхиваний; после окончания работы тщательно промыть корзину, газообразователь и промыватель от ила, слить конденсат из генератора через открытые штуцеры.
Наряду с широко применяемым генератором типа ACП-10 выпускаются передвижные ацетиленовые генераторы, в которых имеются некоторые конструкционные улучшения.
Рис. 88. Сухой мембранный предохранительный затвор ЗСН-1,25: 1
– корпус; 2 – пружина; 3 – взрывная камера; 4 – мембрана; 5 – коническое утолщение мембраны; 6 – газоподводящий коллектор; 7 – седло; 8 – петлевой трубопровод
Вместо жидкостных предохранительных затворов ЗСГ-1,25-4 устанавливаются затворы ЗСП-8 или сухие предохранительные затворы мембранного типа
ЗСН-1,25,
ЗСУ-1.
Устройство сухого предохранительного затвора ЗСН-1,25 показано на рис. 88. Затвор состоит из корпуса (1), в котором установлена мембрана с коническим утолщением (5), разделяющая полость корпуса на газоподводящий коллектор (6) и взрывную камеру (3), соединенные петлевым трубопроводом (8). Пружина (2) опирается на мембрану (4) и поджимает коническое утолщение (5) к седлу (7). Подводящийся из генератора газ отжимает мембрану (4) и от газоподводящего коллектора (6) через