Файл: Практическая работа 4. Тема работы Газовая сварка и резка металлов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 300
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическая работа №4.
Тема работы: «Газовая сварка и резка металлов».
Цель работы: изучение принципов работы, оборудования и технологических возможностей газовой сварки и резки металлов.
Порядок выполнения работы.
1.Изучить оборудование газовой сварки и резки.
2. Изучить строение газового пламени.
3.Изучить левый и правый способы газовой сварки.
4. Изучить виды газовой резки.
5. Оформить отчет.
6.Ответить на контрольные вопросы.
Газовая сварка это сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей и присадочного материала осуществляется теплотой сгорания горючих газов в кислороде.
При газовой сварке заготовки и присадочный материал в виде прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем(Рис.1). Газовая сварка успешно применяется при изготовлении изделий из чугуна, стали различных марок, цветных металлов и их сплавов меди, латуни,...).
Рис.1. Схема газовой сварки:
1 – свариваемая заготовка; 2 – присадочная проволока; 3 – газовая горелка; 4 – газовое пламя.
Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в чистом кислороде. Чаще всего используют смесь ацетилена с кислородом. Температура горения смеси составляет 3150...3200 С. Допустимо так же применение пропана вместо ацетилена, но температура горения снизится до 2500 С.
Использование газовой сварки ограничено по сравнению с ручной дуговой, автоматической или другими видами сварки, но газовая сварка является наиболее технологичной при отсутствии источников электрической энергии. Кроме того, изменяя наконечник газовой горелки (т.е. изменяя проходное сечение смесительной камеры), можно регулировать количество сгораемой смеси, тем самым регулировать количество выделяемого тепла. Это позволяет сваривать изделия как из тонкого листового металла (0,5... 0,6 мм), так и металлоёмкие детали. Газовая сварка успешно применяется при изготовлении изделий из чугуна, стали различных марок, цветных металлов и их сплавов (меди, латуни, бронзы, алюминия ...).
Ацетилен (C2 H2).
Ацетилен - бесцветный газ, с резким запахом, при попадании в лёгкие вызывает головокружение и тошноту, а иногда и сильное отравление. Поэтому баллоны сацетиленом необходимо хранить в проветриваемом помещении, соблюдая предельную осторожность, т.к. он к тому же взрывоопасен.
Ацетилен получают из природного газа и в ацетиленовых генераторах при взаимодействии воды и карбида кальция (СаC2):
СаC2 + 2Н2 О = С2Н2 + Са(О Н)2
Ацетиленовые баллоны имеют внутри пористый наполнитель и ацетон, которыеисключают аварийность при хранении, эксплуатации и транспортировке ацетиленовых баллонов.
Растворение ацетилена в ацетоне позволяет поместить большое количество ацетилена в малом. Раствор ацетилена в ацетоне значительно менее взрывоопасен, чем газообразный ацетилен.
Промышленное использование растворенного ацетилена осуществляется следующим образом. Стальной баллон плотно, до самого вентиля, заполняют пористой массой. В баллон заливают ацетон, пропитывающий пористую массу с учетом возможности увеличений его объема при растворении ацетилена. В промышленности применяется зернистая пористая масса состоящая из гранулированного активированного древесного угля в зернах размером 1-3,5 мм.
Ацетиленовые генераторы.
Ацетиленовые генераторы предназначены для получения ацетилена из карбида кальция и воды.
Рис. 2. Схема ацетиленового генератора.
1-корзина с карбидом кальция; 2- реторта; 3- подача воды; 4- газосборник;
5- отбор газа.
На Рис.2 приведена наиболее распространённая конструкция генератора: система « вода на карбид». Генератор состоит из цилиндрического корпуса, разделённого горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю части, сообщающиеся между собой. В нижней части находится реторта с загрузочной корзиной, состоящей из нескольких секций, заполненных карбидом кальция. Реторта имеет резиновое уплотнение и после загрузки измельчённым карбидом кальция герметизируется. Вода подаётся в реторту и,образующийся газ отводится по трубке в водяной предохранительный затвор (Рис.3).
Рис.3. Схема водяного затвора открытого типа.
а) при нормальной работе; б) при обратном ударе.
1. газоподводящая трубка;
2. воронки с экраном;
3. предохранительная трубка;
4. газоотводный кран;
5. контрольный кран уровня воды.
Стабильное горение пламени горелки обеспечивается определённым соотношением скорости горения и скорости истечения газа из сопла горелки. При нарушении этого условия пламя горелки устремится к источнику, т.е. к баллону с ацетиленом или ацетиленовому генератору (обратный удар). При нормальной работе генератора ацетилен по газоподводящей трубке проходит через водяной затвор (Рис.3), который при обратном ударе отсекает пламя и препятствует его проникновению в ацетиленовый генератор.
Кислород(О2).
Кислород - газ без цвета и запаха. Технический кислород получают из воздуха. К месту сварки кислород подаётся в газообразном состоянии в стальных цельнотянутых баллонах с толщиной стенки около 10 мм, ёмкость баллона 40 литров (по воде), давление 15...16 МПа.
Так как некоторые вещества (жиры, масла) в среде сжатого кислорода способны самовоспламеняться, при работе с кислородными баллонами необходимо соблюдать особую осторожность. По конструкции все цельнотянутые баллоны одинаковы (Рис.4). Они имеют сферические поверхности в нижней и верхней частях. Наверху имеется коническая резьба для установки вентиля и предохранительного колпака.
Окраска баллона: Кислород - синяя; Ацетилен - белая; Аргон - серая;
Гелий - коричневая; Водород - тёмнозеленая.
Рис. 4. Схема газового баллона.
1 -колпак; 2- вентиль; 3- кольцо; 4 – горловина; 5 – башмак; 6 – днище баллона.
Строение сварочного пламени.
Внешний вид и температура газового пламени зависит от соотношения объёмов ацетилена и кислорода. Изменяя это соотношение, получают 3 вида пламени:нормальное, окислительное и науглероживающее. Представим это соотношение как: β = О2/ С2Н2
получим: β = 1...1,3 —нормальное пламя;
β = 1,5...1,7 - окислительное пламя;
β= 0,95 - науглероживающее пламя.
Рис. 5. Строение сварочного (нормального) пламени.
1 - ядро; 2 - восстановительная зона; 3.- факел.
Наибольшее тепловыделение наблюдается в конечной части восстановительной зоны (температура 2900 –3200 С), температура ядра не превышает 1000 С.Окислительное пламя внешне характеризуется резко выраженным заострённым окончанием ядра. Работа горелки в этом режиме приводит к сильному окислению металла. Науглероживающее пламя получают при увеличении подачи ацетилена. В этом случае ядро теряет своё очертание. Применяется при поверхностной закалке низкоуглеродистых сталей.
Схема инжекторной горелки.
В сварочном производстве, в основном, применяют инжекторные горелки. (Рис.6). Отличительной особенностью инжекторной горелки является большой перепад давления в магистралях. Давление кислорода составляет (0,2...0,4 )МПа; ацетилена - (0,001...0,01) МПа. Стабильный режим работы газовой горелки обеспечивает инжектор (кольцевой конусный канал), расположенный внутри горелки, на одной оси со смесительной камерой (Рис.7.) Кислород, выходя из канала сопла с большой скоростью, создаёт разряжение в ацетиленовых каналах, вследствие чего ацетилен засасывается в смесительную камеру, где образуется горючая смесь с кислородом. При выходе из мундштука эта смесь поджигается, образуя сварочное пламя.
Для зажигания сварочного пламени вначале необходимо открыть кислородный вентиль, для создания разряжения в ацетиленовых каналах, а затем ацетиленовый вентиль.
Чтобы погасить сварочное пламя, необходимо вначале перекрыть ацетиленовый вентиль, а потом кислородный. При невыполнении этого условия пламя проникает в ацетиленовый канал, что приводит, в большинстве случаев, к обратному удару. В сварочном производстве газовые горелки разделяются на 7 номеров. Классификация горелок проведена по проходному сечению инжектора, смесительной камеры и мундштука.
Рис. 6. Устройство инжекторной горелки: 1,16
-кислородный и ацетиленовый ниппели; 2 – рукоятка; 3, 15 - кислородная и ацетиленовая трубки; 4 — корпус; 5, 14 — кислородный и ацетиленовый вентили; 6 - ниппель наконечника; 7 – мундштук; 11-трубка горючей смеси; 12 — смесительная камера; 13 — инжектор; а, б — диаметры выходного канала инжектора смесительной камеры; в - размер зазора между инжектором и смесительной камерой;д - диаметр отверстия мундштука.
Рис.7. Устройство инжектора
1 –смесительная камера; 2 – инжектор; 3 – корпус горелки
Технология газовой сварки.
Для получения качественного сварного соединения необходимо хорошо подготовить свариваемые кромки, правильно установить положение горелки, выбрать способ сварки и определить необходимую мощность горелки и диаметр присадочной проволоки.
Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, окалины и других загрязнений, разделке под сварку и прихвате короткими швами.
Очистка свариваемых кромок производится на ширину 20...30 мм с каждой стороны шва. Для этой цели можно использовать пламя сварочной горелки. При нагреве окалина отстает от металла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность свариваемых деталей зачищают стальной щеткой до металлического блеска. При необходимости (например, при сварке алюминия) свариваемые кромки травят в кислоте и затем промывают и сушат.
Положение горелки определяется углом наклона ее мундштука к поверхности свариваемого металла; этот угол зависит от толщины соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла. Чем толще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки должен быть больше. Такое положение мундштука горелки способствует более концентрированному нагреву металла вследствие подведения большего количества теплоты. На рис.8 представлен график зависимости угла наклона мундштука горелки от толщины металла при газовой сварке низкоуглеродистой стали.