Файл: Юрий Федорович ПодольскийСварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка.pdf

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
84
Смесь МАФ-газа (3,4—10,8 % по объему) с воздухом взрывоопасна. Газ может скапливаться в подвалах, колодцах и приямках,
образуя взрывоопасную смесь.
Сварочный флюс – материал, применяемый при сварке для химической очистки соединяемых поверхностей и улучшения качества шва.
Необходимость использования флюсов при сварке цветных металлов и сплавов, леги- рованных сталей и чугуна продиктована тем, что при нагревании металлов до высокой тем- пературы на их поверхности образуется пленка оксида, которая при расплавлении перехо- дит в сварочную ванну и препятствует образованию высококачественного сварного шва.
Флюсы обеспечивают раскисление расплавленного металла сварочной ванны, а также уда- ление из него образовавшихся оксидов и неметаллических включений. Шлаки, всплываю- щие на поверхность сварочной ванны, предохраняют металл шва от воздействия атмосфер- ного воздуха.
При необходимости использования флюса его наносят на свариваемые кромки или вносят в сварочную ванну оплавляемым концом присадочного прутка (налипающим на него при погружении во флюс). Флюсы можно использовать и в газообразном виде при подаче их в зону сварки с горючим газом.
Для сварки низкоуглеродистых сталей флюс не используют. При сварке сталей высо- коуглеродистых марок (с содержанием углерода более 0,6 %) флюсом, как правило, служит бура (тетраборат натрия – натриевая соль борной кислоты).
Что касается легированных сталей, то лишь при сварке хромистых и хромоникелевых сталей марок 03Х18Н9Т и 06X15Т толщиной до 2 мм применяют флюсы таких составов:
– 80 % плавикового шпата и 20 % ферротитана;
– 80 % буры и 20 % оксида кремния.
Флюс разводят в воде и в виде пасты наносят на кромки и обратную сторону шва за
15–20 мин до сварки.
Флюсы для сварки чугуна. Горячая сварка чугуна предполагает обязательное исполь- зование флюсов. Обычно применяют порошковые кислые флюсы, в состав которых входят боросодержащие вещества (см. табл. 17).
При низкотемпературной сварке чугуна с помощью чугунных прутков и латунных при- поев, а также при пайкосварке используют флюсы, характеристики которых приведены в табл. 18. Снижение температуры при низкотемпературной газовой сварке чугуна до 670–
750 °C достигается применением специальных флюсов, в то время как процессы пайко- сварки чугуна протекают при температуре 750–950 °C.
Флюсы для сварки алюминия. При газовой сварке алюминия и его сплавов важ- ное значение имеет состав флюса, поскольку он должен перевести тугоплавкую оксидную пленку (А12О3) на поверхности алюминия в легкоплавкие шлаковые включения, которые образуют корку, защищающую шов. Марки и состав флюсов приведены в табл. 19.
Флюсы для сварки меди. Для растворения образующихся оксидов, в том числе оксида меди, при переводе их в легкоплавкие шлаки и предотвращении окисления расплавленного металла в газовой сварке меди необходимо использовать флюсы, рекомендуемые составы которых приведены в табл. 20.
Присадочными материалами являются проволока, прутки (стержни), полоски металла, близкие по свойствам свариваемому металлу. При проведении сварки они обеспе-

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
85
чивают дополнительный металл для заполнения зазора между свариваемыми кромками и образования сварного шва требуемой формы.
Основным присадочным материалом служит сварочная проволока.
При сварке углеродистых и легированных сталей применяют холоднотянутую сва- рочную проволоку. Согласно ГОСТ 2246-70, ее обозначение состоит из букв Св (сварочная) и написанного через дефис буквенно-цифрового обозначения марки стали. Перед буквами Св проставляют диаметр проволоки в диапазоне 0,3—12,0 мм. Буква А в конце условного обо- значения марок низкоуглеродистой и легированной проволоки свидетельствует о повышен- ной чистоте металла с точки зрения содержания серы и фосфора. Двойная буква А указывает на пониженное содержание серы и фосфора по сравнению с предыдущей проволокой. После обозначения марки стали через дефис могут быть написаны следующие заглавные буквы:
Э – проволока для изготовления электродов; О – омедненная проволока; БД – полученная вакуумно-дуговым переплавом, Ш – электрошлаковой выплавкой, ВИ – вакуумно-индукци- онным способом.
Для газовой сварки серого чугуна выпускают чугунные прутки ∅4, 6, 8, 10, 12 и 16
мм. Маркировку торца прутков выполняют краской черного (ПЧ-1), белого (ПЧ-2), красного
(ПЧ-3), синего (ПЧН-1), коричневого (ПЧН-2), желтого (ПЧИ) или зеленого (ПЧВ) цвета.
Для газовой сварки меди, медно-никелевых сплавов, бронз и латуни применяют сва- рочную проволоку, отвечающую ГОСТ 16130-90. Ее диаметр составляет 0,8–8 мм.
Условное обозначение присадочной проволоки из меди или ее сплава соответствует классификации этих материалов по следующим признакам:
– способу изготовления (холоднодеформированная (тянутая) – Д; горячедеформиро- ванная (прессованная) – Г);
– форме сечения – КР (проволоку изготавливают исключительно круглого сечения);
– механическим свойствам (мягкая – М, твердая – Т);
– виду поставки (мотки или бухты – БТ, катушки – КТ, барабаны – БР, сердечники –
CP, немерной длины – НД).
При сварке алюминия и его сплавов используют тянутую и прессованную проволоку из алюминия и алюминиевых сплавов, соответствующую ГОСТ 7871-75. Ее диаметр состав- ляет 0,8—12,5 мм. Условные обозначения при маркировке характеризуют:
– способ изготовления (тянутая – В, прессованная – П);
– вид обработки (нагартованная – Н, отожженная – М);
– вид поставки (мотки (бухты) – БТ, катушки – КТ).
Оборудование для газовой сварки
Ацетиленовые генераторы
Ацетиленовый генератор – аппарат, предназначенный для получения газообразного ацетилена посредством разложения карбида кальция водой. Из 1 кг карбида кальция в зави- симости от размеров его кусков и степени чистоты можно получить 235–285 дм
3
ацетилена.
Однако применение газогенераторов в быту и в небольших мастерских нецелесообразно:
они более взрывоопасны, нежели баллоны, и потому в сварочном комплекте возрастает коли- чество предохранительных устройств; обслуживать их сложнее; подготовка к работе зани- мает гораздо больше времени, чем при работе с баллонами; отработанный ил сливают только в специальные ямы или бетонные хранилища. К тому же по завершении даже незначитель- ных сварочных работ следует выработать весь загруженный объем карбида кальция – посте- пенно стравить ацетилен в атмосферу или дожечь его горелкой. Поэтому использование аце- тиленовых генераторов оправданно только при промышленных объемах работ.

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
86
Баллоны
Баллон – это металлическая емкость для хранения и транспортирования газов в сжа- том, растворенном и сжиженном состояниях.
Кислородный баллон изготовлен из углеродистой (150У) и легированной (150Л) стали согласно ГОСТ 949-73 и имеет стальной цельнотянутый цилиндрический корпус с выпук- лым днищем, на которое напрессован башмак (рис. 30, а). Вверху баллон заканчивается гор- ловиной с резьбовым отверстием, в которое ввернут запорный вентиль. На наружную резьбу горловины баллона навернут предохранительный колпак.
Высота стандартного баллона 40-150У равна 1370 мм, диаметр – 219 мм, толщина стенки – 7 мм, вместимость – 40 дм
3
, масса без газа – 67 кг. Баллон рассчитан на рабочее давление 15,0 МПа (150 кгс/см
2
); испытательное давление составляет 22,5 МПа (225 кгс/
см
2
). В полном баллоне объем кислорода, соответствующий атмосферному давлению и тем- пературе 20 °C, равен 6 м
3
Цвет баллона голубой, надпись – черная.
Наряду с баллонами вместимостью 40 дм
3
выпускают и баллоны меньшей вместимо- сти – 20, 10, 5 и 1 дм
3
(рис. 30, б).
Вентиль кислородного баллона изготавливают из латуни, так как сталь активно корро- дирует в среде сжатого кислорода, а маховики и заглушки – из стали, алюминиевых сплавов и пластмассы.
Рис. 30. Газовые баллоны для сварки:
а – кислородный баллон вместимостью 40 л (1 – днище; 2 – башмак; 3 – корпус; 4 –
горловина; 5 – вентиль; 6 – предохранительный колпак); б – кислородный баллон вмести- мостью 10 л; в – ацетиленовый баллон (1 – корпус; 2 – вентиль; 3 – азотная подушка; 4 –
пористая масса с ацетоном; 5 – башмак; 6 – предохранительный колпак); г – баллон для про- пана вместимостью 55 л (1 – табличка с паспортными данными; 2 – корпус; 3 – днище; 4 –
башмак; 5 – подкладные кольца; 6 – горловина; 7 – вентиль; 8 – предохранительный колпак)

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
87
Количество кислорода в баллоне приближенно определяют,
решая следующую пропорцию: при атмосферном давлении (0,1 МПа) в баллоне находится 40 дм
3
газа; если давление в баллоне равно 15 МПа, то до объема 40 дм
3
можно сжать 40–15/0,1 = 6000 дм
3
, или 6 м
3
, кислорода.
Ацетиленовый баллон большой емкости имеет такие же размеры, как и кислородный вместимостью 40 дм
3
(рис. 30, в). Масса баллона без газа 83 кг, рабочее давление ацетилена
1,9 МПа (19 кгс/см
2
), максимальное давление 3,0 МПа (30 кгс/см
2
).
Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля, которую пропитывают ацетоном из расчета 225–300 г на 1 дм
3
вместимости баллона.
Ацетилен, хорошо растворяясь в ацетоне, становится менее взрывоопасным.
Более экономичны баллоны с литой пористой массой, способные вместить 7,4 кг рас- творенного ацетилена, тогда как баллоны с активированным углем – только 5 кг.
На баллоне с литой пористой массой ниже надписи «АЦЕТИЛЕН» красной краской нанесены буквы ЛМ. Такие баллоны поставляют с азотной подушкой.
При отборе ацетилена из баллона удаляется и часть ацетона в виде паров. Для умень- шения потерь ацетона во время работы необходимо располагать баллоны в вертикальном положении и отбирать ацетилен со скоростью, не превышающей 1,7 м
3
/ч.
В наполненном баллоне вместимостью 40 дм
3
при рабочем давлении и температуре воздуха 20 °C объем газообразного ацетилена, соответствующий нормальным условиям,
равен 5,5 м
3
Цвет баллона белый, надпись – красная. Отпускают ацетилен также в баллонах емко- стью 1, 5, 10, 15 и 20 л.
Отличительной особенностью вентиля ацетиленового баллона является отсутствие маховика и штуцера. В корпусе вентиля имеется боковая канавка, в которую устанавливают штуцер ацетиленового редуктора, прижимая его специальным хомутом через кожаную про- кладку. Такая конструкция вентиля не допускает случайной установки другого редуктора во избежание образования взрывоопасной смеси.
Еще одна отличительная особенность вентиля ацетиленового баллона состоит в том,
что его открывание, закрывание и присоединение с его помощью редуктора к баллону осу- ществляются специальным торцевым ключом.
Для определения объема ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разности показателей и плотности ацетилена находят объем газа, находящегося в баллоне. Например, масса баллона с ацетиленом 89 кг, пустого – 83 кг. Масса ацетилена в баллоне: 89–83 = 6 кг.
Плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20 °C равна
1,09 кг/м
3
. Следовательно, объем ацетилена при этих условиях составляет
6/1,09 = 5,5 м
3

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
88