Способы ручной газовой сварки

Способы ручной газовой сварки

При ручной сварке сварщик держит в правой руке сва­рочную горелку, а в левой — присадочную проволоку, Пламя горелки сварщик направляет на свариваемы» металл так, чтобы Kpoмка находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. Нельзя касаться поверхности расплавленного металла концом ядра, так как это вызовет науглероживание металла сварочной ванны. Ко­нец присадочной проволоки должен находиться в вос­становительной зоне пламени или быть погруженным в ванну.

Рис. 51. Влияние угла наклона мундштука горелки на глубину

Рис. 52. Углы наклона мундштука горел­ки в зависимости от толщины металла

Скорость нагрева можно регулировать, изменяя угол наклона мундштука к поверхности свариваемого .металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла будет передавать­ся от пламени металлу, тем быстрее он будет нагреваться, и тем глубже проплавленне (провар) металла (рис. 51, й и б). При сварке толстого или хорошо проводящего тепло металла (например, красной меди) угол мундштука альфа дол­жен быть больше, чем при сварке металла тонкого или с низкой теплопроводностью. На рис. 52 показаны углы на­клона, которых следует придерживаться при левой сварке стали.

Распределения жидкого металла по шву, а также регу­лирования скорости плавления кромок и присадочной проволоки достигают соответствующим перемещением сварочного пламени по шву. На рис. 53 показаны способы перемещения . кочна мундштука по шву. Основным является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные н круговые движения конном мундштука являются вспомогательными и служат для регулирования скорости прогрева и расплавления кро­ток, а также способствуют образованию нужной формы шва, Способ 1 (см. рис. 53) применя­ют при сварке топких листов, спосо­бы 2 и 3 — при сварке листов сред­ней толщины. Нужно стремиться, чтобы металл ванны всегда был за­щищен or действия окружающего воздуха газами восстановительной зоны пламени. Поэтому способ 4, при котором пламя периодически отво­дится в сторону, применять не рекомендуется так как это вызывает окисление металла кислородом воздуха.

Рассмотрим некоторые основные способы газовой сварки.

Левая сварка (рис. 54. а). Наиболее распространен­ный способ, который применяют при сварке тонких деталей, а также деталей на легкоплавких металлов. Горелку пере­мещают справа налево, а присадочную проволоку передви­гают впереди пламени, которое направляют на еще не сва­ренный участок шва. На рис. 54, б показана схема движе­ния мундштука и проволоки, на рис. 54, е-углы наклона мундштука и проволоки, Мощность пламени при левой свар­ке стали берут от ЮО до 130 дм3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла.

Правая сварка (рис. 55, а). Горелку ведут слева направо, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Пламя направляют на конец проволоки и уже сва­ренный участок шва. Мундштуком производят лишь незначи­тельные поперечные колебания, а при сварке стали толщи­ной менее 8 мм мундштук передвигают вдоль оси шва без поперечных движений. Конец, проволоки держат погружен­ным в сварочную ванну и спиралеобразными движениями перемешивают им жидкий металл, что облегчает удаление окислов и шлаков. Тепло пламени рассеивается в меньшей степени и используется лучше, чем при левой сварке. По этому при правой сварке угол раскрытия шва можно делан не 90°, а 60—70°, что уменьшает количество наплавляемой металла, расход проволоки и коробление изделия от усадки металла шва.

Рис. 53. Способы пе­ремещения мундштука горелки при газовой сварке

Шов Правую сварку целесообразно при­менять при толщине металла свыше 3 мм, при сварке с раздел­кой кромок и при сварке металлов с высокой теплопро­водностью, например красной меди. Каче­ство шва при правой сварке выше, чем при левой, потому что расплавленный металл защищен фа­келом пламени, кото­рое одновременно отжигает наплавлен­ный металл и замед­ляет его охлаждение. Вследствие лучшего использования тепла правая сварка метал­ла больших толщин экономичнее и про­изводительнее левой. По сравнению с ле­вой сваркой скорость правой сварки на 10—20% выше, а экономии газов составляет  10—15%.

Правой сваркой сваривают сталь тол­щиной до б мм без скоса кромок, обес­печивая полный провар, без подварки с обратной стороны. Мощность пламени при правой сварке берут от 120 до ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали). Угол наклона мундштука к свариваемому металлу должен быть не менее 40°.

Рис. 54. Левая сварка:

 
Рис. 55. Правая сварка:

 
Рис. 56. Сварка наконечниками

Диаметр d присадочной проволоки при газовой сварке берут равным: при левой сварке d=S+1 мм, при правой d=S, где S — толщина свариваемого металла в мм. Прово­локу диаметром более 8 мм не применяют.

Сварка многопламенными наконечника­ми. Расход тепла для нагрева 1 кг стали — в 3,7; 1 кг ме­ди— б 2,5; 1 кг алюминия — в 1,6 раза выше, чем для рас­плавления. Поэтому для рационального использования тепла горючего применяют мно­гопламенные наконечники (рис. 56). В двулпламенном (рис. 56, а) наконечнике одно пламя подогревает основной металл, а второе — плавит его и присадочную проволоку. В трехпламенном (рис, 56, б) наконечнике среднее пламя плавит металл, а крайние подогревают основной металл и присадочную проволоку.

При многопламенных наконечниках применяют правую сварку. Металл толщиной до 6 мм сваривают с одной сторо­ны бел скоса кромок. Сварка многопламенными горелками требует от сварщика большого навыка, но увеличивает про­изводительность на 25—50% но сравнению с левой сваркой однопламенной горелкой той же мощности; удельный расход газов снижается на 15—25%, При многопламенной сварке горелку перемещают вдоль шва прямолинейно, а конец проволоки погружают в ванну, совершая им небольшие коле­бательные движения для перемешивания жидкого металла и удаления из него газов, окислов и шлаковых включений.

Многолламенпые линейные горелки используют при ав­томатической газовой сварке прямолинейных швов труб и обечаек из металла небольшой толщины (до 3 мм).

Сварка сквозным валиком (рис. 57). Листы ус­танавливают вертикально с зазором, равным половине тол­щины листа. Пламенем горелки расплавляют кромки, обра­зуя круглое отверстие, нижнюю часть которого заплавляют присадочным металлом на всю толщину свариваемого м?, талла. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слон металла па нижнюю сторону отверстия. Так поступают до тех пор, пока не закончат весь шов. При этом способе шов получается в виде сквозного валика, соединяющего свариваемые листы. Металл шва получается плотный, без пор, раковин и шлаковых включений. При толщине от 6 до 12 мм сварку ведут с двух сторон два сварщика одновременно.

Рис. 57. Схемы сварки сквозным валиком при толщине металла

Сварку ванночка­ми (рис. 58) применяют для получения соединений встык и угловых (металл толщиной менее 3 мм) с при­садочной проволокой. Когда на шве  образуется ванночка диаметром 4—5 мм, сварщик вводит в нес конец про­волоки и, расплавив небольшое количество ее, перемещает конец проволоки в темную, восстановительную часть пламе­ни. В это время он делает мундштуком круговое движение, переводя его в соседнее положение на шве. Новая ванночка должна перекрывать предыдущую на 1/3 диаметра. Конец проволоки во избежание окисления нужно всегда держать u восстановительной зоне пламени, а ядро не должно погру­жаться в ванночку во избежание науглероживания металла шва. Этот способ дает сварное соединение высокого качест­ва при сварке тонких листов и труб из низкоуглеродистой и низколегированной стали облегченными швами.

Рис. 58. Сварка ванночками

Многослойная газовая сварка имеет следующие преимущества перед однослойной; дает меньшую зону нагрева металла- обеспечивает отжиг нижележащих слоев при наплавке последующих; возможность проковки каждого слоя шва перед наложением следующего. Однако многослой­ная сварка менее производительна и требует большего рас­хода газов, чем однослойная. Поэтому ее применяют только при сварке ответственных изделий. Сварку ведут коротки­ми участками. При наложении слоев нужно следить за тем, чтобы стыки швов в различных слоях не совпадали. Перед наложением нового слоя нужно проволочной щеткой очис­тить поверхность предыдущего слоя от окалины и шля ков.

Сварка окислительным пламенем. Применя­ют для сварки низкоуглеродистой стали. Сварку ведут окис­лительным пламенем состава

 
Для раскисления образующихся в сварочной ванне окис­лов железа применяют проволоку Св-12ГС, Св-08Г и Св-08Г2С (ГОСТ 2246—60), содержащую повышенные ко­личества раскислителей — марганца и кремния. Данный способ повышает производительность сварки на 10—15%.

Сварка пропан-бутан-кислородным пламе­нем производится при повышенном содержании кислорода в смеси

с целью повышения температуры пламени и увеличения про­вара и жидкотекучести ванны при сварке стали. Для рас­кисления металла шва применяют проволоку Св-12ГС, Св-08Г и СВ-08Г2С, а также проволоку Св-15ГЮ (0,5—0,8% алюминия и 1 — 1,4% марганца) (ГОСТ 2246—60).

Исследованиями А, Н. Шашкова. Ю. И. Некрасова и С. С. Ваксман доказана возможность использования также обычной низкоуглеродистой проволоки Св-08 с раскисляю­щим покрытием, содержащим 50% ферромарганца и 50% ферросилиция, разведенного на жидком стекле. Вес покры­тия (без учета веса жидкого стекла) 2,5—3,5% к весу про-волоки. Толщина покрытия 0,4—0,6 мм при проволоке диа­метром 3 мм и 0,5—0,8 мм при диаметре 4 мм. Расход пропана 60—80 л/ч на 1 мм толщины стали, бетта = 3,5, угол наклона прутка к плоскости металле 30—45°, угол разделки кро­мок 90°, расстояние ядра от прутка 1,5—2 мм, от металла 6—8 мм. Этим способом можно сваривать сталь толщиной до 12 мм. Лучшие результаты получены при сварке стали 3—4 мм.

Проволока Св-08 с указанным покрытием при сварке пропан-бутаном является полноценным заменителем более дефицитных марок проволоки с марганцем и кремнием.

Сварка городским газом (СН4) производится горелкой ГЗУ-2-62 и проволокой Св-12ГС Состав горючей смеси Os; СН4= 1.5 : 1,6. Для стали толщины 4 мм расход: C2H2=400 дм3/ч, пропан-бута на 240 дм3/ч (гамма=0,6), город­ского газа 720 дм3/ч (гамма = 1,8). Производительность такая же, как и при сварке пропан-бутаном, но на 15—20% ниже, чем при сварке на ацетилене. Зона термического влияния при сварке городским газом больше (11,5 мм), чем при сварке ацетиленом (9 мм). Прочность при сварке стали малых тол-шин городским газом меньше, чем при сварке ацетиленом, вследствие повышения содержания в металле кислорода, вызванного необходимостью применения окислительного пламени.

Горелками ГЗУ-2-62 можно на городском газе сваривать неответственные соединения из стали толщиной до 5 мм.

Сварка пламенем повышенной мощно­сти — 200 дм3/ч на1I мм толщины металла (для стали). Диаметр прутка б—8 мм. Пламя больше направляют на при­садочный пруток. Увеличивается производительность свай­ки, но требуется высокий квалификация сварщика, так как можно перегреть металл шва и зоны влияния, что снизит м\ пластические свойства.

Особенности сварки различными швами. Горизонтальными швами сваривают правым способом, но сварку ведут справа налево, держа конец проволоки сверху, а мундштук снизу ванны (рис. 59), Сварочную ванну распо­лагают под некоторым углом к оси шва, чем облегчается формирование шва, а жидкий металл удерживается от стекания.

Вертикальными и наклонными швами сваривают сверху вниз правым способом (рис, 60, а) и снизу вверх левым (рис. 60, б) или правым (рис. 60, в) способами. Способ, по­казанный на рис, 60, а, применяют при небольшой толщине металла, когда объем ванны мал и ме­талл можно удерживать от стекания давлением газов пламени. При толщи­не более 5 мм применяют также способ сварки двойным валиком.

При сварке потолочными швами (рис, 61) кромки нагревают до начала оплавления («запотевания») и в этот момент вводят в ванну присадочную проволоку, конец которой быстро оп­лавляют. Металл ванны удерживают от стекания вниз прутком и давлением газов пламени, которое достигает 100—120 гс/см2. Пруток держат под малым углом наклона к свариваемому металлу. Сварку можно вести правым способом (рис. 61, б), так как при сварке левым способом под действием давления газов пламени расплавленный металл может затекать на недоста­точно прогретые участки основного металла, что вызовет непровар в данном месте. Целесообразно также применять многослойные потолочные швы в несколько проходов с ми­нимальной толщиной каждого слоя.

Рис. 59. Сварка го­ризонтальными швами

Рис. 60. Сварка вертикальными швами

Рис. 61. Сварка потолочными   швами.

Сварка тонкого металла (толщиной менее 3 мм) по отбортовке кромок без присадочного металла производится при зигзагообразных колебаниях мундштука в вертикальной плоскости (рис. 62, а). При сварке такого металла (1 — 3 мм) встык без снятия фасок мундштуком делают поперечиые колебания в пределах ширины шва (рис. 62, б). В ряде случаев для облегчения формирования шва ему придают небольшой уклон, ведя сварку снизу вверх (рис. 62, в).

Рис. 62. Сварка топкого металла.