Вуглецева сталь

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

7

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ну (не понад 0,8%). Більш суворі вимоги, природно, пред'являються до присадочного металу, який повинен бути аустенітного, бажано з деяким надлишком легуючих елементів, з урахуванням можливого їх вигоряння при зварюванні і з стабілізуючими добавками - титаном або ніобієм. ГОСТ 2246-51 передбачає аустенитную присадного дроту для зварювання нержавіючих і жаротривких сталей, аустенітних присадного дроту іноді застосовується і для зварювання сталей мартенситного класу. 
Дефіцитність і висока вартість аустенітної хромонікеле-вої дроту змушують проводити дослідження над отриманням більш дешевих замінників. У лабораторних умовах були отримані задовільні результати з електродами, що мають стрижень з маловуглецевої дроту марки СвlА по ГОСТ 2246-51, з обмазкою, що містить хром і нікель, а також при автоматичному зварюванні дротом марки Св1А під керамічним не-плавленим флюсом, що містить хром і нікель . При зварюванні цими електродами в обох випадках відпадає лише необхідність у дефіцитній аустенітної дроті, але залишається витрата дефіцитного металевого нікелю та металевого хрому або високопроцентного маловуглецевої ферохрому, що вводяться у відповідних кількостях в обмазку або у флюс. 
Точкова контактне зварювання нержавіючих сталей ведеться на дуже жорстких режимах, час проходження струму часто знижується до 1/2 і 1/4 періоду змінного струму, тобто до 0,01 і 0,005 сек. 
Стали мартенситного класу, що відрізняються високою міцністю і твердістю, знаходять застосування як інструментальні стали, як броньові і т. д. Зварювання їх пов'язана з відомими труднощами. 
Стали легко і глибоко гартуються, тому після зварювання звичайно необхідна подальша термообробка, яка полягає в низькому або високому відпустці. Часто необхідний також попередній підігрів виробу. Істотне значення може мати попередня термообробка вироби перед зварюванням, бажано по можливості рівномірний мелкодисперсное розподіл структурних складових. При зварюванні плавленням часто відмовляються від відповідності наплавленого і основного металу не тільки за хімічним складом, але і за механічними властивостями, прагнучи, в першу чергу, забезпечити підвищену пластичність наплавленого металу і усунути утворення в ньому тріщин. Для цієї мети при дуговому зварюванні досить часто застосовують, наприклад, аустенітні електроди. 
Стали карбідного класу застосовуються головним чином як інструментальні, і на практиці частіше доводиться мати справу не зі зварюванням, а з наплавленням цих сталей при виготовленні і відновленні металорізального інструменту, штампів і т. п. Попередній підігрів і подальша термообробка для цих сталей по більшій частині обов'язкові . 
Для дугового зварювання й наплавлення застосовуються електродні стрижні легованих сталей, близьких за властивостями до основного металу, а також і стрижні маловуглецевої сталі з легуючими покриттями, що містять відповідні феросплави. По закінченні зварювання або наплавлення зазвичай проводиться термообробка, що складається з гарту і відпалу. 
Стали феритного класу відрізняються тим, що в них зовсім придушене або ослаблене освіту аустеніту при високих температурах за рахунок введення великих кількостей стабілізаторів фериту. 
Істотне практичне значення мають хромисті ферит-ні сталі з вмістом хрому від 16 до 30% і вуглецю не понад 0,1-0,2%, що відрізняються кислототривкі та виключної жаростійкістю. Стали можуть бути зварені з присадним металом того ж складу або аустенітної. Обов'язковий попередній підігрів, по закінченні зварювання проводиться тривалий відпал протягом декількох годин, за яким слідує швидке охолодження.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

8

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

 

 

 

 

 

1. Класифікація, маркування і застосування вуглецевої сталі
2. Сварювальність сталей
3. Газове зварювання вуглецевої сталі
4. Матеріали, що застосовуються при газовому зварюванні.
5. Апаратура й устаткування для газового зварювання.
6. Технологія газового зварювання.
7. Обладнання і принцип дії зварювального випрямляча
8. Техніка безпеки при електрозварюванні, газової зварюванні і різанні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

1

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Газове зварювання вуглецевої сталі 
 
Зварювання застосовують для отримання нероз'ємного з'єднання деталей при виготовленні виробів, машин і споруд з металу. Перш для цього переважно користувалися клепкою. 
Зварне виріб має менший вагу, ніж клепальні, простіше у виготовленні, дешевше, надійніше і може бути виконане в більш короткий термін, з меншою витратою праці і матеріалів. Зварюванням можна виготовляти вироби дуже складної форми, які перш вдавалося отримати тільки відливанням або ковальської і механічною обробкою. При виготовленні металоконструкцій зварювання дає від 10 до 20% економії металу в порівнянні з клепкою, до 30% в порівнянні з литтям із чавуну. 
Зварні шви забезпечують високу надійність (щільність і міцність) резервуарів і посудин, в тому числі і працюють при високих температурах і тисках газів, парів і рідин. 
Газове зварювання відноситься до зварювання плавленням. Процес газового зварювання полягає в нагріванні крайок деталей в місці їх з'єднання до розплавленого стану полум'ям зварювального пальника. Для нагрівання і розплавлення металу використовується високотемпературне полум'я, одержуване при спалюванні горючого газу в суміші з технічно чистим киснем. Зазор між кромками заповнюється розплавленим металом присадного дроту. 
Газове зварювання володіє наступними перевагами: спосіб зварювання порівняно простий, не вимагає складного і дорогого обладнання, а також джерела електроенергії. Змінюючи теплову потужність полум'я і його положення щодо місця зварювання, зварник може в широких межах регулювати швидкість нагрівання й охолодження зварюваного металу. 
До недоліків газового зварЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ювання відносяться менша  швидкість нагріву металу і велика зона теплового впливу на метал, ніж при дугового зварювання. При газовому зварюванні концентрація тепла менше, а жолоблення деталей, що зварюються більше, ніж при дугового зварювання. Однак при правильно обраній потужності полум'я, вмілому регулюванні його складу, належної марці присадочного металу і відповідної кваліфікації зварника газова зварка забезпечує отримання високоякісних зварних з'єднань. 
Завдяки порівняно повільного нагріву металу полум'ям і відносно невисокою концентрації тепла при нагріванні продуктивність процесу газового зварювання істотно знижується зі збільшенням товщини зварюваного металу. Наприклад, при товщині стали 1мм, швидкість газового зварювання становить близько 10м / ч, а при товщині 10мм - тільки 2м / ч. Тому газове зварювання сталі товщиною понад 6мм менш продуктивна, порівняно з дуговим зварюванням і застосовується значно рідше. 
Вартість пального газу (ацетилену) і кисню при газовому зварюванні вище вартості електроенергії при дугового і контактного зварювання. Внаслідок цього газове зварювання обходиться дорожче, ніж електрична. 
Процес газового зварювання важче піддається механізації і автоматизації, ніж процес електричного зварювання. Тому автоматична газова зварка многопламеннимі лінійними пальниками знаходить застосування тільки при зварюванні обичайок і труб з тонкого металу поздовжніми швами газове зварювання застосовують при: 
* Виготовленні та ремонті виробів з тонко-листової сталі (зварюванні посудин і резервуарів невеликої місткості, заварці тріщин, варінні латок і пр.); 
* Зварюванні трубопроводів малих та середніх діаметрів (до 100мм) і фасонних частин до них; 
* Ремонтної зварюванні литих виробів із чавуну, бронзи та силуміну; 
* Зварюванні виробів з алюмінію і його сплавів, міді, латуні, свинцю; 
* Наплавленні латуні на деталі зі сталі та чавуну; 
* Зварюванні кованого і високоміцного чавуну із застосуванням присадних прутків з латуні і бронзи, низькотемпературної зварюванні чавуну. 
За допомогою газового зварювання можна зварювати майже всі метали, застосовувані в техніці. Такі метали, як чавун, мідь, латунь, свинець легше піддаються газовій зварці, ніж дугового. Якщо врахувати ще простоту обладнання то стає зрозумілим широке поширення газового зварювання в деяких галузях народного господарства (на деяких заводах машинобудування, сільське господарство, ремонтних, будівельно-монтажних роботах та ін.) 
 
Для газового зварювання необхідно: 
1) гази - кисень і горючий газ (ацетилен або його замінник); 
2) прЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

исадного дроту (для зварки і наплавлення); 
3) відповідне обладнання та апаратура, в той числі: 
. кисневі балони для зберігання запасу кисню; 
. кисневі редуктори для пониження тиску кисню, що подається з балонів в пальник або різак; 
. ацетиленові генератори для отримання ацетилену з карбіду кальцію або ацетиленові балони, в яких ацетилен знаходиться під тиском і розчинений в ацетилені; 
. зварювальні, наплавочні, гартівні та інші пальники з набором наконечників для нагріву мітла різної товщини; 
. гумові рукава (шланги) для подачі кисню і ацетилену в пальник; 
4) приналежності для зварювання: окуляри з темними скельцями (світлофільтрами) для захисту очей від яскравого світла зварювального полум'я, молоток, набору ключів для пальника, сталеві щітки для очищення металу та зварювального шва; 
5) Зварювальний стіл або пристосування для збірки і закріплення деталей при прихватки, зварювання; 
6) флюси або зварювальні порошки, якщо вони потрібні для зварювання даного металу. 
 

4. Матеріали, що застосовуються при газовому зварюванні. 
 
Кисень 
Кисень при атмосферному тиску і звичайній температурі газ без кольору і запаху, трохи важчий повітря. При атмосферному тиску і температурі 20 гр. маса 1м3 кисень дорівнює 1.33 кг. Згоряння горючих газів і парів горючих рідин у чистому вигляді кисні відбувається дуже енергійно з великою швидкістю, а виникнення в зоні горіння виникає висока температура. 
Для отримання зварювального полум'я з високою температурою, необхідно для швидкого розплавлення металу в місці зварювання, горючий газ або пари горючої рідини спалюють у суміші з чистим киснем. 
При виникненні стисненого газоподібного кисню з маслом або жирами останні можуть самозайматися, що може бути причиною пожежі. Тому при поводженні з кисневими балонами і апаратурою необхідна ретельно стежити за тим, щоб на них не падали навітЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ь незначні сліди масла  і жирів. Суміш кисню з горючих  рідин при певних співвідношеннях  кисню і пального речовини вибухає. 
Технічний кисень добувають з атмосферного повітря який піддають обробці в повітророздільних установках, де він очищається від вуглекислоти і осушується від вологи. 
Рідкий кисень зберігають і перевозять у спеціальних посудинах з доброю теплоізоляцією. Для зварювання випускають технічний кисень трьох сортів: вищого, чистотою не нижче 99.5% 
Перший сорти чистотою 99.2% 
Другий сорти чистотою 98.5% за об'ємом. 
Залишок 0.5-0.1% складає азот і аргон

Ацетилен 
В якості пального газу для газового зварювання набув поширення ацетилен сполука кисню з воднем. При нормальній to і тиском ацетилен знаходиться в газоподібному стані. 
Ацетилен безбарвний газ. У ньому присутні домішки сірководню та аміак. 
Ацетилен є вибухонебезпечний газ. Чистий ацетилен здатний вибухати при надлишковому тиску понад 1.5 кгс/см2, при швидкому нагріванні до 450-500С. Суміш ацетилену з повітрям вибухати при атмосферному тиску, якщо в суміші міститься від 2.2 до 93% ацетилену за обсягом. Ацетилен для промислових цілей отримують розкладанням рідких горючих дією електродугового розряду, а так само розкладанням карбіду кальцію водою. 
Гази замінники ацетилену. 
При зварюванні металів можна застосовувати інші гази і пари рідин. Для ефективного нагріву і розплавлення металу при зварюванні необхідно щоб to полум'я була приблизно в два рази перевищувала to плавлення сваріемого металу. 
Для згоряння горючих різних газів потрібно різне кількість кисню подається в пальник. У таб1 наведені основні хар-ки горючих газів для зварювання. 
Гази замінники ацетилену застосовують у багатьох галузях промисловості. Тому їх виробництво і видобуток у великих масштабах і вони є дуже дешевими, в цьому їх основна перевага перед ацетиленом. 
Внаслідок більш низької to полум'я цих газів застосування їх обмежене деякими процесами нагріву і плавлення металів. 
При зварюванні ж сталі з пропаном або метаном доводиться застосовувати зварний дріт містити підвищену кількість кремнію і марганцю, використовуваних як розкислювачів, а при зварюванні чавуну і кольорових металів використовувати флюси. 
Гази - замінники з низькою теплопровідної здатністю неекономічно транспортувати в балонах. Це обмежує їх застосування для газополум'яної обробки. 
Зварювальні дроту і флюси 
У більшості випадків при газовій зварці застосовують присадочний дріт близьку за своїм хім. складом до зварюваного металу. 
Не можна застосують для зварювання випадкову дріт невідомої марки. 
Поверхня дроту повинна бути гладкою і чистою без слідів окалини, іржі, масла, фарби й інших забруднень. Температура плавлення дроту повинна бути дорівнює або трохи нижче to плавлення металу. 
Дріт повинна плавиться спокійно і рівномірно, без сильного розбризкування і скипання, утворюючи при застиганні щільний однорідний метал без сторонніх включень і іншихЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 дефектів. 
Для газового зварювання кольорових металів (міді, латуні, свинцю), а так само нержавіючої сталі в тих випадках, коли немає підходящої дроту, застосовують у вигляді виключення смужки нарізаний з аркушів тієї ж марки, що і зварює метал. 
Флюси 
Мідь, алюміній, магній та їх сплави при нагріванні в процесі зварювання енергійно вступають в реакцію з киснем повітря або зварювального полум'я (при зварюванні окислювальним полум'ям), утворюючи оксиди, які мають більш високу to плавлення, ніж метал. Окисли покривають краплі розплавленого металу тонкою плівкою і цим сильно ускладнюють плавлення частинок металу при зварюванні. 
Для захисту розплавленого металу від окислення і видалення окислів застосовують зварювальні порошки або пасти, звані флюсами. Флюси, попередньо нанесені на присадного дроту або пруток і кромки зварюваного металу, при нагріванні розплавляються і утворюють легкоплавкі шлаки, що спливають на поверхню рідкого металу. Плівка шлаків прокривает поверхню розплавленого металу, захищаючи його від окислення. 
Склад флюсів вибирають залежно від виду і властивостей зварюваного металу. 
Як флюси застосовують прогартовану буру, борну кислоту. Застосування флюсів необхідно при зварюванні чавуну і деяких спеціальних легованих сталей, міді та її сплавів. При зварюванні вуглецевих сталей не застосовують.