Для этого способа используются ножницы и ножи по металлу. Они позволяют получить ровный разрез без заусенцев и зазубрин. Таким способом можно делать поперечные и продольные резы. Его используют и при производстве квадратного, и круглого профиля.
Среди недостатков – невозможность производить фигурные резы, ограничения на толщину и тип металла, малая точность.
6.
Вопрос 1. Устройство и назначение сварочного преобразователя.
Сварочный преобразователь (рис. 43) представляет собой машину, служащую для преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток.
Он состоит из сварочного генератора постоянного тока и приводного трехфазного асинхронного электродвигателя 8, сидящих на одном валу и смонтированных в общем корпусе. Сварочный генератор состоит из корпуса 11 с укрепленными на нем магнитными полюсами 10 и приводимого во вращение якоря 12.
Рис. 43. Сварочный преобразователь
Тело якоря набрано из отдельных лакированных пластин электротехнической стали. В продольных пазах его уложены витки обмотки. Рядом с якорем находится коллектор, состоящий из большого числа изолированных друг от друга медных пластинок 1, к которым припаяны начала и концы каждой группы витков якоря.
Магнитное поле внутри генератора создается магнитными полюсами обмоток возбуждения, которые питаются постоянным током от щеток 2 самого генератора. В распределительном устройстве 4 размещены пакетный выключатель, регулировочный реостат 3, вольтметр 6, доски зажимов 5 высокого и низкого напряжения и другая аппаратура. При включении электродвигателя якорь начинает вращаться в магнитном поле и в витках его возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный.
К коллектору прижимаются угольные щетки 2, с помощью которых постоянный ток снимается с коллектора и подводится к зажимам 5 («+» и «-»). К этим же зажимам присоединяют сварочные провода, подводящие сварочный ток к электроду и изделию. Для охлаждения преобразователя во время его работы на валу имеется вентилятор 7.
Ходовая часть преобразователя состоит из переднего поворотного колеса с тягой 9 и двух задних колес, сидящих на одной оси. Это позволяет передвигать его на небольшое расстояние. Для подъема и перемещения преобразователя предусмотрены два рым-болта.
Сварочный ток регулируется с помощью маховичка 3 реостата: при вращении его по часовой стрелке сварочный ток увеличивается, и наоборот.
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА: сущность и технология процесса
Термическая резка является распространенным технологическим процессом при производстве металлоконструкций. Нагрев металла при термической резке может осуществляться двумя способами: газовым пламенем или источником тепла, основанным на преобразовании электрической энергии.
Первый способ применяется при кислородной и кислородно-флюсовой резке, второй – при воздушно-дуговой, кислородно-дуговой, плазменной и лазерной резке.
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
Процесс кислородной резки основан на сгорании разрезаемого металла в струе кислорода и принудительном удалении этой струей образовавшихся оксидов. При этом металл не расплавляется, а именно горит, находясь в твердом состоянии. Это делает рамки среза ровными.
Предварительный нагрев металла производится подогревающим пламенем резака, образующемся при сгорании горючего газа в смеси с кислородом.
Когда температура нагрева металла достигает величины, достаточной для воспламенения металла в кислороде (для низкоуглеродистой стали это 1350-1360 0С), на резаке открывают вентиль чистого кислорода (99,0-99,8%) и начинается процесс резки.
Этот кислород, выходящий и центрального канала мундштука и идущий непосредственно на окисление металла и удаление оксидов, принято называть режущим, а отличие от кислорода подогревающего, выходящего в смеси с горючим газом из боковых сопел мундштука.
В качестве горючего газа для подогревающего пламени обычно используется ацителен, пропан-бутан, МАФ, а также пары бензина или керосина. Для ацителено-кислородного подогревающего пламени время начального подогрева низкоуглеродистой стали зависит, в основном от толщины металла. Для газов-заменителей время начального подогрева больше.
Преимущество данного вида резки в том, что таким способом можно резать очень толстый металл - до 500 мм, что не под силу ни одному из других видов резки.
Поверхность разрезаемого листа стали должна быть очищена от окалины, ржавчины, масла и грязи. Особенно тщательно следует очищать поверхность от окалины, изолирующей металл от непосредственного контакта с пламенем и режущей струей кислорода.
Для этого необходим незначительный прогрев поверхности металла пламенем резака, в результате которого благодаря разным коэффициентам теплового расширения окалина отделяется о поверхности. Очистку от окалины следует производить узкой полосой по линии предполагаемого реза со скоростью перемещения подогревающего пламени, примерно соответствующего скорости резки.
Особую трудность представляет начало процесса резки внутри контура листа или заготовки. В этом случае для стока шлака необходимо начальное отверстие, которое при толщине стали до 20 мм прожигают резаком при горизонтальном положении листа, а при большей толщине – до 40 мм – при вертикальном или наклонном положении листа стали.
В котлостроении при вырезке отверстий под штуцеры и патрубки, когда процесс резки начинают внутри контура вырезаемого отверстия, начальное отверстие образуют движущимся резаком: в этом случае струя кислорода, врезаясь постепенно в металл, после перемещения резака на некоторое расстояние пробивает сквозное отверстие. Шлаки, образующиеся при прожигании движущимся резаком, выносятся назад под давлением кислородной струи, благодаря чему устраняется засорение мундштука брызгами металла.
Начальное отверстие в стали толщиной более 100-150 мм получают с помощью механического высверливания или прожиганием отверстия кислородным копьем.
Затруднительно начинать резку круглой заготовки. В этом случае для достижения концентрированного нагрева металла в начальной точке реза резак располагают под углом 45-60 0С к вертикали, а затем после пуска кислородной струи и начала резки выравнивают до вертикального положения.
При прямолинейной резке стали толщиной до 30 мм режущее сопло целесообразно наклонять на угол 20-30 0С от вертикали в сторону, обратную направлению резки. В этом случае направленная под углом кислородная струя частично или полностью смывает с передней грани разреза образующиеся при окислении стали жидкие шлаки, ускоряет окисление металла и существенно увеличивает скорость резки, а значит, и её производительность.
Кислородной резке обычно подвергают стали толщиной более 3 мм. При резке более тонких листов наблюдается оплавление кромок и перегрев металла подогревающим пламенем, поэтому для тонкого металла прибегают к так называемой «пакетной резке».
Суть процесса кислородной пакетной резки состоит в том, что разрезаемые листы, число которых при малой толщине может составлять 25-30 шт и более, собирают в пакет, стягивают струбцинами или специальными зажимными приспособлениями и разрезают вместе за один проход резака.
Основная трудность газовой резки стали большой толщины (более 100 мм) обычными резаками связана с необходимостью применения высоких давлений кислорода. При применении специальных резаков толщина разрезаемого металла может достигать 0,5 м и даже больше.
ДОСТОИНСТВА кислородной резки:
простота и доступность оборудования, его экономичность
Данный вид резки широко применяется при выполнении монтажных и строительных работ. Механизированная кислородная резка широко применяется в машиностроении для резки низкоуглеродистых сталей толщиной более 40 мм.
Основной недостаток данного вида резки – невозможность резки низколегированных сталей, чугун, цветных металлов в силу ряда условий.
УСЛОВИЯ РАЗРЕЗАЕМОСТИ МЕТАЛЛА
1. Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде. В противном случае металл будет плавиться, а не гореть. Этому условию удовлетворяет низкоуглеродистая сталь. А вот чугун – нет, содержание углерода в нем значительно выше.
2. Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образующихся в процессе оксидов. Этому условию удовлетворяет низкоуглеродистая сталь. А вот алюминий, магний, сплавы этих металлов, а также высоколегированные стали, содержащие высокий процент хрома, - нет. При их нагревании на поверхности образуется пленка тугоплавкого оксида, изолирующего металл от контакта с кислородом.
3. Тепловой эффект образования оксида металла должен быть достаточно высоким. Это условие диктуется тем, что при кислородной резке одного подогревающего пламени резака недостаточно для поддержания требуемой температуры в зоне резки. Что делает невозможной газовую резку меди и её сплавов.
4. Консистенция образующихся оксидов должна быть жидкой, т.е. появляющиеся при резке шлаки должны быть жидкотекучими. Это условия хорошо выполняется при резке низко- и среднеуглеродистой стали. Но резка сплавов, содержащих высокий процент кремния или хрома (серый чугун), невозможна. Так, процесс газовой резки низколегированных конструкционных сталей не встречает никаких технологических трудностей, режимы их резки те же, что и для простой низкоуглеродистой стали. Однако в случаях, если в стали содержатся в повышенном количестве такие примеси, как хром или кремний, технологически процесс резки стали сильно осложняется зашлаковыванием кромок.
5. Тепловодность металла должна быть максимально низкой. В противном случае трудно или даже невозможно достичь концентрированного нагрева металла. Низкоуглеродистая сталь, теплопроводность которой невелика, не вызывает трудностей ни в начальный момент, ни в процессе резки. А высокая теплопроводность меди и алюминия – одна из причин, затрудняющих газовую резку этих металлов.
Виды наплавочных работ
Процесс нанесения с помощью сварки на поверхность детали слоя металла для восстановления ее первоначальных размеров либо для придания поверхности специальных свойств называется наплавкой. Наплавка предполагает нанесение расплавленного металла на оплавленную металлическую поверхность с последующей его кристаллизацией для создания слоя с заданными свойствами и геометрическими параметрами.
Применяют наплавку для восстановления изношенных деталей, а также при изготовлении новых деталей с целью получения поверхностных слоев, которые обладают повышенными твердостью, износостойкостью, жаропрочностью, кислотостойкостью и другими свойствами. Она позволяет значительно увеличить срок службы деталей и намного сократить расход дефицитных материалов при их изготовлении.
При большинстве методов наплавки, так же, как и при сварке, образуется подвижная сварочная ванна. В головной части ванны основной металл расплавляется и перемешивается с электродным металлом, а в хвостовой части происходят кристаллизация расплава и образование металла шва. Наплавлять можно слои металла как одинаковые по составу, структуре и свойствам с металлом детали, так и значительно отличающиеся от них.
Наплавляемый металл выбирают с учетом эксплуатационных требований и свариваемости. Для получения заданных свойств наплавленного слоя применяют легирование присадочного металла в процессе наплавки, чаще всего используют специальные наплавочные электроды.
Применяют следующие виды наплавки:
• ручная дуговая выполняется покрытым плавящимся или неплавящимся электродом. Ручная наплавка малопроизводительна и применяется при наплавке деталей сложной конфигурации;
• плавящиеся наплавочные электроды применяются в соответствии с назначением каждого типа и марки;
• неплавящиеся электроды применяют при наплавке на поверхность детали порошковых смесей;
• электроды из литых твердых сплавов, а также в виде трубки, заполненной легирующей порошкообразной смесью;
• автоматическая и полуавтоматическая наплавка под флюсом производится проволокой сплошного сечения, ленточным электродом или порошковой проволокой.
Легирование наплавляемого слоя осуществляют через электропроволоку, легированный флюс (при проволоке из низкоуглеродистой стали) или совместным легированием через проволоку и флюс. Иногда в зону дуги вводят легирующие вещества в виде пасты или порошка.
Наплавку в защитных газах принимают при наплавке деталей в различных пространственных положениях и деталей сложной конфигурации. Возможность наблюдать за процессом формирования валика позволяет корректировать его, что очень важно при наплавке сложных поверхностей. Наплавку производят чаще всего в аргоне или углекислом газе плавящимся или неплавящимся электродом. Наибольшее распространение получила наплавка в углекислом газе постоянным током обратной полярности. Надо обратить внимание на то, что углекислый газ окисляет расплавленный металл, поэтому необходимо применять наплавочную проволоку с повышенным содержанием раскислителей. Недостатком этого вида наплавки является относительно большое разбрызгивание металла.
Газовая наплавка имеет ограниченное применение, так как при этом виде наплавки возникают большие остаточные напряжения и деформации в наплавляемых деталях. Для наплавки применяют литые твердые сплавы.
Наплавка самозащитной порошковой проволокой или лентой открытой дугой не требует защиты наплавляемого металла и по технике выполнения в основном не отличается от наплавки в защитном газе. Преимуществом этого вида является возможность наплавки деталей на открытом воздухе. Сварщик, наблюдая за процессом, может обеспечить хорошее формирование наплавляемых валиков. Наплавка самозащитной проволокой менее сложна, хорошо поддается механизации.
Плазменная наплавка производится плазменной (сжатой) дугой прямого или косвенного действия. Присадочным материалом служат наплавочная проволока и порошкообразные смеси. Существуют различные схемы наплавки, которые получают широкое применение благодаря высокой производительности (7–30 кг/ч), возможности наплавки тонких слоев при малой глубине проплавления основного металла. При этом получают гладкую поверхность и высокое качество наплавленного слоя.
Вибродуговая наплавка выполняется специальной автоматической головкой, обеспечивающей вибрацию и подачу электродной проволоки в зону дуги. При вибрации электрода происходит чередование короткого замыкания сварочной цепи и разрыва цепи (паузы). В зону наплавки подается охлаждающая жидкость. Она защищает наплавленный металл от воздействия воздуха и, охлаждая деталь, способствует уменьшению зоны термического влияния, снижает сварочные деформации и повышает твердость наплавляемого слоя. В качестве охлаждающей жидкости применяют водные растворы солей, содержащих ионизирующие вещества (например, кальцинированной соды), облегчающие периодическое возбуждение дуги после разрыва цепи (паузы).
Электрошлаковая наплавка характеризуется высокой производительностью. Этот способ позволяет получать наплавленный слой любого заданного химического состава на плоских поверхностях и на поверхностях вращения (наружных и внутренних). Наплавка выполняется за один проход независимо от толщины наплавляемого слоя.
Для наплавки деталей экскаваторов, землеройных машин, работающих при ударных нагрузках, применяют электроды марки 12АН/ЛИВТ (тип Э–95Х7Г5С), дающие наплавляемый слой твердостью до 32HRC. Наплавку стальных и чугунных деталей, подверженных абразивному износу без ударной нагрузки, производят электродами марки Т–590 (тип Э–320Х25С2ГР). Детали, работающие в условиях сильного износа и при ударных нагрузках, рекомендуется наплавлять электродами марки Т–620 (тип Э–320Х23С2ГТР) диаметром 4–5 мм.
Механизированную наплавку производят наплавочной проволокой. Она маркируются буквами Нп и цифрами и буквами, характеризующими химический состав металла проволоки. Подбираются проволоки в зависимости от объекта наплавки и требуемой твердости наплавляемого слоя.
Марки углеродистой проволоки в зависимости от содержания углерода дают слой твердости от 160 НВ (Нп–25) до 340 НВ (Нп–85). Проволока легированная и высоколегированная позволяет получать слой твердости от 180 НВ (Нп–40Г) до 52 НКС (Нп–40Х13). При наплавке используют флюсы. Допускается производить наплавку рабочих поверхностей деталей э лектродной проволокой марки Св–08 под легирующим керамическим флюсом марки АНК–18 и АНК–19.
Механизированную наплавку производят также наплавочной порошковой проволокой или лентой под слоем флюса
Флюсы
В процессе газовой сварки все металлы и их сплавы, соединяясь с кислородом окружающего воздуха и кислородом сварочного пламени, образуют оксиды, которые имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл. Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образовавшихся при сварке оксидов применяют сварочные порошки или пасты, называемые флюсами.
Флюс для газовой сварки
вещества, которые вводят в сварочную ванну для раскисления расплавленного металла и удаления из него образовавшихся оксидов и неметаллических включений.
При газовой сварке флюс применяется в виде порошков, паст или легкоиспаряющейся жидкости. В первых двух случаях он подается в зону сварки вручную, т. е. наносится на кромки свариваемого металла и на присадочные прутки, либо вносится в ванну в процессе сварки периодическим погружением присадочного прутка в сосуд с флюсом.
В случае применения флюса в виде паров (например, флюса БМ-1 при сварке меди, медных и никелевых сплавов) он подается в пламя горелки автоматически в строго дозированном количестве специальным прибором.
В процессе газовой сварки флюсы, вводимые в сварочную ванну, расплавляются и образуются с окислами легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность сварочной ванны. При этом пленка покрывает расплавленный металл шва, предохраняя его от дальнейшего воздействия атмосферного воздуха. Необходимость применения флюсов при сварке металлов и сплавов, высоколегированных сталей и чугуна вызывается тем, что при нагревании металлов до высокой температуры на их поверхности образуется оксидная пленка, которая при расплавлении переходит в сварочную ванну, препятствуя при этом надежному сплавлению основного и присадочного металла. При сварке углеродистых сталей флюсы, как правило, не применяют.
К сварочным флюсам, применяемым при газовой сварке и пайке, предъявляют следующие требования:
· флюс должен быть более легкоплавким, чем основной и присадочный металлы;
· расплавленный флюс должен хорошо растекаться по нагретой поверхности металла, т. е. обладать достаточной жидкотекучестью;
· расплавленный флюс не должен выделять ядовитых газов в процессе сварки и вызывать коррозию сварочного соединения;
· флюс должен обладать высокой реакционной способностью, активно раскислять окислы, переводить их в более легкоплавкие химические соединения или удалять их, растворяя так, чтобы процесс растворения заканчивался до затвердевания сварочной ванны;
· образовавшийся в процессе сварки шлак должен хорошо защищать металл от окисления кислородом и азотом воздуха;
· шлаки должны хорошо отделяться от шва после сварки;
· плотность флюса должна быть меньше плотности основного и присадочного металла, чтобы в процессе сварки образуемый флюсом шлак всплывал на поверхность сварочной ванны, а не оставался в металле шва;
· флюс должен сохранять свои свойства на протяжении всего процесса сварки:
· флюс должен быть дешевым и недефицитным.
В зависимости от вида свариваемого металла в сварочной ванне образуются основные и кислые оксиды. Если образуются основные оксиды, то применяют кислый флюс, если кислые - основной флюс. В обоих случаях реакция протекает по следующей схеме:
кислотный оксид + основной оксид = соль.
В качестве флюсов используют буру, борную кислоту, оксиды и соли бария, калия, лития, натрия, фтора и др. Состав флюса выбирают в зависимости от свойств свариваемого металла. При сварке чугуна в сварочной ванне образуется кислый оксид SiO2, для растворения его вводят сильные основные оксиды - К2O, Na2O. В качестве основных флюсов применяют углекислый натрий Na2CO3, углекислый калий К2СO3 и буру Na2B4O7.
При газовой сварке меди, латуни образуются основные оксиды (Cu2O, ZnO, FeO и др.), поэтому для растворения их вводят кислые флюсы. Они обычно представляют собой соединения бора.
При кислородной резке нержавеющих сталей, чугуна и цветных металлов флюс вводится в струю режущего кислорода. Основой флюса для кислородной резки служит железный порошок.
Источник: https://weldering.com/flyusy-gazovoy-svarki
Левый и правый способы газовой сварки
При газовой сварке соединяемые кромки деталей разогревают пламенем газовой горелки до температуры, несколько большей температуры плавления свариваемого металла. Образуется сварочная ванна. После этого горелку перемещают по стыку деталей, последовательно оплавляя его. За горелкой расплавленный металл, остывая, кристаллизуется и образует сварной шов. Чтобы получить шов с усилением, в пламя подают пруток (проволоку) присадочного материала, который расплавляясь, стекает в сварочную ванну.
По сравнению с другими источниками тепла, применяемыми при сварке плавлением, например с электрической дугой, газовое пламя - менее сосредоточенный источник тепла. При одинаковой эффективности тепловой мощности, вводимой за единицу времени в металл свариваемой детали, от газового пламени вводится через единицу площади в 8...12 раз меньше тепла, чем от дуги. Зато диаметр пятна нагрева от газового пламени в 2,5...3,5 раза больше, чем от сварочной дуги и может достигать 6...8 см.
В практике различают два способа ручной газовой сварки: правый и левый.
Левым способом газовой сварки называется такой способ, при котором сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. Левый способ наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. При левом способе сварки кромки основного металла предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе.
Правым способом газовой сварки называется такой способ, когда сварку выполняют слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Мундштуком горелки при правом способе выполняют незначительные поперечные колебания. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Качество шва при правом способе выше, чем при левом. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе. Поэтому при правом способе сварки угол разделки шва делается не 90°, а 60-70°, что уменьшает количество наплавляемого металла и коробление изделия.
а - левый, б - правый
Рисунок 1 - Способы газовой сварки
Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при правом способе на 20-25% выше, а расход газов на 15-20% меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной более. 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью. При сварке металла толщиной до 3 мм более производителен левый способ.
Мощность сварочной горелки для стали при правом способе выбирается из расчета ацетилена 120-150 дм3/ч, а при левом - 100-130 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При левом способе сварки диаметр присадочной проволоки d=S/2+1 мм, а при правом d-S/2 мм, где S - толщина свариваемого металла, мм.