Лабораторная работа №2 Разборка, сборка инжекторной газовой горелки средней мощности (2 часа).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Формирование практических умений и навыков по правилам разборки, сборки инжекторной горелки средней мощности.
ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Макет сварочной горелки.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ:
Сварочная горелка является основным инструментом газосварщика при сварке и наплавке Сварочной горелкой называется устройство, служащее для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и получения сварочного пламени. Каждая горелка имеет устройство, позволяющее регулировать мощность, состав и форму сварочного пламени. Сварочные горелки согласно ГОСТ 1077—69 подразделяются следующим образом:
- по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру—инжекторные и безынжекторные;
- по роду применяемого горючего газа — ацетиленовые, для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные,
- по назначению — на универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и специализированные (выполнение одной операции);
- по числу пламени — однопламенные и многопламенные,
- по мощности пламени—малой мощности (расход ацетилена 25—400 дмі/ч), средней мощности (400— 2800 дмі/ч), большой мощности (2800 -7000 дмі/ч), по способу применения — ручные и машинные Сварочные горелки должны быть просты и удобны в эксплуатации, обеспечивать безопасность в работе и устойчивое горение сварочного пламени.
Инжекторная горелка — это такая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа — инжекторными.
Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 0,15—0,5 МПа, а давление ацетилена значительно ниже —0,001—0,12 МПа.
Безинжекторная горелка – это такая горелка, в которой горючий газ и подогревающий кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0,05-0,1 МПа. В них отсутствует инжектор, который заменен простым смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки.
Правила обращения с горелками:
1. Не допускается эксплуатация неисправных горелок, так как это может привести к взрывам и пожарам, а также ожогам газосварщика.
2. Исправная горелка дает нормальное и устойчивое свариваемое пламя.
3. Для проверки инжектора горелки к кислородному ниппелю подсоединяют рукав от кислородного редуктора, а к корпусу горелки – наконечник. Наконечник затягивают ключом, открывают ацетиленовый вентиль и кислородным редуктором устанавливают необходимое давления кислорода соответственно номеру наконечника.
Пускают кислород в горелку, открывая кислородный вентиль. Кислород, проходя через инжектор, создает разрежение в ацетиленовых каналах и ацетиленовом ниппеле, которое можно обнаружить, приставляя палец руки к ацетиленовому ниппелю.
При наличии разряжения палец будет присасываться к ниппелю. При отсутствии разряжения необходимо закрыть кислородный вентиль, отвернуть наконечник, вывернуть инжектор и проверить, не засорено ли его отверстие.
4. Величина подсоса зависит от зазора между концом инжектора и входом в смесительную камеру. Если зазор мал, то разрежение в ацетиленовых каналах будет недостаточным, в этом случае следует несколько вывернуть инжектор из смесительной камеры.
5. Вначале немного открывают кислородный вентиль горелки, создавая тем самым разрежение в ацетиленовых каналах. Затем открывают ацетиленовый вентиль и зажигают горючую смесь.
6. Пламя регулируют ацетиленовым вентиле при полностью открытом кислородном.
7. При хлопках сначала перекрывают ацетиленовый, а потом кислородный вентили.
8. Причины хлопков:
сильный перегрев горелки;
засорение мундштука горелки;
если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее
сгорания, то пламя проникнет в канал мундштука и произойдет
обратный удар.
9. В этом случае горелку нужно погасить, охладить ее водой и
прочистить мундштук иглой.
ЗАДАНИЕ: Запишите ответы на вопросы в тетрадке:
1.На макете инжекторной газовой горелки объясните ее устройство и
принцип подготовки к работе.
2. Что такое «инжектор»? Объясните принцип его работы.
3. В чем отличие инжекторных горелок от безынжекторных?
4. Объясните и покажите как проверяют работу инжектора горелки перед
началом работы?
Лабораторная работа №3 Зажигание, настройка, регулировка пламени по внешнему виду (2 часа).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Формирование практических умений и навыков по зажиганию, настройке, регулированию сварочного пламени по внешнему виду.
ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: Рисунки разного вида сварочного пламени.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ:
Реакция горения протекает обычно при твердых, жидких или газообразных веществ с кислородом. Для газопламенной обработки наибольшее значение имеет процесс горения различных газов в кислороде или на воздухе. Горение любой газовой смеси начинается с ее воспламенения при какой-то определенной температуре, зависящей от условий процесса горения. После того как горение началось, дальнейший нагрев газа внешним источником теплоты становится необязательным, так как теплота газа оказывается достаточной для поддержания горения новых порций горючей смеси.
Устойчивый процесс горения возможен лишь в том случае, если выделяющейся при сгорании горючей смеси теплоты достаточно как для нагрева новых порций газа, так и для компенсации потерь теплоты в окружающую среду. Необходимое условие горения газа в кислороде или воздухе – содержание горючего газа в смеси в определенных пределах, называемых пределами воспламенения. В зависимости от скорости воспламенения горючей смеси (скорости распространения пламени) различают три вида горения:
- спокойное – со скоростью распространения пламени, не превышающей 10…15 м/с;
- взрывчатое – со скоростью распространения пламени, достигающей несколько сот метров в секунду;
- детонационное – со скоростью распространения пламени свыше 1000м/с.
Скорость воспламенения (скорость распространения пламени) зависит от следующих факторов:
- состав газовой смеси и давление, под которым газовая смесь находится;
- характер и объем пространства, в котором происходит горение;
- термомеханические условия на его границе (например, при горении смеси в трубках основным параметром, определяющим эти условия, является диаметр трубки);
- чистота горючего газа и кислорода (с увеличением содержания в них примесей скорость воспламенения уменьшается).
Применяемые в процессах газопламенной обработки горючие газы представляют собой преимущественно смеси углеводородов с другими газами. Из всех горючих газов в чистом виде применяется только водород. Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют пламя со светящимся ядром. Чем больше углерода в составе горючего газа, тем резче очерчено светящееся ядро пламени. В отличие от углеводородных газов водородно-кислородное пламя светящегося ядра не образует, что затрудняет регулировку пламени по внешнему виду.
Кроме ацетилена к горючим газам, образующим пламя со светящимся ядром, относятся: метан, пропан, бутан, пропан-бутановые смеси, природный газ, нефтяной газ, пиролизный газ и др.
В зависимости от хода реакции сгорания ацетилена, сварочное ацетиленокислородное пламя имеет определенную форму (рис.1). Пламя можно разделить на три зоны: ядро – 1; средняя (восстановительная) зона – 2; факел – 3.
Рис.1 Строение сварочного пламени.
Температура ядра пламени составляет 1450…1500˚С. По внешнему виду ядра визуально определяют состав газовой смеси и исправность сварочной горелки.
Средняя (восстановительная) зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от него. Длина ее зависит от вида пламени и достигает 20 мм. Этой зоной выполняют сварку. Она имеет наиболее высокую температуру - 1314˚С в точке, отстающей на 3-6 мм от конца ядра.
В зоне факела происходит догорание оксида углерода и водорода при взаимодействии их с кислородом, поступающим из воздуха. При этом выделяется большое количество теплоты, однако из-за большого объема зоны факела температура в ней ниже, чем в средней зоне.
ЗАДАНИЕ: Запишите ответы на вопросы в тетрадке:
1. Перечислите газы необходимые для зажигания сварочного пламени.
2. От каких параметров зависят форма и строение газового пламени?
3. Какова температура ацетиленокислородного пламени?
4. Какие виды горения вы знаете, и от чего они зависят?
5. Что называется пределом воспламенения?
6. От чего зависит скорость воспламенения?
7. Как производят регулировку пламени по внешнему виду?