Вуглецева сталь

5. Апаратура й устаткування для газового зварювання. 
 
Водяні запобіжні затвори 
Водяні затвори захищають ацетиленовий генератор і трубопровід від зворотного удару полум'я з зварювального пальника і різака. Зворотним ударом називається займання ацетиленово-кисневої суміші в каналах пальника або різака. 
Водяний затвор забезпечує безпеку робіт при газовій зварці і різанні і є головною частиною газозварювального поста. Водяний затвор повинен містяться завжди в справному стані, і бути наповнений водою до рівня контрольного крана. 
Водяний затвор завжди включає між пальником або різаком і ацетиленовим генератором або газопроводом. 
 
 
Схема пристрою і роботи водяного затвора середнього тиску: а - нормальна робота затвора, б - зворотний удар полум'я 
 
Балон для стиснених газів 
Балони для кисню та інших стислих газів являють собою сталеві циліндричні судини. У горловині балона зроблено отвір з конусною різьбою, куди ввертається запірний вентиль. Балони безшовні для газів високих тисків виготовляють з турбо вуглецевої і легованої сталі. Балони фарбують з зовні в немов кольору, залежно від роду газЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

у. Наприклад, кисневі балони у блакитний колір, ацетиленові  в білий водневі у жовто-зелений  для інших горючих газів в  червоний колір. 
Верхній сферичній частині балона не забарвлюють і на ній вибивають паспортні дані балона. 
Балон на зварювальному посту встановлюють вертикально і закріплюю хомутом. 
 
Вентилі для балонів 
Вентилі кисневих балонів виготовляють з латуні. Сталь для деталей вентиля застосовувати не можна так як вона сильно кородує в середовищі стисненого вологого кисню. 
Ацетиленові вентилі виготовляють із сталі. Забороняється застосовувати мідь і сплави, що містять понад 70% міді, так як з міддю ацетилен може утворювати вибухову з'єднання - ацетиленову мідь. 
 
Редуктори для стиснених газів 
Редуктори служать для пониження тиску газу, що відбирається з балонів (або газопроводу), і підтримки цього тиску постійним незалежно від зниження тиску газу в балоні. Принцип дії і основні деталі у всіх редукторів приблизно однакові. 
По конструкції бувають редуктори однокамерні і двокамерні. Двокамерні редуктори мають дві камери редукування, що працюють послідовно, дають більш постійне робоче тиск і менш схильні до замерзання при великих витратах газу. 
Кисневий і ацетиленовий редуктори показані на рис. 2. 
 
Рукава (шланги) служать для підведення газу в пальник. Вони повинні мати достатню міцність, витримувати тиск газу, бути гнучкими і не утрудняти рухів зварника. Шланги виготовляють з вулканізованої гуми з прокладками з тканини. Випускаються рукава для ацетилену і кисню. Для бензину і гасу застосовують шланги з бензостойкой гуми. 
 
Зварювальні пальники 
Зварювальний пальник служить основним інструментом при ручній газовій зварці. У пальнику змішують в потрібних кількостях кисень і ацетилен. Утвориться горюча суміш витікає з каналу мундштука пальника із заданою швидкістю і, згораючи, дає стійке зварювальне полум'я, яким розплавляють основний і присадний метал в місці зварювання. Пальник служить також для регулювання теплової потужності полум'я шляхом зміни витрати горючого газу і кисню. 
Пальники бувають інжекторні та безінжекторние. Служать для зварювання, паяння, наплавлення, підігріву сталі, чавуну і кольорових металів. Найбільшого поширення набули пальники інжекторного типу. Пальник складається з мундштука, сполучного ніпеля, трубки наконечника, змішувальної камери, накидної гайки, інжектора, корпусу, рукоятки, ніпеля для кисню і ацетилену. 
Пальники діляться на потужності полум'я: 
1. Мікромалой потужності (лабораторні) Г-1; 
2. Малої потужності Г-2. Витрата ацетилену від 25 до 700 л. в годину, кисню від 35 до 900 л. в годину. Комплектуються наконечниками № 0 до 3; 
3. Середньої потужності Г-3. Витрата ацетилену від 50 до 2500 л. в годину, кисню від 65 до 3000 л. в годину. Наконечники № 1-7; 
4. Великої потужності Г-4. 
Також є пальники для газів замінників ацетилену Г-3-2, Г-3-3. Комплектуються наконечниками з № 1 по № 7. 
 

 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 

 

 

 

 

 

6. Технологія газового зварювання. 
 
Зварювальне полум'я. 
Зовнішній, вид температура і вплив зварювального полум'я на розплавлений метал залежать від складу горючої суміші, тобто співвідношення в ній кисню і ацетилену. Змінюючи склад горючої суміші, зварювальник змінює властивості зварювального полум'я. Змінюючи співвідношення кисню і ацетилену в суміші, можна отримувати три основних види зварювального полум'я. 
Окисне полум'я застосовують при зварюванні з метою підвищення продуктивності процесу, але при цьому обов'язково користуватися дротом, що містить підвищену кількість марганцю і кремнію в якості розкислювачів, воно також необхідно при зварюванні латуні і паянні твердим припоєм. 
Полум'я з надлишком ацетилену застосовують при наплавленні твердими сплавами. Полум'я з незначним надлишком ацетилену використовують для зварювання алюмінієвих і магнієвих сплавів. 
Якість наплавленого металу і міцності зварного шва сильно залежать від складу зварювального полум'я. 
 
Металургійні процеси при газовому зварюванні. 
Металургійні процеси при газовому зварюванні характеризуються такими особливостями: малим об'ємом ванни розплавленого металу; високою температурою і концентрацією тепла в місці зварювання; Великий швидкістю розплавлення і остигання мітла; інтенсивним перемішуванням металу гладкою ванни газовим потоком полум'я і присадочной дротом; хімічним взаємодією розплавленого металу з газами полум'я . 
Основними в зварювальній ванні є реакції окислення і відновлення. Найбільш легко окислюються магній, алюміній, володіють більшою спорідненістю до кисню. 
Кислі цих металів не відновлюються воднем і окисом вуглецю, тому при зварюванні металів необхідні спеціальні флюси. Оксиди заліза і нікелю, навпаки добре відновлюються окисом вуглецю і воднем полум'я, тому при газовому зварюванні цих металів флюси не потрібні. 
Водень здатний добре розчиняться в рідкому залозі. При швидкому охолодженні зварювальної ванни він може залишитися вЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 шві у вигляді дрібних  газових бульбашок. Однак газова зварювання забезпечує більш повільне охолодження металу в порівнянні, наприклад з дугового. Тому при газовому зварюванні вуглецевої сталі, весь водень встигає піти з металу шва і останній вийде щільним. 
 
Структурні зміни в металі при газовому зварюванні. 
Тому при більш повільного нагріву зона впливу при газовій зварці більше ніж при дугового. 
Шари основного металу, що безпосередньо примикають до зварювальній ванні безупинні і набувають грубозернисту структуру. У безпосередній близькості до кордону шва знаходиться зона неповного розплавлення. Основного металу з крупною структурою, характерною для не нагрітого металу. У цій зоні міцність металу нижче, ніж міцність металу шва, тому тут зазвичай і відбувається руйнування зварного соеденіенія. 
Далі розташована ділянка, нерекрісталізаціі характеризуемое так само крупнозернистою структурою, для якого to плавлення металу, не вище 1100-1200С. Наступні ділянки нагріваються до більш низьких температур і мають дрібнозернисту структуру, нормалізованої сталі. 
Для поліпшення структури і властивостей металу шва і околошовной зони іноді застосовують гарячу проковку шва і місцеву термообробку нагріванням зварювальним полум'ям або загальну термообробку з нагріванням в печі. 
Зварювання вуглецевих сталей 
Низьковуглецеві сталі можна зварити будь-яким способом газового зварювання. Полум'я пальника має бути нормальним, потужністю 100-130дм 3 / год 
при правій зварюванні. 
При зварюванні вуглецевих сталей застосовують дріт з маловуглецевої сталі св-8 св-10га. При зварюванні цієї дротом частина вуглецю, марганцю і кремнію вигоряє, а метал шва отримує грубозернисту структуру і його межа міцності такого для основного металу. Для отримання наплавленого металу равнопрочного основним, застосовують дріт св-12ГС, що містить до 0.17% вуглецю; 0.8-1.1 марганцю і 0.6-0.9% кремнію. 
 
Зварювання легованих сталей 
Леговані стали гірше проводять тепло ніж низьковуглецева сталь, і тому більше коробляться при зварюванні. 
Низьколеговані сталі (наприклад XCHД) добре зварюються газовим зварюванням. При зварюванні застосовують нормальне полум'я і дріт СВ-0.8, СВ-08А або СВ-10Г2 
Хромонікелеві нержавіючі сталі зварюють нормальним полум'ям потужністю 75дм3 ацетилену на 1 мм товщини металу. Застосовують дріт СВ-02Х10Н9, СВ-06-Х19Н9Т. При зварюванні жароміцної нержавіючої сталі, застосовують дріт містить 21% нікелю 25%Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

 хрому. Для зварювання  коррозіностойкой стали містить молібден 3%, 11% нікелю, 17% хрому. 
 
Зварювання чавуну 
Чавун зварюють при виправленні дефектів виливків, а так само відновленні і ремонті деталей: заварці тріщин, раковин, при варінні відкололися частин і пр. 
Зварювальне полум'я повинне бути нормальним або науглероживается, так як окисне викликає місцеве вигоряння кремнію, і в металі шва утворюються зерна білого чавуну. 
 
Зварювання міді 
Мідь має високу теплопровідність, тому при її зварюванні до місця розплавлення металу доводиться проводити велику кількість тепла, ніж при зварюванні стали. 
Одним із властивостей міді утрудняє зварювання, є її підвищена плинність у розплавленому стані. Тому при зварюванні міді не залишають зазору між кромками. У якості присадочного металу використовують дріт із чистої міді. Для розкислення міді і видалення шлаку застосовують флюси. 
 
Зварювання латуні і бронзи 
Зварювання латуні. Газове зварювання широко використовують для зварювання латуні, яка важче піддається зварюванню електричною дугою. Основне утруднення при зварюванні полягає в значному випаровуванні з латуні цинку, яке починається при 900С. Якщо латунь перегріти, то внаслідок випаровування цинку, шов вийде пористим. При газовому зварюванні може випаровується до 25% міститься в латуні цинку. 
Для зменшення випаровування цинку зварювання латуні ведуть полум'я з надлишком кисню до 30-40%. У якості присадочного металу використовують латунну дріт. Як флюси застосовують прогартовану буру або газоподібний флюс БМ-1 
 
Зварювання бронзи 
Газове зварювЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ання бронзи застосовують при ремонті литих виробів  із бронзи, наплавленні працюють на тертя поверхонь деталей шаром антифрикційних бронзових сплавів і ін 
Зварювальне полум'я повинне мати відновний характер, так як при окисному полум'ї збільшуються вигоряння із бронзи олова, кремнію, алюмінію. У якості присадочного матеріалу використовують прутки або дріт, близькі за складом до зварюваного металу. Для розкислення в присадного дроту вводять до 0.4% кремнію. 
Для захисту металу від окислення і видалення окислів у шлаки застосовують флюси тих же складів, що і при зварюванні міді та латуні.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Устройство і принцип дії зварювального випрямляча 
 
Зварювальні випрямлячі є пристроями для перетворення напруги змінного струму в напругу постійного струму для отримання зварювальної дугі.Сварка на постійному струмі має переваги в порівнянні зі зварюванням на змінному струмі: підвищується стабільність горіння дуги через відсутність нульових значень зварювального струму, збільшується глибина проплавлення зварюваного металу , знижується розбризкування металу, підвищується міцність металу шва і знижується кількість дефектів шва. Тому зварювання відповідальних з'єднань краще виконувати на постійному струмі. 
Деякі метали зварюються на постійному струмі, наприклад, високолеговані і теплотривкі сталі, чавуни, титан, сплави на основі міді та нікеля.Елементамі зварювального випрямляча є силовий трансформатор, випрямний блок на напівпровідникових приладах, пристрої пуску, регулювання, захисту, вимірювання, охлажденія.В зварювальних випрямлячах бажано застосування трифазного струму, при якому менше пульсації випрямленої напряженія.Сіловие трансформатори для живлення випрямного блоку за принципом дії та пристрою схожі з трансформаторами для зварювання на змінному струмі. Для випрямлення струму використовуються некеровані напівпровідникові вентилі-діоди або керовані напівпровідникові вентилі-тиристори. 
Важливими елементами зварювального випрямляча є радіатори охолодження вентилів, вентилятор, включающийся перед пуском випрямляча, елементи захисту від струмових перевантажень і перегріву. 
Регулювання зварювального струму в випрямлячах здійснюється електромеханічним або електЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ричним методами. При електромеханічному регулюванні зміна струму відбувається до випрямного блоку, і на випрямляють вентилі надходить змінний струм, що має задані параметри. При цьому застосовуються трансформатори зі збільшеним магнітним розсіюванням або з керованим магнітним шунтом.Однім із способів електромеханічного регулювання струму зварювання є застосування випрямлячів з трансформаторами, що мають секціонірованние обмотки вищої напруги які можуть включатися послідовно перемикачем. При цьому відбувається ступеневу зміна струму у вторинній ланцюга силового трансформатора. Такі випрямлячі прості у виготовленні і надійні в експлуатації, їх застосування доцільне для напівавтоматичного зварювання в середовищі захисних газів, так як вони мають жорстку зовнішню характеристику. 
Ступеневу зміна сили зварювального струму може проводитися із застосуванням вольтододаточного трансформаторів, обмотки яких включаються згідно або зустрічно зі вторинної обмотки силового трансформатора. Плавна зміна струму в межах кожного ступеня виробляється зміною напруги в первинній обмотці вольтододаточного трансформатора.Электрические схеми регулювання зварювального струму в зварювальних випрямлячах застосовуються в випрямних блоках або після ніх.Распространенной схемою регулювання зварювального струму є схема із застосуванням тиристорів. При цьому регулювання зварювального струму виробляється зміною часу відкриття тиристорів протягом напівперіоду напруги, одержуваного від трансформатора. Це час відкриття тиристорів змінюється системою імпульсно-фазового керування (СІФК) і називається кутом регулювання. Виходить плавне регулювання струму зварювання, яку можна здійснювати і дистанційно, і виходить дуга з високою стабільністю роботи. 
На  наведена електрична схема, що показує принцип дії зварювального трифазного випрямляча, яка є спрощеною. На схемі показані тільки зварювальний трансформатор і блок напівпровідникових діодів зі зварювальною дутої. 
Спрощена принципова схема зварювального випрямляча: Т-трансформатор понижуючий; VD1-VD6 - блок випрямних вентилів; Iв - струм вентиля; Id - випрямлений струм 
Принципова електрична схема зварювального випрямляча: КМ - магнітний пускач включення випрямляча; Т1 - трансформатор понижуючий; Т2 - трансформатор в ланцюзі управління; А - магнітний підсилювач; К1 - реле захисту від аварійних режимів; К2 - реле контролю роботи вентилятора; М - електродвигун; S - перемикач обмоток трансформатора на схеми "зірка - зірка" або "трикутник - трикутник" 
Принципова електрична схема зварювального випрямляча ВД-306. Силовий трансформатор Т1 включається магнітним пускачем КМ. Від трансформатора отримує харчування блок випрямних вентилів VD1-VD6. Також отримує харчування двигун вентилятора через автоматичний вимикач QF та системи захисту. 
Перемикання діапазонів зміни зварювального струму здійснюється перемиканням первинних і вторинних обмоток трансформатора Т1 в «трикутник-трикутник» (діапазон великих струмів) або в «зірку-зірку» (діапазон малих струмів). Таке переключення діапазонів забезпечує зміну величини зварювального струму в три рази без додаткової витрати активних матеріалів. 
Плавне регулювання струму всередині діапазону виробляється за рахунок зміни відстані між котушками первинного і вторинного напруг трансформатора Т1. Випрямний блок складається з шести кремнієвих вентилів VD1-VD6, з'єднаних за трифазною мостовою схемою випрямленія.Вентіляція випрямляча - повітряна примусова, робота якої контролюється вітровим реле К2. При відсутності вентиляції контакт К2 вітрового реле розмикається і пускач КМ відключає випрямляч від мережі, так як контакт реле К2 включений в ланцюг управління магнітного пускача КМ.Випрямітель має також захист, що відключає його від мережі при виході з лаЗмн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

НАЗВА ДОКУМЕНТУ

ду одного з вентилів випрямного блоку або при пробої на корпус вторинної обмотки трансформатора. Захист складається з магнітного підсилювача А, трансформатора Т2 і  реле К1. У нормальному стані змінний  струм, поточний по фазним проводам, які  пройшли через вікно магнітопроводу магнітного підсилювача, не насичує магнітопровід, і всі напруга падає на обмотках підсилювача. При аварійних режимах в фазних проводах з'являється постійна складова струмів, магнітопровід магнітного підсилювача насичується, в ланцюзі реле К1 з'являється струм і воно спрацьовує, розмикаючи ланцюг управління магнітного пускача КМ, який відключає випрямляч від мережі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Техніка безпеки при електрозварюванні, газової зварюванні і різанні 
 
Техніка безпеки при роботі з газозварювальним обладнанням полягає у виконанні наступних вимог: 
Забороняється встановлювати обладнання і виконувати зварювальні роботи поблизу легкозаймистих матеріалів. Рухливі ацетиленові генератори повинні встановлюватися не ближче 10 м від осередків вогню. Під час роботи забороняється залишати генератор без нагляду. 
Зварювання всередині резервуарів, котлів, цистерн повинна проводитися з перервами при безперервній вентиляції та низьковольтному освітленні в присутності постійного спостерігача. Перед провадженням робіт необхідно переконатися у відсутності в зазначених ємностях вибухонебезпечних смесей.Карбід кальцію необхідно зберігати тільки в герметично закритих барабанах у сухих і добре провітрюваних приміщеннях. Розкривати барабани дозволяється тільки спеціальним ножем, при цьому кришку на ділянці різання покривають маслом (можна просвердлити отвір, а потім зробити виріз ножицями). Забороняється користуватися сталевим зубилом і молотком. Ці заходи попереджають;; утворення іскор, небезпечних для ацетіленовоздущних сумішей. Небезпечно застосовувати також мідні інструменти, так як при наявності вологи ацетилен утворює з міддю ацетиленову мідь, яка легко вибухає від незначних ударів. 
Ацетиленові генератори повинні бути встановлені строго вертикально і заправлені водою до встановленого рівня. Дозволяється застосовувати карбід кальцію тільки тієї грануляції, яка встановлена ​​паспортом генератора. Після завантаження карбіду слід провести продувку генератора від залишків повітря. При роботі на відкритому повітрі і при низьких температурах слід користуватися ватним чохлом. Щоб уникнути замерзання генератора після припинення робіт необхідно злити воду. Відігрівати змерзлий генератор відкритим полум'ям категорично забороняється. Відігрівати його можна тільки ганчіркою, змоченою гарячою водою, або парою. Іл слід вивантажувати тільки після повного розкладання карбіду і тільки в мулові ями з написом про заборону куріння та попередження про вибухонебезпечне. Важливою умовою безпеки роботи генератора є наявність, справність і заправлений водяного затвора. При температурі повітря Змн.