При сварке среднеуглеродистой стали важно в точности придерживаться температурного режима, а в качестве горючего газа используется только ацетилен. Для газовой сварки низкоуглеродистой стали толщиной до 5 мм флюсы не применяют; используют смесь ацетилена с кислородом; готовое изделие проковывают и постепенно охлаждают; содержание углерода в применяемых присадках должно быть меньше, чем в основном металле.
Режимы газовой сварки данного материала наглядно представлены в табл. 9.
Таблица 9
Примерные режимы для газовой сварки углеродистых сталей
3. Сварка чугуна. Есть несколько разновидностей чугуна, которые в той или иной степени поддаются газовой сварке (белый варится плохо, ковкий – хорошо). Газовая сварка чугуна представлена тремя разновидностями:
✓ с латунным припоем, для осуществления которой требуется доведение температуры материала до 700 °C. При этом применяют ацетилен или пропан-бута-новую смесь;
✓ высокотемпературной, которая предполагает фиксацию детали и предварительный ее подогрев (за 5 минут до сварки) до 400 или 700 °C в зависимости от размера. Применение флюсов является обязательным. Рекомендуется накладывать нижние швы. Сварку ведут нормальным пламенем мощностью примерно 100 л/ч на 1 мм толщины изделия. После сварки металл нагревают с расстояния 50 мм в течение 1 минуты, а потом постепенно охлаждают, накрыв асбестом;
✓ холодной, при которой кромки подготавливают механическим или термическим способом. Топливо – смесь ацетилена с кислородом или заменители ацетилена. При сварке поддерживают нормальное пламя.
Номера и состав флюсов, используемых при сварке чугуна:
№ 1 – плавленая бура (100 %);
№ 2 – прокаленная бура (100 %);
№ 3 – техническая бура (100 %);
№ 4 – прокаленная бура (56 %), углекислый калий и углекислый натрий (по 22 %);
№ 5 – углекислый натрий (50 %), техническая бура (50 %);
№ 6 – натриевая селитра (50 %), углекислый натрий (27 %), плавленая бура (23 %).
4. Сварка меди. Медь при сваривании склонна к сильному окислению, что делает шов недостаточно прочным. Это диктует применение при газовой сварке флюсов, которые предотвращают образование различных дефектов. Состав некоторых флюсов:
№ 1 – прокаленная бура (100 %);
№ 2 – борная кислота (100 %);
№ 3 – прокаленная бура (50 %), борная кислота (50 %);
№ 4 – прокаленная бура (75 %), борная кислота (25 %);
№ 5 – прокаленная бура (50 %), борная кислота (35 %), фосфорный калий (15 %) и др.
При газовой сварке меди необходимо соблюдать следующие условия:
✓ придерживаться определенного порядка при осуществлении технических операций (зачистить кромки, собрать детали под углом в 10° к горизонтали), зафиксировать элементы конструкции, выполнить прихватки;
✓ накладывать однослойные швы; ✓ ограничиваться угловыми и стыковыми соединениями (при сваривании деталей) и в кромку (при ремонте);
✓ готовый шов подвергать проварке;
✓ осуществлять сварку на высокой скорости, чтобы уменьшить время контакта пламени и меди;
✓ применять наконечник на 1–2 размера больше, чем при сварке стали.
5. Сварка бронзы. Газовая сварка применима только к оловянной бронзе (БрАМ, БрОЦ, БрОЦС). Перед сваркой кромки очищают металлической щеткой, после чего V-образно разделывают их под углом в 70–90°. Сварку предпочтительнее вести в нижнем положении. В качестве топлива подходят ацетилен, пропан, бутан и пропан-бутановая смесь. При сварке обязательны обработка кромок и присадки флюсом (БрОЦ, БрОФ).
Температуру детали доводят до 300 °C. Горелку держат под прямым углом к поверхности металла, расплавляя кромки и присадку. Пламя горелки размещают на расстоянии 10 мм от жидкого металла сварочной ванны, которую перемешивают присадочным прутком и вводят флюс. По окончании сварки проводят термообработку изделия.
Технология кислородной резки
Суть кислородной резки заключается в сгорании разрезаемого металла под воздействием струи кислорода и удалении из разреза шлаков, образованием которых неизбежно сопровождается этот процесс (рис. 21).
Углеродистые, а также низколегированные стали режут с помощью исключительно чистого кислорода, а высоколегированные стали, чугун и сплавы меди, помимо кислорода, требуют применения специальных флюсов.
Рис. 21. Схема выполнения газовой резки: 1 – рез; 2 – газовая смесь; 3 – внутренний мундштук; 4 – наружный мундштук; 5 – струя режущего кислорода; 6 – грат (излишек металла)
Резка осуществляется вручную или машинным способом. При этом необходимо обеспечить соблюдение определенных условий:
✓ температура плавления металла должна быть выше температуры, при которой он воспламеняется в кислороде. При нарушении этого условия металл будет расплавляться еще до того, как он начнет гореть в струе кислорода. Низко-и среднеуглеродистые стали удовлетворяют данному условию, поскольку имеют температуру плавления 1500 °C, а для горения в кислороде достаточно довести их до 1300–1350 °C. Повышенное содержание углерода в стали снижает температуру ее плавления и затрудняет резку. То же самое относится к сталям, в которых имеются такие трудно окисляющиеся легирующие элементы, как хром и никель;
✓ температура плавления шлаков должна быть ниже температуры горения металла в кислороде. Кроме того, шлаки должны быть жидкотекучими и без проблем удаляться при воздействии на них давления режущей струи;
✓ в процессе сгорания металла выделяющейся теплоты должно быть достаточно для поддержания горения металла в кислороде;
✓ теплопроводность металла не должна быть чересчур высокой, чтобы не препятствовать поддержанию высокой температуры на кромке разреза.
Перечисленным условиям соответствуют стали, в которых содержание углерода не превышает 0,5 %, хрома – 5 %, марганца – 4 %. Что касается остальных примесей, они не оказывают существенного влияния на процесс резки.
До начала резки сталь нагревают до температуры ее воспламенения в кислороде. От общего количества тепла, необходимого для выполнения резки, приблизительно 54 % идет на доведение температуры стали до температуры воспламенения; 22 % – на нагрев шлака; 24 % – на покрытие потерь.
Для осуществления резки требуется кислород, причем максимально возможной чистоты, поскольку от этого зависит его расход: чем качественнее газ, тем меньше его потребуется. Как правило, для резки используют кислород чистотой 98,5–99,5 %. При снижении этого показателя даже на 1 % падает скорость резки и возрастает расход кислорода.
