Справочник газосварщика и газорезчика.

2. ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗОПИТАНИЯ СВАРОЧНЫХ ПОСТОВ 2.1. ГАЗЫ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ Основным источником теплоты при газопламенной обработке материалов служит газокислородное (реже газовоздушное) пла­мя. Перечень наиболее часто используемых для этих целей горю­чих газов, их основные свойства и области применения приведе­ны в табл. 2.1. Наиболее эффективным горючим газом является ацетилна (С2Н2). Благодаря своим неоспоримым технологическим и тер­мохимическим преимуществам он обеспечивает наилучшее качест­во и наибольшую производительность обработки. Ацетилен — легче воздуха. Его плотность по отношению к воз­духу 0,9. Прн нормальном атмосферном давлении и температуре —84 °С ацетилен переходит в жидкое состояние, а при темпера­туре —85 °С — затвердевает. Ацетилен — единственный широко применяемый в промыш­ленности газ, горение и взрыв которого возможны в отсутствии кислорода или других окислителей. Давление, образующееся при взрыве ацетилена, зависит от начальных параметров и характера взрыва. Оно может увели­читься примерно в 10—12 раз по сравнению с начальным при взрыве в небольших сосудах и возрасти при детонации чистого ацетилена в 22 раза, а при детонации ацетилено-кислородной сме­си в 50 раз. При газопламенной обработке металлов ацетилен используют либо в газообразном состоянии, получая его в передвижных или стационарных ацетиленовых генераторах, либо растворенным в ацетиленовых баллонах. Растворенный ацетилен по стандарту пред­ставляет собой раствор газообразною ацетилена в ацетоне, распреде­ленный в пористом наполнителе под давлением до 1,9 МПа (19 кгс/см2). В качестве пористых наполнителей используются насыпные — бере­зовый активированный уголь (БАУ) и литые пористые массы. Пос­ледние служат для рассредоточения ацетилена по всему объему баллона и способствуют локализации пламени взрывного распада ацетилена, если он возникает. Применение растворенного ацетилена по сравнению с газооб­разным имеет ряд преимуществ: обеспечивается лучшее исполь­зование карбида кальция, чистота рабочего места сварщика (рез­чика), более устойчиво работает аппаратура и повышается без­опасность работ. Основным сырьем для получения ацетилена является кар­бид кальция. Это твердое вещество темно-серого или ко­ричневатого цвета. Ацетилен получается в результате разложений (гидролиза) кусков карбида кальция водой. Выход ацетилена из 1кг технического карбида кальция составляет примерно 250 дм8 и зависит от степени грануляции карбида. Для разложения 1 кг карбида кальция требуется от 5 до 20 дм3 воды. Карбид кальция транспортируется в герметически закрытых барабанах. Масса карбида и одном барабане от 50 до 130 кг. В связи с дефицитностью карбида кальция в качестве горю­чего газа часто применяют газы-заменители ацетилена с низшей теплотворной способностью не менее 16,8МДж/м3 (4000 ккал/м8), содержащие не более 20 % балласта (негорючих составляющих), а также керосин или бензин и их смеси. Горючие газы-заменители ацетилена для газопламенной обра­ботки металлов подразделяются на две основные группы: сжи­женные и сжимаемые. К сжиженным газам относятся пропан, бутан и их смеси. Крупные потребители получают эти ГАЗЫ в железнодорож­ных или автомобильных цистернах,. из которых их переливают в заводские стационарные емкости (хранилище). Из этих емко­стей газ проходит через газификатор или отбирается в паровой фазе. В таком виде он поступает в заводской газорегуляторный пункт (ГРП) и далее в межцеховые газопроводы. Мелкие потре­бители пользуются обычно баллонами, получаемыми со станций наполнения. Баллоны устанавливаются в разрядные рампы или используются для индивидуального питания рабочих постов. Давление пропан-бутана, подаваемого по трубопроводу, при макси­мальном отборе газа должно быть не менее 0,01 МПа (0,1 кгс/см2). 3. ГОРЕЛКИ ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ГОРЕЛКИ — основной рабочий инструмент для газовой свар­ки, пайки, наплавки и нагрева. Устройство горелки, независимо от ее конструктивных осо­бенностей, должно обеспечивать: смешивание газов в нужной пропорции; подачу газов к месту образования пламени (мундштуку); устойчивое поддержание пламени и регулирование его со­става, т. е. соотношения кислорода и горючего газа. Существует два основных класса горелок: инжекторные и безынжекторные. В инжекторных горелках подача горючего газа низкого давления от 0,001 МПа (0,01 кгс/см2) в смесительную камеру про­исходит за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего из инжектора. В безынжекторных горелках горючий газ и кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0,05—0,1 МПа (0,5—1.0 кгс/см2). Преимущественно применяются ручные инжекторные ГОРЕЛКИ универсального и специализированного назначения. 3.1. ГОРЕЛКИ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ГОРЕЛКИ универсальные служат для сварки, пайки, наплавки и нагрева стали, чугуна и цветных металлов с использованием в качестве горючего газа ацетилена или газов-заменителей (пропан-бутан, природный газ и др.). Наибольшее применение полу­чили ГОРЕЛКИ инжекторного типа, работающие на ацетилене. Горелка малой мощности Г2-04 и Горелка средней мощно­сти ГЗ-03 имеют аналогичную конструкцию и отличаются, главным образом, числом и номерами комплектуемых наконечников. Выбор типа ГОРЕЛКИ и номера наконечника для сварки ста­ли и чугуна соответствующей толщины следует производить со­гласно данным табл. 3.1. В том случае, когда необходимо попеременно выполнять работы по сварке и резке металлов, рекомендуется использовать газосварочные комплекты КГС-1-02 или КГС-2-02. Газосварочный комплект КГС-1-02 (рис. 3.1) включает огне­вую аппаратуру для сварки деталей толщиной до 7 мм и разде­лительной резки металла толщиной до 50 мм, вставной резак РВ-1А-02 с набором сменных мундштуков, наконечников, прочищалки, гаечного ключа и футляра. Газосварочный комплект КГС-2-02 комплектуется горелкой ГЗ-03 с наконечникам и № 3, 4, 6 и вставным резаком РВ-2А-02. Комплект аппаратуры предназначен для сварки чугуна толщиной до 17 мм и резки металла толщиной до 100 мм. ГАЗЫ подаются к перечисленным горелкам по резиноткане­вым рукавам внутренним диаметром 6,3 мм. К универсальным горелкам и установкам, работающим на газах-заменителях ацетилена, относятся ГОРЕЛКИ ГЗУ-3-02, ГЗУ-4 и установка ПГУ-3-02. Горелка ЗУ-3-02 (рис. 3.2) инжекторного типа, комплектует­ся тремя однопламенными наконечниками с мундштуками, имею­щими ступенчатую рассверловку выходного канала для повыше­ния устойчивости горения пламени. Горелка ГЗУ-4 комплектуется стволом ГОРЕЛКИ ГЗ-03 и дву­мя наконечниками № 2 и 3 с многопламенными сетчатыми мун­дштуками, эквивалентными по тепловой мощности наконечникам № 6 и 7 горелок ГЗ-03. Высокохромистые стали (Х17 и др.), содержащие более 15 % хрома, весьма склонны к росту зериа в зоне термического влия­ния при длительном нагреве и применение газовой сварки для этих сталей нежелательно. Хромоникелевые стали (1Х18Н9Г) обладают высокой корро­зионной стойкостью в агрессивных средах. Сварка этих сталей производится преимущественно методом с использованием элек­тродов со специальными качественными покрытиями. В исклю­чительных случаях возможно применение газовой сварки для стали толщиной не более 1—2 мм при условии применения спе­циального флюса и последующей термической обработки сварно­го соединения. Однако механические свойства металла шва все же несколько ниже, чем у основного металла в исходном состоя­нии. На практике стали этого класса чаще всего свариваются аргонодуговыми методами. Основные параметры и режимы сварки легированных сталей ацетиленокислородным пламенем приведены в табл. 5.3. Разделка кромок производится согласно табл. 4.1, а диа­метр присадочной проволоки определяется по формуле (4.2). Газовая Сварка легированных сталей с использованием га­зов-заменителей ацетилена не производится. 5.3. ГАЗОВАЯ Сварка чугуна Чугун является многокомпонентным железоуглеродистым сплавом, содержащим более 1,7 % углерода. В зависимости от структуры сплава различают серые, белые и ковкие чугуны. По химическому составу чугуны делятся на нелегированные и леги­рованные. Серый Чугун применяется в качестве конструкционного ма­териала. В нем большая часть углерода находится в свободном состоянии — в виде графита. Излом серебристый. Белый Чугун очень тверд, не поддается механической обра­ботке, применяется только в качестве материала для переработ­ки в ковкий чугун. В белом чугуне углерод связан в виде кар­бидов железа (цемента). Сварщику в машиностроении не прихо­дится иметь дела с изделиями из белого чугуна. Они встречаются только в литейном цехе, где литейный брак приходится завари­вать до последующей его переработки. Излом светло-серый, поч­ти белый. 6. ГАЗОПЛАМЕННАЯ НАПЛАВКА, ПАЙКА, НАГРЕВ И НАПЫЛЕНИЕ ГАЗОПЛАМЕННАЯ НАПЛАВКА Наплавкой называется процесс нанесения расплавленного металла на основу, поверхность которой нагрета до температуры оплавления, с получением прочного соединения благодари вза­имному их проникновению (диффундированию). По своей природе процесс наплавки аналогичен пайке, где соединение осуществляется на границе жидкого и твердого ме­таллов. Так же как и пайка, НАПЛАВКА требует хорошего смачи­вания поверхности основы, что достигается подбором соответст­вующего состава присадочного металла, применением специаль­ных флюсов и тщательной подготовки поверхности. НАПЛАВКА применяется для восстановления размеров изно­шенных деталей и придания особых свойств (стойкости против истирания, коррозионной стойкости, износостойкости и т.д.) по­верхностям наплавляемых деталей. Газопламенная НАПЛАВКА применяется в промышленности наряду с другими электродуговыми методами наплавки. Газо­вый нагрев обеспечивает возможность гибко и независимо регулировать степень нагрева присадочного и основного металла. Благодаря этому удается избежать вредного воздействия рас­плавления поверхности основного металла и перемешивания его с расплавленным наплавочным металлом.