Spawanie gazowe: konfiguracja, zapłon płomienia i aplikacje

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Wprowadzenie do spawania gazowego 2. Gazy stosowane w spawaniu gazowym 3. Konfiguracja 4. Zapłon zapłonu i regulacja 5. Jakość spoiny 6. Połączenie spoiny 7. Zastosowania 8. Warianty.

Wprowadzenie do spawania gazowego:

Spawanie odbywa się poprzez ogrzewanie przedmiotów płomieniami otrzymanymi z gazów tlenowo-paliwowych, zwykle określane jest jako "zgrzewanie gazowe". Proces ten został wprowadzony przemysłowo w 1903 roku i znalazł szerokie zastosowanie przez prawie pół wieku. Jednak wraz z rozwojem bardziej wyrafinowanych metod jest on obecnie wykorzystywany głównie do łączenia cienkich elementów i napraw z metali żelaznych i nieżelaznych. Ponieważ proces ten nie wymaga zasilania elektrycznego, jest on niezbędny w nowych miejscach projektu przynajmniej na początkowych etapach.

Intensywność ciepła wytwarzanego w płomieniu zależy od mieszaniny gazów tlenowo-paliwowych i względnych ciśnień gazów. Chociaż zwykle stosuje się tlen w celu dostarczenia ośrodka do spalania paliwa gazowego, ale czasami stosuje się również sprężone powietrze, ale ze zmniejszoną sprawnością cieplną iw konsekwencji zmniejszoną prędkością spawania; Jakość spoiny również ulega pogorszeniu. Wybór paliwa gazowego jest zatem ważny dla osiągnięcia pożądanej prędkości spawania i jakości spoiny.

Gazy zatrudnione w spawaniu gazowym:

Ogólnie stosowanym gazem napędowym jest acetylen, jednak można również stosować gazy inne niż acetylen, ale o mniejszym natężeniu ciepła, co wynika z temperatury uzyskiwanej przy różnych gazach paliwowych w atmosferze tlenu i powietrza, jak pokazano w tabeli 16.1.

W niektórych rzadkich przypadkach gaz koksowniczy, opary nafty i opary benzyny są również używane jako gazy paliwowe.

Właściwości, produkcja i magazynowanie gazów:

Gazy są najczęściej stosowane w spawaniu gazowym tlenem, czyli tlenem i acetylenem.

1. Tlen:

Czysty tlen to czysty gaz, który jest bezbarwny, bezwonny, pozbawiony smaku i nieco cięższy od powietrza. Jeden metr sześcienny tlenu w temperaturze 20 ° C i ciśnienie atmosferyczne waży 1-33 kg. Pod normalnym ciśnieniem ulega upłynnieniu w temperaturze -182-9 ° C, tworząc klarowny, niebieskawy płyn. Jeden litr ciekłego tlenu waży 1-14 kg i podczas odparowywania wytwarza 860 litrów gazowego tlenu.

Przemysłowo tlen jest wytwarzany przez elektrolizę wody lub częściej przez upłynnianie powietrza atmosferycznego. Podstawową zasadą procesu upłynniania jest to, że wszystkie gazy odparowują w różnych temperaturach. Tak więc w tym procesie powietrze jest najpierw myte przez przejście przez sodę kaustyczną, a następnie temperatura jest obniżana do około -194 ° C, co powoduje upłynnienie wszystkich składników powietrza.

Gdy to skroplone powietrze wolno paruje, azot i argon szybciej odparowują, pozostawiając prawie czysty tlen, który następnie odparowuje się i prasuje w stalowy cylinder pod ciśnieniem około 1500 N / cm2 (15 MPa) w temperaturze pokojowej 20 ° C. Tlen jest następnie gotowy do transportu w celu spawania lub cięcia za pomocą oksy-acetylenu.

Sprężony tlen po wejściu w kontakt ze smarem lub olejem utlenia je z bardzo wysoką szybkością, więc ulegają samozapłonowi, a nawet wybuchają. Z tego powodu butle z tlenem muszą być chronione przed kontaktem ze środkami smarnymi.

2. Acetylen:

Czysty acetylen jest bezbarwnym gazem, który ma ostry, mdły zapach z powodu obecności zanieczyszczeń. Jest lżejszy od powietrza przez czynnik M i łatwo rozpuszcza się w cieczach.

Pod ciśnieniem gaz acetylenowy staje się bardzo niestabilny i stwarza niebezpieczeństwo wybuchu; po sprężeniu do ciśnienia 15 do 20 barów * (0-15 - 0-20 MPa) może wybuchnąć za pomocą iskry elektrycznej, otwartego płomienia lub po podgrzaniu do 200 ° C z dużą szybkością. Acetylen rozkłada się w sposób wybuchowy w temperaturze powyżej 530 ° C.

Nawet mieszanina niewielkiej ilości acetylenu z tlenem lub powietrzem może wybuchnąć pod ciśnieniem atmosferycznym; wymaga to dużej ostrożności w obsłudze urządzeń do spawania i cięcia typu acetylen.

Mieszanka tlenowo-acetylenowa wychodząca z końcówki palnika gazowego zapala się samoczynnie w temperaturze 428 ° C.

Acetylen powstaje w wyniku reakcji wody i węglika wapnia. Węglik wapnia powstaje przez stopienie koksu lub antracytu z wapieniem w wysokiej temperaturze w piecu elektrycznym w następującej reakcji.

Tak otrzymany węglik wapnia chłodzi się i kruszy do różnych rozmiarów bryłek i poddaje się reakcji z wodą w celu wytworzenia acetylenu, który jest następnie oczyszczany przez szorowanie go wodą w celu uwolnienia go od śladów siarki i fosforu.

W powyższej reakcji, w zależności od wielkości brył i zanieczyszczeń 1 kg CaC2 będzie wytwarzać 250 do 280 litrów acetylenu.

Kostki węglika wapnia o wielkości mniejszej niż 2 mm zaliczane są do pyłów lub drobin. Mogą być stosowane tylko w specjalnie zaprojektowanych generatorach acetylenowych. Jeśli pył węglowy wapnia zostanie użyty w zwykłym generatorze, może dojść do wybuchu.

Acetylen do spawania może być dostarczany w butlach lub wytwarzany z węglika wapnia i wody gotowej do spawania w specjalnych instalacjach. Acetylen samorozprężalny pod ciśnieniem powyżej 2 bar nie może być sprężany bezpośrednio do zwykłych butli z gazem. Cylindry do przechowywania acetylenu są w ten sposób specjalnie przygotowane poprzez pakowanie ich w emulsję z węgla drzewnego, pumeksu i ziemi infuzyjnej lub alternatywnie z krzemianem wapnia. Oba te materiały do ​​pakowania są wysoce porowate, przy czym ten ostatni jest w 92% porowaty.

To porowate opakowanie jest wykonane tak, aby całkowicie wypełniało przestrzeń wewnątrz cylindrów, ale dzieli je na małe komórki. Powietrze jest usuwane z tych komórek, a przestrzenie w porowatym materiale są wypełnione acetonem, który jest zdolny do rozpuszczenia 23 razy swojej własnej objętości acetylenu dla każdej atmosfery przyłożonego ciśnienia, a tym samym umożliwia prasowanie acetylenu bezpiecznie do 17 barów. Acetylen przechowywany w ten sposób w cylindrach jest znany jako DA (rozpuszczony acetylen). Ciśnienie rozpuszczonego acetylenu w całkowicie napełnionym cylindrze nie może przekraczać 1 -9 MPa w 20 ° C.

Gdy acetylen jest pobierany z cylindra, może być również przenoszony aceton. Aby zminimalizować utratę acetonu, acetylenu nie wolno pobierać z szybkością wyższą niż 1700 litrów / godz. Nadciśnienie od 0, 05 do 0, 1 MPa należy zawsze pozostawić w pustym cylindrze acetylenowym na temperaturę 20 ° C, natomiast w temperaturze 35 ° C ciśnienie może wynosić 0, 3 MPa.

W trakcie użytkowania butle z acetylenem muszą zawsze stać w pozycji pionowej, w przeciwnym razie może z nich płynąć nadmierna ilość acetonu, który zmienia płomień tlenowo-acetylenowy w purpurowy kolor i powoduje powstawanie złej jakości spoin.

Chociaż rozpuszczony acetylen jest wygodny w użyciu, niektórzy użytkownicy wolą wytwarzać własne zasoby z węglika wapnia i wody w urządzeniu zwanym generatorem acetylenowym.

Dwie metody stosowane głównie do wytwarzania acetylenu to:

(i) węglik-woda, oraz

(ii) Woda na węglik.

Metoda z węglika na wodę jest bardziej popularna. Pozwala to na wyprowadzanie małych grudek węgliku z leja do pojemnika z wodą, jak pokazano na ryc. 16-1. Te generatory mogą być klasyfikowane jako jednostki niskiego ciśnienia, w których ciśnienie docs nie przekracza 10 XPa, jednostek średnich ciśnień o ciśnieniu 10 - 70 KPa i jednostek wysokiego ciśnienia o ciśnieniu gazu 70-150 KPa. Jednak w praktyce zwykle stosuje się typy niskiego ciśnienia lub średniego ciśnienia.

Szybkość produkcji przenośnego generatora niskociśnieniowego waha się w granicach 850 litrów / godz., Podczas gdy średniotonowy generator stacjonarny może wytworzyć do 169900 świecenia / godz. Acetylen wytwarzany w generatorach określa się jako wytworzony acetylen.

Konfiguracja do spawania gazowego:

Standardowa konfiguracja z minimalnym podstawowym wyposażeniem potrzebnym do spawania oxyacetylenem przedstawiona jest schematycznie na rys. 16.2. Składa się z butli z acetylenem i tlenem, z których każdy jest wyposażony w reduktor gazu redukujący ciśnienie w cylindrze do działającego ciśnienia, węże do przenoszenia gazu do palnika spawalniczego z zestawem końcówek dysz do otrzymywania mieszanek gazowych w wymaganej ilości i jakości aby uzyskać pożądany płomień do spawania. Każda z tych jednostek odgrywa istotną rolę w kontroli i wykorzystaniu ciepła niezbędnego do spawania.

Zapłon płomienia i dostosowanie do spawania gazowego:

Po podłączeniu urządzenia do spawania gazowego zgodnie z układem pokazanym na Rys. 16.2, procedura spawania wymaga zapłonu płomienia tlenowo-acetylenowego, manipulację palnikiem w celu przesunięcia płomienia w pożądanym ruchu, czyli technikę spawania, dodanie Napełnianie metalu do jeziorka spawalniczego i stosowanie topników w celu uzyskania wymaganej jakości spoiny.

Pierwszym krokiem w zapaleniu płomienia jest otwarcie zaworu acetylenowego na palniku spawalniczym i rozpalenie acetylenu, wydobywając go z końcówki, za pomocą zapalnika. Gaz acetylenowy zacznie palić i płonie z niepełnym spalaniem poprzez pobieranie tlenu z powietrza.

Zwykłą procedurą regulowania przepływu acetylenu jest otwieranie zaworu acetylenowego na palniku, aż płomień oddzieli się od końcówki, a następnie lekko się zamknie, tak aby płomień po prostu łączył się z końcówką. Taki płomień jest w kolorze pomarańczowym z dużą ilością dymu wydobywającego się z niego z powodu nadmiaru wolnego węgla uwalnianego do atmosfery. Zawór tlenu na palniku jest następnie otwierany w celu uzyskania pożądanego płomienia, tj. Nawęglania lub neutralnego lub utleniającego.

Technika spawania gazowego:

Istnieją dwie podstawowe techniki spawania gazowego, w zależności od kierunku palnika spawalniczego: przednie lub lewe i tylne lub w prawo; obie te techniki przedstawiono na ryc. 16.16. W spawaniu przednim wypełniacz jest trzymany przed płomieniem podczas spawania wstecznego.

W spawaniu przednim płomień jest kierowany przed zakończoną spoiną, co powoduje bardziej równomierne nagrzewanie krawędzi i lepsze mieszanie metalu w spoinie! to również prowadzi do lepszej widoczności przedmiotu obrabianego przed jeziorkiem spawalniczym. Zarówno płomień, jak i pręt wypełniacza w spawaniu przodem są przesuwane w układach tkackich, z których niektóre przedstawiono na ryc. 16.17.

Spawanie przednie zapewnia bardziej jednorodną wysokość i szerokość ściegu spoiny, wyższą prędkość spawania i niższy koszt przy nakładaniu na grubość roboczą poniżej 5 mm.

Szybkość przepływu acetylenu do spawania stali na przodzie musi wynosić od 100 do 120 litrów / godzinę na mm grubości roboczej. Ta technika zgrzewania jest również często stosowana w przypadku metali o niskiej temperaturze topnienia.

W przypadku materiału spawalniczego grubsze niż 5 mm spawanie ręczne jest bardziej popularne. Przy spawaniu wstecznym płomień jest kierowany z powrotem na zakończoną spoinę i nie wymaga się ruchu tkania, aby płomień mógł się odbywać, ale pręt wypełniacza może poruszać się spiralnie, ale z krótszymi wahaniami niż w przypadku spawania czołowego.

Spawanie ręczne jest szybsze dla grubszego materiału, ponieważ operator może trzymać wewnętrzny stożek płomienia bliżej powierzchni jeziorka spawalniczego, tym samym dając więcej ciepła stopionemu metalowi niż przy spawaniu z przodu. Przy spawaniu wstecznym płomień ogrzewa już osadzony metal i służy do obróbki cieplnej zarówno metalu spoiny, jak i strefy wpływu ciepła. Natężenie przepływu acetylenu do spawania stali metodą ręczną wynosi zwykle 120-150 litrów / godzinę na mm grubości roboczej.

Pozycja palnika i pochylenie:

Paliwo tlenowo-acetylenowe jest ustawione tak, że powierzchnie połączeń znajdują się 2, 6 mm od wewnętrznego stożka płomienia, który znajduje się w redukującym piórze acetylenowym. Wewnętrzny stożek nigdy nie powinien dotykać pracy ani drążka wypełniającego, w przeciwnym razie może dojść do nawęglania jeziorka spawalniczego, a także mogą wystąpić ogniki i retrospekcje.

Kąt pochodnia do pracy kontroluje szybkość dostarczania ciepła do pracy; zwykle przy spawaniu z przodu wynosi od 60 ° do 70 °, a podczas spawania od spawania od 40 ° do 50 °. Kątownik do kąta roboczego jest zwykle utrzymywany w zakresie 30 ° do 40 ° zarówno dla techniki spawania od przodu, jak i od tyłu; jednak może on być zmieniany w zależności od pozycji spawania i liczby przebiegów lub przejść spoiny.

Ważne jest, aby końcówka pręta wypełniającego była zawsze zanurzona w jeziorku spawalniczym podczas spawania, aby uniknąć kontaktu z powietrzem przez redukującą część płomienia.

Filler Rods:

Zarówno do przodu, jak i do tyłu techniki spawania mogą być stosowane do spawania z prętem wypełniającym lub bez niego. Spawanie wykonywane bez wypełniacza nazywa się PUDDLING. W przypadku puddowania w pozycji płaskiej kąt pochylenia palnika jest utrzymywany w zakresie 35 ° -45 °. Nawet przenikanie w puddlingu można osiągnąć obserwując ugięcie metalu, jak pokazano na ryc. 16.18. Zwis powinien być wystarczający do zauważenia. Puddling stosuje się do grubości metalu poniżej 3 mm.

Podczas spawania za pomocą pręta wypełniającego należy go trzymać w odległości ok. 90 ° od krawędzi zgrzewanej, a kąt nachylenia do pracy powinien wynosić około 45 °.

Właściwości metalurgiczne spoiny mogą być kontrolowane przez optymalny wybór pręta wypełniającego. Większość prętów wypełniających do spawania gazowego zawiera odtleniacze do kontrolowania zawartości tlenu w jeziorku spawalniczym, zwykle stosuje się w tym celu krzem, chociaż można również stosować mangan. Żużel utworzony w wyniku reakcji odtleniania tworzy cienką warstwę na powierzchni metalu spoiny, która ma dominującą kontrolę płynności i stabilności stopionego perełka. Nadmierna płynność żużla może utrudnić spawanie pozycyjne.

Pręty wypełniające stosowane do spawania stali konstrukcyjnych o niskiej i średniej zawartości węgla zwykle mają następujący skład:

C = 0-25 - 0-30% Fe = pozostałość

Mn = 1-2-1-5%

Si = 0-30-0-50%

Pręty wypełniające są zwykle określane w trzech klasach, RG 45, RG 60 i RG 65, o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie odpowiednio 315, 420 i 470 MPa. Zwykle nie określono ograniczeń dotyczących składu chemicznego.

Topniki:

Strumień spawalniczy jest wymagany do usunięcia warstwy tlenku i utrzymania czystej powierzchni. Topnik topi się w temperaturze topnienia metalu nieszlachetnego i zapewnia warstwę ochronną przed reakcją z gazami atmosferycznymi. Strumień zazwyczaj wnika pod folię tlenkową i oddziela ją, a często ją rozpuszcza. Topniki są sprzedawane w postaci suchego proszku, pasty lub gęstych roztworów.

Topniki w postaci proszku są często nakładane przez zanurzenie w nim gorącego pręta wypełniającego. Odpowiedni strumień przylega do pręta, aby zapewnić odpowiednie działanie topnika, gdy pręt wypełniacza jest topiony przez płomień. Topniki sprzedawane w postaci pasty są zwykle malowane na szpulę lub prace za pomocą pędzla. Do niektórych metali dostępne są również fabrycznie wstępnie powlekane pręty. Topniki są zwykle stosowane do spawania gazowego aluminium, stali nierdzewnej, żeliwa, mosiądzu i brązu krzemu.

Procedura spawania:

Po uzyskaniu pożądanego płomienia nakłada się go na pracę w wymaganym miejscu i rozpoczyna się spawanie techniką forhand lub backhand w zależności od grubości obrabianego materiału.

Penetracja ściegu spoiny, jak również regulacja palnika (wybór płomienia), obsługa i ruchy są związane z charakterystyką jeziorka spawalniczego. Penetracja stopki wynosi zwykle jedną trzecią szerokości spoiny dla cienkich metali, podczas gdy jest ona równa szerokości grubszych metali, w szczególności przy spawaniu wstecznym.

Jeśli jeziorko spawalnicze ma gładki błyszczący wygląd z kropką unoszącą się wokół jej zewnętrznego obrzeża, palnik jest dobrze ustawiony pod kątem neutralnego płomienia. Ta neutralna kropka, przedstawiona na ryc. 16.19, jest związana z obecnością tlenków w spoinie i płynie w sposób ciągły wzdłuż zewnętrznych krawędzi jeziorka spawalniczego.

Jeśli kropka powiększa się, jest to wskaźnik nadmiaru węgla. Gdy tak się dzieje, jeziorko spawalnicze staje się okopcone i brudne z matowym wyglądem, wskazując, że płomień jest typu nawęglania. Jeśli koralik wydaje się paskudny, jest to oznaką nadmiaru tlenu, to znaczy, płomień jest typu utleniającego.

Manipulacja palnikiem jest uważana za najtrudniejszą do manipulowania jeziorkiem spawalniczym podczas uruchamiania lub zatrzymywania spoiny. W celu ponownego uruchomienia operacji spawania po przerwaniu wymagane jest ponowne nagrzanie metalu podstawowego o około 15 mm z przodu ściegu spoiny wzdłuż osi zgrzewu.

Gdy metal staje się błyszczący przez ogrzewanie i widać neutralną kropkę, płomień przesuwa się powoli z powrotem do położenia, w którym od nowa wymaga spawania. Po osiągnięciu żądanego miejsca kierunek ruchu palnika zostaje odwrócony i spawanie rozpoczęło się z większą prędkością, aby uwzględnić dodatkowe ciepło już wprowadzone w tej części pracy. Jeśli zostanie zachowana normalna prędkość, spowoduje to szersze zgrubienie.

Latarka i pręt wypełniacza są zwykle przesuwane w pewnych ustawionych wzorach, z których niektóre przedstawiono na rys. 16.17. Głównym punktem do zapamiętania we wszystkich tych ruchach jest to, że końcówka płomienia nie powinna opuścić roztopionego metalu. Metal podstawowy musi zostać wstępnie ogrzany, a kałuża spoiny założona przed rozpoczęciem ruchów.

Wydaje się, że najłatwiejszy jest ruch wzdłuż linii prostej lub wzdłużnika, jednak nie jest to takie łatwe, a przyleganie kałuża lub ściegu spoiny o jednakowej szerokości jest trudne do utrzymania. Ruch ten jest więc przyjmowany tylko przez doświadczonych spawaczy lub automatyczny proces spawania.

Spawanie za pomocą oksy-acetylenu można stosować do spawania downrowego, poziomego, pionowego lub napowietrznego, jednak pierwsze dwa z tych miejsc są najczęściej stosowane. Spawy poziome i napowietrzne są zwykle wykonywane techniką spawania wstecznego, podczas gdy spawy pionowe i nachylone są wykonywane pod górę za pomocą techniki "forehand".

W spawaniu wstecznym pręt wypełniacza powinien mieć średnicę równą połowie grubości pracy, maksymalnie 6 mm; natomiast w przypadku spawania przedniego średnica pręta wypełniającego powinna być o 1 mm większa niż w przypadku spawania ręcznego.

Tabela 16.2 zawiera wytyczne dotyczące rodzajów metalu, płomienia i topnika zalecanych do spawania różnych metali i stopów:

Jakość spoiny do spawania gazowego:

W porównaniu do spawania łukowego, materiał jest podgrzewany i chłodzony przy niższych szybkościach spawania gazowego, co zwykle prowadzi do wzrostu ziarna.

Przy spawaniu płomieniem nawęglającym, jeziorko spawalnicze styka się z tlenkiem węgla, wodorem i węglem, co może prowadzić do powstania węglika żelaza w następującej reakcji:

3Fe + C → Fe ₃ C ................ (16.3)

3 Fe + 2CO → Fe ₃ C + CO ₂ ............ (16.4)

Metal może w ten sposób zostać nawęglony.

W przypadku neutralnego płomienia jeziorko spawalnicze i metal wypełniający stykają się z CO i H2 w piórze acetylenowym. Ponieważ powstaje bardzo mało CO, prawie wcale nie występuje efekt takiej reakcji, jeśli w ogóle ma miejsce. Jeśli do spawania stali niskowęglowych używa się naturalnego płomienia, CO i H ₂ nie mają większego wpływu na właściwości mechaniczne spawanego elementu, pod warunkiem, że wolno się ochładza. Jednak tworzenie H2 w neutralnym płomieniu może stanowić znaczne zagrożenie w spawaniu miedzi, aluminium i niektórych stali wysokostopowych, ponieważ powoduje kruchość wodorową, prowadząc do pękania i porowatości.

Jeśli stosuje się płomień utleniający, może to prowadzić do silnego utleniania Fe, Si, Mn, C i innych pierwiastków w stali. Tlenki takie jak MnO i SiO2 mogą żelować uwięzione w metalu spoiny podczas chłodzenia. Jeżeli odtleniacze takie jak Si i Mn nie są odpowiednie, może to prowadzić do utleniania żelaza, co w konsekwencji prowadzi do pogorszenia właściwości mechanicznych spawanego materiału. W takim przypadku plastyczność i wiązkość metalu spoiny jest szczególnie ograniczona i takie spoiny mogą mieć zmniejszoną trwałość zmęczeniową. Utleniający płomień może również prowadzić do nadmiernych rozprysków.

W spawaniu tlenowo-acetylenowym strefa wpływu ciepła zwykle rozciąga się od 8 do 25 mm po każdej stronie osi zgrzewu.

Spoina spawana do spawania gazowego:

Przygotowanie brzegów spoiny zależy od tego, czy spawanie oksy-acetylenem ma być wykonywane z metalem wypełniającym, czy bez niego. W przypadku użycia drutu spawalniczego jego średnica na ogół wynosi w przybliżeniu połowę grubości roboczej przy maksymalnym ograniczeniu wynoszącym 6 mm. W przypadku spawania bez metalu wypełniającego ilość zachodzenia na metal podstawowy jest równa grubości roboczej, jak pokazano na rys. 16.20.

Spoiny często stosowane do spawania oksy-acetylenowego bez wypełniacza obejmują narożnik, kołnierz, podwójny kołnierz i typ zakładki, jak pokazano na rys. 16.21. Gotowe spoiny tego typu są porównywalne do tych wykonanych z metalu wypełniającego o takiej samej penetracji.

Spawanie oksy-acetylenowe z metalem wypełniającym jest znacznie częściej stosowane niż pudding. Maksymalna penetracja w tym procesie jest jednak ograniczona do około 6 mm. Materiał grubszy niż 12 mm powinien zatem być spawany z przygotowaniem krawędzi, co może pomóc osiągnąć pełną penetrację, aby uzyskać pełną wytrzymałość. Ukosowanie i szlifowanie krawędziowe, ryc. 16.22, są najczęściej stosowane przy kącie rowka 60 ° do 90 °, chociaż kąty wrębu 65 ° do 70 ° są bardziej popularne. Otwór w tych spoinach jest zwykle utrzymywany na poziomie od 1, 5 do 4 mm, a powierzchnia korzenia, gdy jest używana, wynosi od 1, 5 do 3 mm.

W przypadku materiału spawalniczego grubszego niż 12 mm podwójny preparat Vee lub podwójny zniekształcenia, pokazany na rys. 16.23, jest preferowany, aby uniknąć nadmiernego zniekształcenia kątowego.

W przypadku rur spawalniczych w pozycji poziomej, powszechnie jest spawać je w równych odstępach od 3 do 6 punktów, w zależności od średnicy rury. Rzeczywiste spawanie jest następnie wykonywane w blokach, niezależnie od tego, czy rura jest nieruchoma, czy obrotowa.

W przypadku obrotowego spawania rur dokonuje się, utrzymując bloki w górnym położeniu symetrycznie względem średnicy pionowej. Na sztywnych rurach złącze musi być wykonane w położeniu podłużnym, pochylonym i nad głową, z wykorzystaniem techniki back-step do kontroli zniekształceń.

Zastosowania spawania gazowego:

Spawanie gazowo-tlenowe jest niezbędne przy naprawach odlewów żelaznych i nieżelaznych, konserwacji i naprawach, spawaniu rur o małej średnicy (do 50 mm) i do lekkiego wytwarzania.

Ze względu na mniej intensywny cykl ogrzewania i chłodzenia w porównaniu ze spawaniem łukowym, zgrzewanie gazowe jest szeroko stosowane do spawania hartowanych metali, takich jak stal węglowa i niektóre stale stopowe.

Spawanie gazowe grubych metali jest powolne w porównaniu do spawania łukowego, jednak penetracja korzenia jest lepiej kontrolowana przez zgrzewanie gazowe; dlatego właśnie ten proces jest często wykorzystywany do prac korzeniowych w złączach rurowych, po których następują przejścia wypełniacza przez spawanie łukowe.

Mikro forma spawania oksy-acetylenowego wykorzystuje małą latarkę z wywierconym szafirowym klejnotem zamontowanym w dyszy, aby zapewnić doskonały strumień mieszanych gazów. Te latarki są bardzo przydatne do delikatnych prac, takich jak handel biżuterią.

Warianty spawania gazowego:

Istnieją dwa główne warianty spawania oxy-fuel:

(i) Zgrzewanie na gorąco,

(ii) Spawanie wodne.

(i) Spawanie pod ciśnieniem gorącym :

Podczas zgrzewania na gorąco cała powierzchnia każdego zgrzewanego elementu jest podgrzewana przed przyłożeniem odpowiedniego ciśnienia, aby wpłynąć na zgrzeinę jednocześnie na całej powierzchni. Istnieją dwa pod-warianty procesu o nazwie "Close Joint" i "Open Joint".

za. Metoda Close-Joint:

Powierzchnie do spawania są obrabiane maszynowo lub szlifowane w celu utworzenia czystych i gładkich powierzchni, które stykają się pod ciśnieniem. Metal znajdujący się w pobliżu interfejsu jest ogrzewany za pomocą chłodzonych wodą wielopalnikowych palników tlenowo-acetylenowych w celu uzyskania równomiernego ogrzania dookoła.

W celu ułatwienia usuwania pracy, pełne lub puste elementy okrągłe, takie jak wały lub orurowanie, są zwykle spawane z okrągłymi palnikami pierścieniowymi typu dzielonego pokazanego na rys. 16.24. Po osiągnięciu wymaganej temperatury, która zwykle wynosi około 1200 ° C dla stali niskowęglowych, stosuje się odpowiednie naciski osiowe, aby wpłynąć na spaw.

Do zgrzewania rury stalowej o średnicy 125 mm o grubości ścianki około 6 mm wymagane jest utrzymywanie końca oporowego pod ciśnieniem 10, 5 MPa, który jest podwyŜszony do około 28 MPa po ogrzaniu końców rur do temperatury zgrzewania. Cykle ciśnienia są różne dla różnych metali, jak pokazano w tabeli 16.3.

Rodzaj i wymiary złącza oraz zakres zakłóceń osiągnięty w przypadku zgrzewania blach grubych o różnej grubości, pokazanego w tabeli 16.4.

b. Metoda otwartego połączenia:

Maszyny do zgrzewania otwartego metodą zgrzewania na gorąco są podobne do maszyn do zgrzewania doczołowego, ponieważ są one bardziej precyzyjnie ustawione i mają wytrzymałą konstrukcję, która wytrzymuje gwałtownie wywierane siły spęczania.

Zasadniczo głowica grzewcza jest płaskim palnikiem wielokrotnym, jak pokazano na rys. 16.25. Dobre wyrównanie głowicy grzewczej z konfiguracją złącza jest ważne, aby zminimalizować utlenianie, aby uzyskać równomierne ogrzewanie, a następnie spęczanie. Wyrównanie obrabianych elementów można wykonać za pomocą wyjmowanego bloku dystansowego. Powierzchnie cięcia piłą są zadowalające do spawania, ponieważ końce są dokładnie stopione przed uszkodzeniem spoiny.

Ogólna procedura zgrzewania otwartego spoiny polega na wyrównaniu części i umieszczeniu między nimi głowicy uzdrawiającej w celu równomiernego nagrzewania końcowych powierzchni. Po ogrzaniu końcówek do wymaganej temperatury, pokazanej przez stopione folie pokrywające obie powierzchnie, palnik zostaje wyciągnięty, a części są szybko łączone pod stałym ciśnieniem 28 do 35 MPa na granicy faz w celu uzyskania spoiny, jak pokazano na rysunku. 16.26. To ciśnienie utrzymuje się, dopóki nie ustaje zakłócenie. Całkowity spór zależy od zastosowanego ciśnienia i temperatury gorącego metalu. Nie dokonuje się żadnych ustawień wstępnych.

Aplikacje:

Spawanie gazowe w gorącym ciśnieniu może być stosowane do spawania stali niskowęglowej i wysokowęglowych i stopowych, kilku metali nieżelaznych i stopów, w tym stopów niklowo-miedziowych, niklowo- chromowych i miedziano-krzemowych. Może być również stosowany do spawania różnych metali.

Specyficzne zastosowania zgrzewania na gorąco obejmują spawanie szyn, stalowych prętów strukturalnych, rur, rur i stałych rund. Proces ten jednak szybko zastępuje się procesami zgrzewania doczołowego i zgrzewania tarciowego.

(ii) Spawanie wodne:

Spawanie wodne to proces spawania mikro-tlenowego, który jest stosowany do delikatnej pracy i handlu biżuterią.

Wodór i tlen w tym procesie są generowane przez elektrolizę wody, a mieszane gazy są podawane do miniaturowego palnika, którego koniec jest igłą podskórną. Wodór pali się w tlen zgodnie z następującą reakcją.

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O + 116000 próbówek ............ (16.7)

Powstający w ten sposób płomień jest utleniający, jednak można go zredukować, przepuszczając produkty elektrolizy nad alkoholem, który wzbogaca płomień, zmniejszając w ten sposób jego temperaturę. Moc płomienia może być kontrolowana przez zmianę prądu stosowanego do elektrolizy.

Sprzęt do tego procesu składa się z kompaktowego urządzenia zasilanego z sieci elektrycznej. Ponieważ woda jest wykorzystywana jako źródło paliwa, proces ten jest powszechnie znany z mylącego tytułu "Spawanie wodą". Rys. 16.27 pokazuje fotografię konfiguracji dla jednej takiej jednostki.