Газовая сварка и резка металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Газовая сварка и резка металлов

Одобрено Ученым советом Государственного комитета Совета Министров СССР по професси онально - техническому образованию в качестве учебника для индивидуально-бригадного обучения рабочих на производстве
...
Г 54 Газовая сварка и резка металлов. Учебник для индивид, и бригадной подготовки рабочих на 'производстве. Изд. 5-е, переработ, и доп. М., «Высш. школа», 1969.
...
В учебнике кратко описаны основные способы сварки и резки металлов, приведены свойства свариваемых металлов и сварочных материалов, дано описание оборудования и аппаратуры для газовой сварки и резки металлов, технологии газовой сварки и резки, излагаются основные сведения по техническому контролю, организации производства и технике безопасности.
...
В 5-"м издании учебника отражены современные технологические процессы и оборудование для газовой сварки и резки металлов. Из 5-го издания исключен материал по общей технологии металлов, но в книге расширено описание плазменно-дуговой резки.
...
Сварка в настоящее время является одним из основных высокопроизводительных технологических процессов, применяемых в промышленности и строительстве.
...
Программой КПСС поставлена главная экономическая задача — создать в течение 20 лет материально-техническую базу коммунизма, превратить промышленность СССР в самую совершенную и мощную промышленность мира.
...
При использовании достижений современной науки сварка позволяет успешно решать многие вопросы развития техники. Развитие сварки оказывает непосредственное влияние на технический уровень важнейших отраслей народного хозяйства.
...
Партия и правительство уделяют постоянное внимание развитию и внедрению сварки. В решениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР указаны следующие основные направления развития сварочного производства в нашей стране: замена клепаных, литых, кованых и других конструкций более экономичными — сварными; ускоренное создание специализированных предприятий и цехов для изготовления сварных конструкций (центросваров); внедрение износостойкой наплавки деталей машин и механизмов; расширение производства сварочного оборудования и материалов; комплексная механизация и автоматизация основных и вспомогательных процессов в сварочном производстве.
...
За 50 лет Советской власти сварочное производство развилось у нас в крупную самостоятельную отрасль техники. Сварка применяется во всех отраслях народного хозяйства, а в ряде производств она стала основным технологическим процессом. Многие важные технические проблемы сейчас не могут быть решены без применения сварки.
...
Достигнутые в нашей стране успехи в области автоматизации и механизации сварочных процессов позволили осуществить коренные изменения в технологии строительства
...
и изготовления таких важнейших объектов, как доменные печи и другие металлургические агрегаты, мосты, трубопроводы, суда, вагоны, химическое оборудование, мощные прессы, гидротурбины.
...
По уровню развития сварочной техники, по качеству и постановке научно-исследовательской работы в области сварки наша страна занимает ведущее место в мире.
...
Об огромной экономической эффективности сварки говорят следующие данные: за семь лет (с 1958 по 1965 г.). общая экономия, полученная нашей страной благодаря применению сварки и наплавки, составила более 800 млн. руб., при этом сэкономлено свыше 6,7 млн. т металла.
...
В промышленности используются различные способы сварки, позволяющие соединять металлы как очень большой {1000 мм и более), так и очень малой (5 мк и менее) толщины. Создано много новых видов высокопроизводительного сварочного оборудования, автоматических линий для сварки труб различных диаметров автомобильных колес и кузовов, деталей электроприборов, арматуры для железобетонных конструкций и др. Широко применяются поточные линии по сварке корпусов судов, железнодорожных цистерн, цилиндрических обечаек и многих других изделий массового и крупносерийного производства. Быстро расширяется сварка специальных сталей и сплавов, в том числе таких, которые прежде считались трудносвариваемыми.
...
Наибольшее распространение в промышленности и строительстве получили способы сварки электрической дуговой (ручной, полуавтоматической и автоматической под флюсом и в защитных газах), а также контактной сварки. Меньше применяется ручная газовая сварка, используемая преимущественно при ремонтных работах, сварке тонкостенных труб, цветных металлов и чугуна. В ряде отраслей производства (приборостроении, электронной технике, инструментальном деле, новых областях техники) применяются специальные способы сварки — ультразвуковая, электроннолучевая диффузионная сварка в вакууме, плазменная.
...
В микрорадиоэлектронике применяют новейший способ сварки — лучом лазера, позволяющий успешно сваривать тончайшие волоски и фольгу из самых разнообразных, в том числе и трудносвариваемых материалов: кремния, никеля, тантала, титана, молибдена, меди, алюминия, золота и др.
...
Основы современных способов сварки были заложены открытиями и изобретениями русских ученых и инженеров. Еще в начале прошлого столетия академик Василий Вла-
...
димирович Петров предложил использовать тепло открытой им электрической дуги для расплавления металлов. Спустя 80 лет, русские инженеры Николай Николаевич Бенардос и Николай Гаврилович Славянов разработали промышленные способы электрической сварки металлов. Эти способы, значительно усовершенствованные, широко применяются в современной сварочной технике.
...
Огромный вклад в развитие науки и практики сварки внесли советские ученые, инженеры и передовые рабочие сварщики. Разработанные и применяемые в СССР способы сварки сейчас настолько разнообразны, что позволяют сваривать все металлы, используемые в технике.
...
Ведущим научно-исследовательским институтом по сварке является у нас Институт электросварки им. Е. О. Патона, координирующий все основные научно-исследовательские работы в области развития сварочного производства в нашей стране, разрабатывающий предложения по дальнейшему внедрению сварки в народное хозяйство, а также организующий широкие исследования по новым способам сварки.
...
был разработан в конце прошлого столетия, когда только началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В тот период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и обеспечивала получение наиболее прочных сварных соединений. В дальнейшем, с созданием и внедрением высококачественных электродов для дуговой сварки, автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов (аргона, гелия и углекислого газа), контактной электросварки и др. газовая сварка была постепенно вытеснена из многих производств этими способами электрической сварки. Тем не менее и до настоящего времени газовая сварка металлов наряду с другими способами сварки широко применяется в народном хозяйстве.
...
Среди способов газопламенной обработки металлов ведущее место занимает газотермическая резка металлов (кислородная и газодуговая), в которой занято около двух третей рабочих данной области сварочного производства. Без применения газотермической резки при современном техническом уровне невозможно организовать выпуск ряда важнейших изделий в судостроении, котло- и аппаратостро-ении, химическом, нефтяном и энергетическом машиностроении и других отраслях производства.
...
ки — газопрессовая сварка, автоматическая газовая сварка и наплавка с помощью многопламенных горелок, поверхностная кислородная резка, кислородно-флюсовая резка чугуна, нержавеющих сталей и цветных металлов.
...
Для резки цветных металлов (алюминия, меди) и высоколегированных нержавеющих, кислотоупорных и жаропрочных сталей (хромистых, хромоникелевых и др.)" широко применяют способы газодуговой резки: плазменную, пла-зменно-дуговую, воздушно-дуговую. Плазменно - дуговая резка позволяет производить чистовую точную разрезку этих металлов с высокими, недостижимыми прежде скоростями, что резко повышает производительность заготови-тельно-сборочных работ.
...
Широко используются также процессы, родственные газовой сварке по оборудованию и технологическим приемам, в которых газокислородное пламя служит источником нагрева металла. К таким процессам относятся: газопламенная наплавка, поверхностная закалка, пайка, газопламенная правка, изделий, металлизация, напыление пластмасс и эмалей.
...
Ведущим институтом по процессам и оборудованию газопламенной обработки металлов является Всесоюзный институт автогенного машиностроения (ВНИИАвтогенмаш), основанный в 1944 г.; им разработаны разнообразные, нашедшие широкое применение в промышленности аппаратура и машины для газопламенной обработки. Новые конструкции машин для кислородной резки разработаны и серийно выпускаются также Одесским заводом «Автогенмаш».
...
Несмотря на относительную простоту оборудования и технологии газовой сварки и резки, применение их требует от рабочего усвоения специальных знаний. Поэтому рабочий, готовящийся стать газосварщиком или резчиком, должен хорошо изучить процессы газовой сварки и резки, свойства свариваемых металлов и применяемых при сварке материалов и газов, устройство и правила обращения со сварочной аппаратурой, овладеть техникой сварки различных металлов. Он должен освоить методы работы передовых рабочих — новаторов производства, непрерывно повышать свою квалификацию, стремиться рационализировать процессы сварки и резки, проявляя инициативу и изобретательность, искать новые пути повышения производительности труда, увеличения выпуска продукции, улучшения качества изделий, экономии материалов и снижения себестоимости сварных изделий.
...
Сварку применяют для получения неразъемного соединения деталей при изготовлении изделий, машин и сооружений из металла. Прежде для этого преимущественно пользовались клепкой (рис. 1,
...
При изготовлении металлоконструкций сварка дает от 10 до 20% экономии металла по сравнению с клепкой, до 30% по сравнению с литьем из стали и до 50—60% по сравнению с литьем из чугуна.
...
Сварные швы обеспечивают высокую надежность {плотность и прочность) резервуаров и сосудов, в том числе и работающих при высоких температурах и давлениях газов, паров и жидкостей.
...
При использовании сварки улучшаются условия труда в металлообрабатывающих цехах, так как резко снижается производственный шум, вызываемый работой клепальных молотков и машин.
...
Сварка широко применяется также при восстановлении и ремонте различных сооружений, машин и наплавке изношенных деталей.
...
Для возможности сваривания двух частей металла необходимо привести их в такое состояние, чтобы между ними начали действовать междуатомные силы сцепления. Это возможно в случае, если атомы металла сближаются на расстояние менее 4 • 10—8 см. Такие условия можно создать тремя способами: только сжатием деталей, нагреванием металла до расплавления и нагреванием до пластического состояния с одновременным сжатием деталей.
...
Первым способом, т. е. одним давлением без нагрева, можно сваривать в отдельных случаях только очень пластичные металлы: алюминий, медь, свинец и др. Это так на-
...
зываемая «холодная» сварка. Второй способ применим для металлов и сплавов, которые способны переходить в пластическое состояние при нагревании до температур, более низких, чем температура плавления (сталь, алюминий и др.), что позволяет производить их сварку в пластическом состоянии путем сжатия двух предварительно нагретых частей металла. При сжатии с поверхностей соприкосновения удаляется (выжимается) пленка окислов и становится возможным взаимное проникание (диффузия) зерен одного куска в зерна другого, что обеспечивает их сваривание. С повышением температуры нагрева требуемая величина усилия сжатия уменьшается.
...
Третий способ — это сварка плавлением, при которой сжатие деталей не требуется. Этим способом можно сваривать все металлы и сплавы, в том числе такие, которые при нагреве не становятся пластичными, а сразу переходят в жидкое состояние (чугун, бронза, литейные сплавы алюминия и магния и др.).
...
В промышленности применяются многие способы сварки. По ряду общих признаков их можно разделить на две основные группы: сварка с применением давления и сварка плавлением.
...
состоит в том, что детали в месте их соединения нагревают до пластического (тестообразного) состояния, а затем сдавливают внешним усилием, в результате чего происходит сварка.
...
(рис. 2, а). Свариваемые детали / предварительно сжимаются пуансонами 2, а затем окончательно — пуансонами 3 и свариваются в точке А. Сжатие осуществляется с помощью механических и гидравлических устройств. Холодная сварка широко используется для соединения алюминиевых проводов и приварки к ним медных наконечников.
...
(рис. 2,6). Детали / и 2 в месте их соприкосновения нагревают многопламенной горелкой 3 до пластического состояния или до оплавления кромок, а затем сжимают внешним усилием. Этот способ применяют при сварке стержней, полос и труб. Он обеспечивает высокую производительность и качество сварки.
...
теплоты, нагревающей металл до пластического состояния. Наибольшее применение нашли три основные разновидности этого способа сварки.
...
Стыковая сварка (рис. 2,в). Стержни / и 2 закрепляют в зажимах 3 стыковой сварочной машины. Через стержни
...
пропускают ток от трансформатора 4 и концы стержней сближают. В плоскости контакта 5 стержни быстро нагреваются до сварочной температуры, затем ток выключают и стержни сжимают. Стыковую сварку производят или по методу сопротивления,
...
Точечная сварка (рис. 2,г). Листы 1 и 2 зажимают внахлестку между медными электродами 3 точечной сварочной .машины. Через электроды пропускают ток от трансформатора 4. Металл между электродами сильно разогревается вследствие повышенного сопротивления прохождению тока в данном месте. Затем ток выключают и сжимают электродами металл, в результате чего образуется сварная точка 5, соединяющая оба листа. Точечную сварку широко применяют при массовом изготовлении изделий из тонколистового металла.
...
При изготовлении цельнометаллических вагонов, кузовов автомобилей и др. используют"различные способы точечной сварки: рельефную (прессовую), автоматическую, многоточечную, одностороннюю точечную.
...
Шовная .(роликовая) сварка (рис. 2,д) производится на специальных линейно-роликовых машинах, у которых электродом служат ролики 3. При роликовой сварке листов / и 2 образуется сплошной шов 5. Линейную сварку широко применяют при массовом производстве изделий из тонкого металла (толщиной 1,5—2 мм). Сварочный ток к роликам поступает от трансформатора 4.
...
Для сварки продольными швами тонкостенных труб применяют линейно-стыковую сварку, осуществляемую на специальных трубосварочных станках-автоматах непрерывного действия.
...
Свариваемые части нагревают в горне или печи до температуры пластического состояния (для низкоуглеродистой стали 1100—1200°С), накладывают одну на другую и проковывают под молотом, в результате чего они свариваются.
...
В настоящее время ручная кузнечная сварка применяется редко и только в отдельных случаях производства ремонтных работ. Находит промышленное применение механизированная кузнечная сварка, при которой для нагрева-иия используется пламя водяного *, природного или
...
сжиженного газа. Для сжатия свариваемых частей используют роликовые механизмы с пневматическим или гидравлическим усилием.
...
предложена впервые в СССР в 1956 г. Нагрев осуществляется за счет тепла, выделяющегося при трении друг о друга свариваемых поверхностей деталей. Сварка происходит при последующем сдавливании деталей. Для зажима, вращения и сжатия свариваемых деталей применяют специальные станки. Этим способом сваривают сверла, торцовые фрезы и другой подобный инструмент, а также различные детали круглого сечения из стали, чугуна, латуни, меди и алюминия. Сваркой трением могут соединяться также разнородные металлы: легированная сталь с низкоуглеродистой, латунь и бронза со сталью, медь с алюминием и др.
...
Промежуточное положение между сваркой давлением и сваркой плавлением занимает термитная
...
осуществляется нагреванием металла в месте сварки до расплавленного (жидкого) состояния без применения давления, с добавлением или без добавления присадочного расплавленного металла. Наибольшее применение нашли следующие способы сварки плавлением.
...
(рис. 3). Электрический ток подводится к свариваемому металлу и электрододержателю, в котором зажат электрод. При небольшом расстоянии между электродом и металлом образуется электрическая дуга, расплавляющая свариваемый металл и конец электрода.
...
При сварке плавящимся металлическим электродом (способ Н. Г. Славянова) (рис. 3,а) электрод / плавится и образует жидкий металл, заполняющий зазор между свариваемыми листами 2 и 3. Для улучшения качества наплавляемого металла электрод снабжают специальным покрытием, которое также расплавляется, образуя шлаки,
...
'защищающие жидкий металл от вредного влияния кислорода и азота окружающего воздуха, а также удаляющие окислы из металла шва. Материал покрытия электрода используют для легирования металла шва нужными элементами. Этот способ сварки нашел наиболее широкое применение.
...
При сварке неплавящимся угольным электродом (способ Н. Н. Бенардоса) (рис. 3,6) используют угольный электрод /. Заполнение шва 2 производится металлом проволоки 3, расплавляющейся в сварочной дуге 4, горящей между
...
угольным электродом и свариваемым металлом. Этот способ применяют реже, так как он менее удобен, требует использования постоянного тока для сварки и при сварке стали дает наплавленный металл с более низкими механическими свойствами, чем при сварке стальными электродами с покрытиями.
...
(рис. 4). Эти способы разработаны Институтом электросварки имени Е. О. Патона. Дальнейшее широкое развитие и внедрение они получили в результате работ многих научно-исследовательских институтов, лабораторий и заводов. Электрическая дуга образуется между плавящимся металлическим электродом (проволокой) и свариваемым металлом. Горение дуги и плавление металла происходит под флюсом. Вследствие этого сильно уменьшены потери тепла в окружающую среду, расплавленный металл хорошо защищен от вредного влияния кислорода и азота воздуха, а из жидкого металла шва удаляются окислы, которые вступают в химическое взаимодействие с элементами флюса.
...
При автоматической сварке (рис. 4) подача проволоки в дугу / и перемещение ее вдоль шва производится автоматически сварочной головкой 3. Проволока подается меха
...
низмом головки из бухты 4. Флюс 2 подается к месту сварки из бункера 5. Остатки флюса отсасываются со шва в бункер 5 по шлангу 6. При этом способе достигается высокая производительность сварки и хорошее качество шва. Данный способ нашел широкое применение при сварке сосудов, котлов, резервуаров, мостов, строительных конструкций и других крупных и ответственных (высокой надежности) изделий.
...
На'рис. 5 дана схема полуавтоматической сварки под флюсом. Сварочная проволока подается механизмом 4 в держатель 6 из кассеты 3 по гибкому шлангу 5. Ток к проволоке подводится
...
делительный ящик 2 по проводам, расположенным в оболочке шланга 5. Мелкий флюс периодически насыпается в воронку 7 и оттуда поступает в сварочную ванну. Сварщик ведет электрододержатель вдоль шва, осуществляя сварку.
...
ряд через заданные промежутки.' Сварку электрозаклепками производят внахлестку, прожигая насквозь верхний лист дугой с помощью специального держателя, напоминающего пистолет (так называемого электрозаклепочника). Применяют также установки для автоматической многоточечной сварки под флюсом, последовательно производящие постановку заклепок по заданной линии шва.
...
также порошковая проволока, представляющая собой трубку, свернутую из тонкой стальной ленты и заполненную внутри
...
порошкообразным флюсом. Сварка порошковой проволокой может производиться также в защитной атмосфере углекислого газа (см. ниже). Для наплавки применяют также ленточную порошковую проволоку, имеющую сечение в форме прямоугольника.
...
(рис. 6) является современным способом сварки металлов значительной толщины (до 1000 мм и более), разработанным Институтом электросварки имени Е. О. Патона. Свариваемые листы / располагают вертикально с достаточным зазором между кромками В зону сварки автоматически подается сварочная проволока 2 (или стальные стержни) и флюс 3. Дуга 4 между проволокой и металлом горит только в начале процесса. В дальнейшем при достаточном слое жидкого флюса 5 дуга гаснет и ток проходит только через расплавленный флюс. Тепло, выделяющееся при прохождении тока через флюс, расплавляет флюс, проволоку и кромки свариваемого металла. Сварочная головка специальным механизмом перемещается по свариваемым листам снизу вверх вместе с ползунами — кристаллизаторами 6, изготовленны-
...
Электрошлаковым способом сваривают толстостенные барабаны котлов высокого давления, валы гидравлических турбин, станины прокатных станов и мощных прессов, а также другие крупные детали. Прежде такие детали изготовляли из отливок или поковок, что требовало большой затраты труда на отливку, ковку и механическую обработку.
...
новый процесс так называемого электрошлакового переплава, который широко применяется в металлургической промышленности для получения сталей высокой чистоты. Здесь мы имеем очень яркий пример того, как достижения ученых-сварщиков приводят к техническому прогрессу в другой, Рис.
...
Сварка в защитных газах является одним из наиболее передовых процессов и в настоящее время широко используется в промышленности. Для защиты расплавленного металла от окисления кислородом воздуха применяют аргон, гелий, азот, углекислый газ, что способствует получению наплавленного металла с высокими механическими свойствами. Защитный газ подводят (рис. 7) к сварочной дуге / по мундштуку 2, в который вставлен электрод 3. При использовании неплавящегося (вольфрамового или угольного) электрода в дугу для заполнения шва вводят присадочную проволоку 4. Если применяют плавящийся электрод из проволоки того же металла, что и свариваемый (например, при сварке стали, алюминия и его сплавов), то присадочной проволоки не требуется.
...
Применяют также сварку вольфрамовым электродом с комбинированной газовой защитой — внутренний слой, защищающий электрод и дугу, — из аргона, а наружный слой, защищающий ванну, — из углекислого газа. Это снижает на 75% расход аргона, заменяемого более дешевым углекислым газом, и удешевляет сварку.
...
Для сварки углеродистых и легированных сталей в качестве защитного газа применяют углекислый газ (СОг). В зоне дуги углекислый газ разлагается на окись углерода (СО) и атомарный кислород (О). Окись углерода в свою очередь расщепляется (диссоциирует) на углерод и атомарный кислород. При этом в зоне сварки протекают реакции окисления железа
...
Для связывания свободного атомарного кислорода и восстановления окислов железа при сварке в углекислом газе применяют электродную проволоку, содержащую повышенное количество марганца (до 0,8—2,1%) и кремния (до 0,6—1,2%). Образующиеся при сварке окислы марганца и кремния переходят из металла шва в шлаки. Схема установки для сварки в углекислом газе дана на рис. 8.
...
Сварка в защитных газах высокопроизводительна, легко поддается механизации и автоматизации, обеспечивает получение высококачественных сварных соединений.
...
Сварка токами высокой частоты (индукционная). Этим способом сваривают продольные швы труб в процессе их изготовления и наплавляют твердыми сплавами режущий инструмент. Кромки тонкостенной трубы, заформованной в трубосварочном стане, непрерывно нагреваются высокочастотным индуктором до сварочной температуры, затем сжимаются и при этом свариваются. Для сварки труб из низко- и среднеуглеродистой стали применяют ток часто-
...
Сварка ультразвуком осуществляется за счет совмест-». ного действия на свариваемые детали механических колебаний высокой частоты (свыше 18000—22 000 гц) и-неболь-ших сжимающих усилий.
...
Ультразвуковые колебания образуются с помощью специальных высокочастотных генераторов мощностью 3— 50 кет и магнитострикционных * преобразователей. Колеба-
...
ния вызывают сдвиг частиц, разрушение пленки и разогрев свариваемой поверхности, а сжатие — необходимую пластическую деформацию при сварке. Сварку проводят внахлестку точками и швом. Этот способ нашел применение в приборостроении и радиоэлектронике, а также при сварке алюминия с керамикой, графитизированного никеля, алю-минированного железа и др.. а также пленок термопластиков толщиной 0,05—0,5 мм.
...
можении потока ускоренных электронов в свариваемых материалах. Сварка производится в вакуумной камере при остаточном давлении в ней порядка 5-
...
На рис. 9 показана схема плавления металла при сварке электронным лучом, а на рис. 10 — схема электроннолучевой сварочной установки.
...

Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности
Сварка пластмасс ультразвуком
Основы сварочного дела
Газовая сварка и резка металлов
Специальные стали
Трансформаторы для электродуговой сварки
Механические свойства металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Газовая сварка и резка металлов