Сварка, резка и пайка металлов

Листать книгу

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

скачать книгу Сварка, резка и пайка металлов

скольку поступление кислорода в горелку при этом остаётся практически постоянным, то содержание ацетилена в газовой смеси уменьшается против нормы и усиливается окислительное действие сварочного пламени.
...
Для восстановления нормального состава смеси и характера сварочного пламени сварщик должен периодически, по мере возрастания нагрева наконечника горелки, усиливать поступление ацетилена в горелку, увеличивая открытие ацетиленового вентиля горелки.
...
Сопротивление истечению смеси из мундштука может возрастать, например, вследствие засорения канала мундштука брызгами металла и пр. и, что особенно важно, вследствие приближения горелки к изделию, отчего уменьшается расстояние от среза мундштука до поверхности изделия. Увеличение сопротивления истечению газовой смеси увеличивает давление в трубке наконечника и действует аналогично повышению температуры наконечника, уменьшая содержание ацетилена в смеси и усиливая окислительное действие пламени.
...
Повышение давления кислорода на входе в горелку увеличивает содержание кислорода в смеси, понижение — уменьшает. Изменение давления ацетилена на входе в горелку влияет на состав газовой смеси противоположным образом: повышение давления обогащает смесь ацетиленом, понижение давления уменьшает содержание ацетилена в смеси.
...
Таким образом, инжекторная горелка не обеспечивает постоянства состава газовой смеси, так как состав меняется в процессе сварки и сварщик должен непрерывно следить за характером пламени и корректировать состав смеси ацетиленовым вентилем горелки.
...
Непостоянство состава смеси является существенным недостатком инжекторной горелки. Основным её преимуществом является возможность работать на любом низком давлении ацетилена, начиная с 50 мм вод. ст. Это преимущество является решающим, и в настоящее время наша промышленность пользуется почти исключительно инжекторными горелками, поскольку производство ацетилена высокого давления, достаточного для питания безинжекторных горелок, пока ещё очень незначительно. Однако инжекторная горелка может работать на ацетилене не только низкого, но и высокого давления. Эта универсальность в отношении давления ацетилена является ценным техническим преимуществом инжекторной горелки. Чем выше давление ацетилена, тем лучше работает инжекторная горелка. Изменения состава газовой смеси под влиянием нагрева горелки и увеличения сопротивления истечению смеси из мундштука особенно заметны при низком давлении ацетилена. С увеличением давления изменения состава смеси уменьшаются, и при работе на ацетилене высокого давления инжекторная горелка работает почти так же устойчиво, как и безинжекторная. Инжекторная сварочная горелка даёт сварочное пламя определённых размеров, изменение которых возможно лишь в незначительных пре-
...
скольку поступление кислорода в горелку при этом остаётся практически постоянным, то содержание ацетилена в газовой смеси уменьшается против нормы и усиливается окислительное действие сварочного пламени.
...
Для восстановления нормального состава смеси и характера сварочного пламени сварщик должен периодически, по мере возрастания нагрева наконечника горелки, усиливать поступление ацетилена в горелку, увеличивая открытие ацетиленового вентиля горелки.
...
Сопротивление истечению смеси из мундштука может возрастать, например, вследствие засорения канала мундштука брызгами металла и пр. и, что особенно важно, вследствие приближения горелки к изделию, отчего уменьшается расстояние от среза мундштука до поверхности изделия. Увеличение сопротивления истечению газовой смеси увеличивает давление в трубке наконечника и действует аналогично повышению температуры наконечника, уменьшая содержание ацетилена в смеси и усиливая окислительное действие пламени.
...
Повышение давления кислорода на входе в горелку увеличивает содержание кислорода в смеси, понижение — уменьшает. Изменение давления ацетилена на входе в горелку влияет на состав газовой смеси противоположным образом: повышение давления обогащает смесь ацетиленом, понижение давления уменьшает содержание ацетилена в смеси.
...
Таким образом, инжекторная горелка не обеспечивает постоянства состава газовой смеси, так как состав меняется в процессе сварки и сварщик должен непрерывно следить за характером пламени и корректировать состав смеси ацетиленовым вентилем горелки.
...
Непостоянство состава смеси является существенным недостатком инжекторной горелки. Основным её преимуществом является возможность работать на любом низком давлении ацетилена, начиная с 50 мм вод. ст. Это преимущество является решающим, и в настоящее время наша промышленность пользуется почти исключительно инжекторными горелками, поскольку производство ацетилена высокого давления, достаточного для питания безинжекторных горелок, пока ещё очень незначительно. Однако инжекторная горелка может работать на ацетилене не только низкого, но и высокого давления. Эта универсальность в отношении давления ацетилена является ценным техническим преимуществом инжекторной горелки. Чем выше давление ацетилена, тем лучше работает инжекторная горелка. Изменения состава газовой смеси под влиянием нагрева горелки и увеличения сопротивления истечению смеси из мундштука особенно заметны при низком давлении ацетилена. С увеличением давления изменения состава смеси уменьшаются, и при работе на ацетилене высокого давления инжекторная горелка работает почти так же устойчиво, как и безинжекторная. Инжекторная сварочная горелка даёт сварочное пламя определённых размеров, изменение которых возможно лишь в незначительных пре-
...
делах, так как значительное увеличение расхода газов вызывает отрыв пламени от мундштука и его потухание; уменьшение вызывает проскакивание пламени внутрь горелки и обратный удар, прекращающий работу горелки и требующий полного закрытия ацетиленового^ вентиля на горелке, последующего его открытия, нового зажигания и регулирования сварочного пламени. Для изменения размеров сварочного пламени, например при переходе на сварку другой толщины металла, необходимо взять горелку другого размера.
...
Для удешевления и упрощения инструментария сварщики обычно пользуются универсальными горелками с несколькими сменными наконечниками. Подобная горелка состоит из постоянной части — ствола и сменной части — наконечника, которые соединяются накидной гайкой. Ствол включает рукоятку, регулировочные вентили, присоединительные ниппели и трубки для газов. Наконечник,
...
Для примера рассмотрим советскую инжекторную универсальную горелку СУ (фиг. 135), которая пригодна для сварки стали толщиной от 0,5 до 30 мм, для чего комплектная горелка при одном стволе имеет восемь сменных наконечников № 0, 1, 2, 3, 4, 5, б и 7. Кислород поступает в горелку через трубку 3 и ниппель /, на который надевается резиновый шланг. Ацетилен поступает через ниппель 2 в полую рукоятку 4. Расход газов регулируется вентилями 5 и 6, которые расположены, примерно, в середине рукоятки; что даёт сварщику возможность регулировать горелку, не прерывая работы, пальцами той же руки, которая держит рукоятку. Кроме того, такое расположение вентилей выгодно смещает центр тяжести горелки, улучшает баланс я уменьшает утомляемость сварщика. Кислород через регулировочный ветиль 5 поступает в центральный канал инжектора, а оттуда в камеру смешения и далее в трубку наконечника.
...
Существенным преимуществом горелки СУ является постоянное давление кислорода, равное 3 атм для всех восьми наконечников. Основные технические характеристики различных номеров наконечников приведены в табл. 16.
...
делах, так как значительное увеличение расхода газов вызывает отрыв пламени от мундштука и его потухание; уменьшение вызывает проскакивание пламени внутрь горелки и обратный удар, прекращающий работу горелки и требующий полного закрытия ацетиленового^ вентиля на горелке, последующего его открытия, нового зажигания и регулирования сварочного пламени. Для изменения размеров сварочного пламени, например при переходе на сварку другой толщины металла, необходимо взять горелку другого размера.
...
Для удешевления и упрощения инструментария сварщики обычно пользуются универсальными горелками с несколькими сменными наконечниками. Подобная горелка состоит из постоянной части — ствола и сменной части — наконечника, которые соединяются накидной гайкой. Ствол включает рукоятку, регулировочные вентили, присоединительные ниппели и трубки для газов. Наконечник,
...
Для примера рассмотрим советскую инжекторную универсальную горелку СУ (фиг. 135), которая пригодна для сварки стали толщиной от 0,5 до 30 мм, для чего комплектная горелка при одном стволе имеет восемь сменных наконечников № 0, 1, 2, 3, 4, 5, б и 7. Кислород поступает в горелку через трубку 3 и ниппель /, на который надевается резиновый шланг. Ацетилен поступает через ниппель 2 в полую рукоятку 4. Расход газов регулируется вентилями 5 и 6, которые расположены, примерно, в середине рукоятки; что даёт сварщику возможность регулировать горелку, не прерывая работы, пальцами той же руки, которая держит рукоятку. Кроме того, такое расположение вентилей выгодно смещает центр тяжести горелки, улучшает баланс я уменьшает утомляемость сварщика. Кислород через регулировочный ветиль 5 поступает в центральный канал инжектора, а оттуда в камеру смешения и далее в трубку наконечника.
...
Существенным преимуществом горелки СУ является постоянное давление кислорода, равное 3 атм для всех восьми наконечников. Основные технические характеристики различных номеров наконечников приведены в табл. 16.
...
Основные технические данные сварочной горелки СУ
...
отверстия для подсоса воздуха, снижающего слишком высокую температуру ацетилено-кислородного пламени, особо мощные горелки с водяным охлаждением и т. д. Все эти специальные горелки имеют в нашей промышленности довольно ограниченное применение.
...
В последние годы появились специальные многопламенные сварочные горелки с большим количеством огней в одной горелке. Эти горелки несомненно являются новым и важным усовершенствованием техники газовой сварки и будут ниже рассмотрены более подробно.
...
Рассмотрим лишь ацетилено-кислородное пламя, как имеющее наибольшее значение для сварочной техники. Полное сгорание ацетилена происходит по уравнению:
...
Эта формула даёт лишь состав начальных и конечных продуктов сгорания ацетилена и не отражает сложных промежуточных процессов, происходящих в пламени и имеющих существенное значение для процесса сварки. Схематически процесс сгорания ацетилена в смеси с кислородом можно представить следующим образом. Сначала под влиянием нагрева происходит распад ацетилена на элементы по уравнению С2Н2 + 02 = 2С + Н2 + 02, а затем — первая стадия сгорания ацетилена и процесс окисления углерода по формуле 2С + Н2 + 02 = 2СО + Н;. Во второй стадии СО окисляется в С02, а Н, в Н20:
...
Необходимый для первой стадии горения кислород называется первичным и в сварочное пламя вводится в технически чистом виде из баллона. Кислород, необходимый для второй, заключительной стадии горения, называется вторичным и в сварочное пламя поступает, главным образом, из окружающего атмосферного воздуха. Рассмотренная схема процесса горения с разделением его на две стадии является лишь грубо приближённой. Более глубокое изучение процесса горения показывает, что в первой стадии лишь незначительная часть ацетилена распадается по реакции С2Н2 = 2С + Н2, основная же его часть превращается в 2СО + Н2 через целую цепь химических превращений.
...
Обе стадии сгорания ацетилена в кислороде экзотермичны. Наивысшая температура развивается в зоне пламени, где проходит идущая за счёт первичного кислорода, подаваемого из баллона, первая стадия сгорания ацетилена по реакции: С2Н2 + 02 = 2СО+Н2.
...
В соответствии с уравнением первой стадии горения кислород и ацетилен должны подаваться в горелку в равных объёмах, т. е. должно сохраняться объёмное соотношение 02 : С2Н2=1. В действительности, Как показывает опыт, для полного окисления углерода
...
отверстия для подсоса воздуха, снижающего слишком высокую температуру ацетилено-кислородного пламени, особо мощные горелки с водяным охлаждением и т. д. Все эти специальные горелки имеют в нашей промышленности довольно ограниченное применение.
...
в СО в первой стадии горения приходится давать в пламя больше-кислорода и соотношение 02 : С2Н2 = 1,1—* 1,2. Это объясняется тем, что приведённое выше уравнение не отражает полностью процесса, протекающего в первой стадии горения, например, при окислении углерода в СО неизбежно сгорит и некоторая часть водорода, образуя при этом пары воды.
...
В зависимости от хода реакций сгорания ацетилена сварочное ацетилено-кислородное пламя имеет форму, схематически показанную на фиг. 136.
...
Во внутренней части ядра пламени / происходит постепенный подогрев до температуры воспламенения газовой смеси, поступающей из мундштука. В тонкой наружной оболочке ядра происходит частичный распад ацетилена C2H2 = 2C + H2 с выделением твёрдых частиц углерода. Раскалённые твёрдые частицы углерода ярко светятся, поэтому оболочка ядра является самой яркой частью сварочного пламени, несмотря на то, что её
...
Ядро называется также первой зоной пламени. Внешний вид ядра служит чувствительным индикатором для визуального определения состава газовой смеси и исправности горелки. Зона 2 является самой важной частью сварочного пламени, так как в ней развивается наивысшая температура. В зоне проходит первая стадия сгорания ацетилена за счёт первичного кислорода, поступающего из баллона; она называется сварочной зоной или второй зоной. В сварочной зоне проходит реакция по формуле:
...
Как видно из этого уравнения, в результате реакции получается смесь, состоящая на 2/з из окиси углерода СО и на 7з из водорода Н2, обладающая восстановительными свойствами по отношению к окислам многих металлов, в том числе и к окислам железа. Поэтому сварочная зона иногда называется также восстановительной зоной. Факел или хвост пламени образует наружную или третью зону 3, в которой за счёт кислорода атмосферного воздуха протекает вторая стадия горения ацетилена:
...
- ¹³⁶- ^Схе^_чГг₀ТГмени^Л°^Р°^ДНОГ0
...
углерода С02 и пары воды, а также продукты их диссоциации. Как двуокись углерода, так и водяные пары при высоких температурах окисляют железо, поэтому наружная зона или факел пламени называется также окислительной зоной.
...
На фиг. 136 схематически показано так называемое нормальное пламя, характеризующееся ярким, резко очерченным ядром цилиндрической формы белого цвета, в котором отношение 02: С2Н2 = = 1,1—1,2. При увеличении этого отношения, т. е. относительном увеличении содержания кислорода или уменьшении содержания ацетилена в смеси, форма и строение пламени меняются; особенно
...
заметны изменения ядра пламени. Увеличение содержания кислорода в смеси ускоряет реакции окисления, ядро пламени укорачивается, уменьшается образование свободного углерода, ядро бледнеет, приобретает синеватую окраску и коническую заострённую форму.
...
С уменьшением отношения 02: С2Н2, т е. с уменьшением содержания кислорода или увеличением содержания ацетилена в газовой смеси, реакции окисления замед-
...
ляются, поэтому ядро пламени удлиняется, увеличивается количество свободного углерода, частицы которого появляются и в сварочной зоне, очертания увеличенного ядра становятся размытыми и теряют чёткость.
...
При значительном избытке ацетилена частицы углерода появляются и в наружной зоне, пламя становится коптящим, удлиняется и приобретает красноватую окраску.
...
или обезуглероживающим. Пламя с избытком ацетилена будет повышать содержание углерода в наплавленном металле и называется науглероживающим или ацетиленистым.
...
Температура пламени различна в различных его точках и зависит от состава газовой смеси и степени чистоты применяемых газов. Наивысшая температура наблюдается по оси пламени, причём она незначительна в первой зоне или ядре пламени, достигает максимума в сварочной зоне, на расстоянии 2—3 мм от конца ядра, и снова падает в третьей, или наружной зоне.
...
Максимальная температура ацетилено-кислородного пламени определялась многими исследователями как теоретически — путём расчётов, так и экспериментально — непосредственным измерением. Оба метода дают удовлетворительное совпадение результатов. Экспериментальные измерения температуры ацетилено-кислородного пламени спектральным методом производил Н. Н. Клебанов.
...
На фиг. 138 показано изменение температуры по оси нормального пламени, а на фиг. 139 показана зависимость максимальной температуры пламени от состава газовой смеси. Максимальная температура сосредоточена на небольшом участке пламени, который в процессе сварки должен находиться у поверхности металла. Из фиг. 139 видно, что наивысшая температура пламени, а следовательно, и производительность сварки наблюдается при некотором избытке кислорода в смеси по сравнению с нормальным пламенем. Максимальную температуру нормального пламени для достаточно чистых кислорода и ацетилена можно принять равной 3100—3200°.
...
или обезуглероживающим. Пламя с избытком ацетилена будет повышать содержание углерода в наплавленном металле и называется науглероживающим или ацетиленистым.
...
Температура пламени различна в различных его точках и зависит от состава газовой смеси и степени чистоты применяемых газов. Наивысшая температура наблюдается по оси пламени, причём она незначительна в первой зоне или ядре пламени, достигает максимума в сварочной зоне, на расстоянии 2—3 мм от конца ядра, и снова падает в третьей, или наружной зоне.
...
Газовая, или газоплавильная, сварка относится к группе способов сварки плавлением и занимает важнейшее место в этой группе, уступая по практическому значению лишь дуговой электросварке. Для осуществления процесса газовой сварки возможно применение разных горючих, соответственно чему можно различать сварку во-дородно-кислородную, бензино-кислородную и т. д. Преобладающее значение имеет ацетилено-кислородная сварка; другие виды горючих имеют ограниченное применение. Технологически газовая сварка во многих отношениях сходна с дуговой электросваркой, имеются и промежуточные переходные способы между этими двумя основными видами, например атомно-водородная сварка. Существенным технологическим отличием газовой сварки от дуговой электросварки является более плавный и медленный нагрев металла. Это основное отличие сварочного газового пламени от сварочной дуги является в одних случаях недостатком, в других —• преимуществом газового пламени и определяет следующие основные области его применения: 1) малые толщины сталей 0,2—
...
5 мм; 2) легкоплавкие металлы, например цветные металлы и их сплавы; 3) металлы, требующие при сварке постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения, например многие инструментальные стали; 4) металлы, требующие подогрева при сварке, например чугун и некоторые сорта специальных сталей; 5) твёрдая пайка; 6) некоторые виды наплавочных работ.
...
Благодаря универсальности и сравнительной простоте и портативности необходимого оборудования газовая сварка весьма целесообразна для многих видов ремонтных работ. Сравнительно медленный нагрев металла газовым пламенем быстро снижает производительность газовой сварки с увеличением толщины металла, и при толщинах стали выше 8—10 мм газовая сварка обычно экономически невыгодна, хотя технически ещё возможна сварка стали толщиной 30—40 мм. Замедленный нагрев создаёт разогревание значительного объёма основного металла, прилегающего к сварочной ванне, что, в свою очередь, вызывает значительные деформации (коробление) свариваемых изделий. Это важное обстоятельство делает газовую сварку технически нецелесообразной, не говоря
...
06 экономической невыгодности для сварки таких, например, объектов, как строительные металлоконструкции, мосты, вагоны, корпуса судов, станины крупных машин и т. п.
...
Значительные деформации металла, возникающие при газовой сварке, налагают ограничения на рациональные формы сварных соединений. Из многообразных форм сварных соединений, выполняемых дуговой электросваркой, при газовой сварке пользуются, как правило, лишь простейшим стыковым соединением. Угловые швы и соединения — нахлёсточное и тавровое, образуемые этими швами, при газовой сварке используются лишь в случаях необходимости, из-за затруднений, создаваемых значительными деформациями металла, свойственными газовой сварке. Применяются стыко-
...
Газовая, или газоплавильная, сварка относится к группе способов сварки плавлением и занимает важнейшее место в этой группе, уступая по практическому значению лишь дуговой электросварке. Для осуществления процесса газовой сварки возможно применение разных горючих, соответственно чему можно различать сварку во-дородно-кислородную, бензино-кислородную и т. д. Преобладающее значение имеет ацетилено-кислородная сварка; другие виды горючих имеют ограниченное применение. Технологически газовая сварка во многих отношениях сходна с дуговой электросваркой, имеются и промежуточные переходные способы между этими двумя основными видами, например атомно-водородная сварка. Существенным технологическим отличием газовой сварки от дуговой электросварки является более плавный и медленный нагрев металла. Это основное отличие сварочного газового пламени от сварочной дуги является в одних случаях недостатком, в других —• преимуществом газового пламени и определяет следующие основные области его применения: 1) малые толщины сталей 0,2—
...
5 мм; 2) легкоплавкие металлы, например цветные металлы и их сплавы; 3) металлы, требующие при сварке постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения, например многие инструментальные стали; 4) металлы, требующие подогрева при сварке, например чугун и некоторые сорта специальных сталей; 5) твёрдая пайка; 6) некоторые виды наплавочных работ.
...
вые соединения как без скоса кромок, без отбортовки и с отбортов-кой кромок (особо удобное соединение для газовой сварки), так н с одно- и двусторонним скосом кромок (фиг. 140). Мощность сварочной ацетилено-кислороднсй горелки, определяемая часовым расходом ацетилена, приблизительно может быть подобрана по эмпирической формуле
...
Для малоуглеродистой стали, чугуна и алюминия обычно принимают среднее значение «:= 100; для красной меди /с= 140; для нержавеющей стали 18/8 — к=75.
...
Квалифицированные сварщики могут пользоваться и более мощными горелками, увеличивая скорость продвижения пламени вдоль шва, что повышает производительность сварки. Горелка обычно ре-
...
гулируется для работы на нормальном пламени. Тепловое воздействие пламени на металл зависит не только от мощности пламени, но и от угла наклона оси пламени к поверхности металла. Наиболее интенсивно действует пламя, когда его ось нормальна к поверхности металла. С уменьшением угла наклона тепловое действие пламени
...
ляется по большей площади. Таким образом, кроме подбора соответствующего размера горелки, сварщик может плавно регулировать тепловое действие пламени на металл, делать пламя более мягким или жёстким, меняя угол наклона пламени к поверхности изделия. С увеличением толщины металла принято увеличивать угол наклона пламени и уменьшать его с уменьшением толщины металла.
...
На фиг. 141 показаны обычно применяемые углы наклона оси пламени или оси мундштука горелки в зависимости от толщины металла. В процессе сварки горелке сообщают колебательные движения, и конец мундштука описывает зигзагообразный путь, аналогичный пути, проходимому концом металлического электрода при дуговой сварке (фиг. 142). Горелку сварщик держит в правой руке; если же шов требует добавления присадочного металла, то сварщик держит присадочный пруток в левой руке. Присадочный
...
вые соединения как без скоса кромок, без отбортовки и с отбортов-кой кромок (особо удобное соединение для газовой сварки), так н с одно- и двусторонним скосом кромок (фиг. 140). Мощность сварочной ацетилено-кислороднсй горелки, определяемая часовым расходом ацетилена, приблизительно может быть подобрана по эмпирической формуле
...
пруток располагается под углом 45° к поверхности металла, причём конец его должен быть погружён в ванну расплавленного металла. Концу прутка сообщают зигзагообразные колебательные движения в направлении, противоположном движениям горелки, таким образом, что пруток и мундштук горелки движутся всегда навстречу друг другу.
...
Газовая сварка может производиться как в нижнем, так и в вертикальном и потолочном положениях. Существуют два способа выполнения газовой сварки, так называемые левый и правый способы.
...
шов остается сзади горелки, пламя направлено вперёд на основной металл. Наиболее удобно для сварщика в этом случае перемещать горелку вдоль шва справа налево.
...
следует присадочный пруток, расположенный между швом и горелкой. Шов расположен впереди горелки, считая по направлению пламени, пламя направлено назад на сварной шов. При правом способе горелка обычно перемещается слева направо. Оба способа схематически изображены на фиг. 143, а и б.
...
Правый способ даёт лучший к. п. д. использования тепла пламени, а потому повышает производительность сварки и соответственно снижает на 15—20% удельный расход газов. Несмотря на указанное преимущество правый способ применяется довольно редко, это объясняется тем, что преимущество этого способа заметно проявляется лишь при сварке металла толщиной свыше 5 мм, что редко встречается при сварке газом. На малых толщинах правый способ, не давая заметных выгод, увеличивает опасность прожога металла, почему и не применяется.
...
пруток располагается под углом 45° к поверхности металла, причём конец его должен быть погружён в ванну расплавленного металла. Концу прутка сообщают зигзагообразные колебательные движения в направлении, противоположном движениям горелки, таким образом, что пруток и мундштук горелки движутся всегда навстречу друг другу.
...
Газовая сварка может производиться как в нижнем, так и в вертикальном и потолочном положениях. Существуют два способа выполнения газовой сварки, так называемые левый и правый способы.
...
случаях и возрастающая конкуренция со стороны дуговой сварки послужили в последние годы стимулом для проведения ряда работ, имеющих целью повышение производительности и экономичности газовой сварки. В первую очередь нужно упомянуть применение многопламенных горелок. Для ручной сварки предлагались двух-и трёхпламенные горелки. В горелках для автоматической газовой сварки число огней доходит до десяти и более. Пламя газовой го-
...
редки имеет в активной своей части форму, приближающуюся к цилиндрической, не являющуюся оптимальной для многих случаев сварки. С целью повышения производительности газовой сварки целесообразно разделить пламя на несколько отдельных самостоятельных огней, расположенных по оси шва. Несмотря на несомненное повышение производительности сварки, даваемое многопламенными горелками, они пока не нашли заметного распространения
...
случаях и возрастающая конкуренция со стороны дуговой сварки послужили в последние годы стимулом для проведения ряда работ, имеющих целью повышение производительности и экономичности газовой сварки. В первую очередь нужно упомянуть применение многопламенных горелок. Для ручной сварки предлагались двух-и трёхпламенные горелки. В горелках для автоматической газовой сварки число огней доходит до десяти и более. Пламя газовой го-
...
редки имеет в активной своей части форму, приближающуюся к цилиндрической, не являющуюся оптимальной для многих случаев сварки. С целью повышения производительности газовой сварки целесообразно разделить пламя на несколько отдельных самостоятельных огней, расположенных по оси шва. Несмотря на несомненное повышение производительности сварки, даваемое многопламенными горелками, они пока не нашли заметного распространения
...
случаях и возрастающая конкуренция со стороны дуговой сварки послужили в последние годы стимулом для проведения ряда работ, имеющих целью повышение производительности и экономичности газовой сварки. В первую очередь нужно упомянуть применение многопламенных горелок. Для ручной сварки предлагались двух-и трёхпламенные горелки. В горелках для автоматической газовой сварки число огней доходит до десяти и более. Пламя газовой го-
...
в нашей промышленности из-за сложности конструкции и обслуживания, громоздкости и неудобства в работе по сравнению с нормальной однопламенной горелкой.
...
Проводились опыты повышения производительности газовой сварки за счёт изменения составов газовой смеси, подаваемой в горелку. Температура сварочного пламени повышается и скорость сварки увеличивается с повышением содержания кислорода в смеси сверх нормы, примерно до величины отношения 02 : С2Н2=1,3—1,4. Окисляющее воздействие пламени на расплавленный металл компенсируется применением специальной присадочной проволоки с повышенным содержанием марганца и кремния. Практического применения в нашей промышленности этот способ не нашёл. Предлагался и способ противоположного характера с некоторым увеличением содержания ацетилена в смеси против нормы; получаемое пламя науглероживает поверхностный слой металла кромок и оплавляет этот тонкий слой с большой скоростью, что повышает производительность сварки. Добавка малоуглеродистого присадочного металла приводит к обычной норме содержание углерода в наплавленном металле. Этот способ также не нашёл практического применения в нашей промышленности.
...
Присадочные прутки для газовой сварки применяются различного состава, соответственно характеру основного металла. Диаметр прутка выбирается в соответствии с толщиной основного металла. Для приблизительного подбора диаметра присадочного прутка можно пользоваться эмпирической формулой:
...
Присадочная проволока для газовой сварки сталей применяется та же, что и для электродов при дуговой электросварке, и изготовляется по ГОСТ 2246-51.
...
Для наплавки твёрдых износостойких покрытий выпускаются стерженьки литых твёрдых сплавов, например твёрдый сплав сор-майт, разработанный Сормовским заводом.
...
Взамен электродных обмазок, применяемых при дуговой электросварке, в газовой сварке довольно широко пользуются флюсами, применение которых является необходимым для газовой сварки чугуна, цветных металлов и некоторых специальных сталей.
...
Флюсы добавляются в ванну для растворения окислов и образования легкоплавких шлаков, хорошо всплывающих на поверхность ванны. Во флюсы могут вводиться восстановители, раскисли-тели и присадки, легирующие наплавленный металл. Флюсы прн-
...
в нашей промышленности из-за сложности конструкции и обслуживания, громоздкости и неудобства в работе по сравнению с нормальной однопламенной горелкой.
...
Проводились опыты повышения производительности газовой сварки за счёт изменения составов газовой смеси, подаваемой в горелку. Температура сварочного пламени повышается и скорость сварки увеличивается с повышением содержания кислорода в смеси сверх нормы, примерно до величины отношения 02 : С2Н2=1,3—1,4. Окисляющее воздействие пламени на расплавленный металл компенсируется применением специальной присадочной проволоки с повышенным содержанием марганца и кремния. Практического применения в нашей промышленности этот способ не нашёл. Предлагался и способ противоположного характера с некоторым увеличением содержания ацетилена в смеси против нормы; получаемое пламя науглероживает поверхностный слой металла кромок и оплавляет этот тонкий слой с большой скоростью, что повышает производительность сварки. Добавка малоуглеродистого присадочного металла приводит к обычной норме содержание углерода в наплавленном металле. Этот способ также не нашёл практического применения в нашей промышленности.
...
меняются в форме порошков и паст, наносимых на основной металл или на присадочный пруток. Действие флюсов на окислы может быть химическим и физическим, однако часто между ними трудно провести чёткую границу. Химическое действие флюсов заключается в образовании с окислами металлов легкоплавких соединений, устойчивых при высоких температурах. Для химического флюсования окислов металлов основного характера, например закиси железа FeO, во флюсы вводятся окислы кислотного характера, например двуокись кремния Si02 (кварцевый песок, толчёное оконное стекло) и борный ангидрид В2О3
...
Образующаяся свободная кислота переводит окислы металла в галоидные соли, усиливая их растворимость во флюсе и понижая температуру плавления образующегося шлака.
...
Применение газовой сварки обширно и разнообразно. В широких размерах газовую сварку применяют в самолётостроении, где преобладает сварка малых толщин металла (1—3 мм), а свариваются преимущественно конструкционные стали повышенной ■прочности типа хромансиль и др. Широко применяется газовая сварка в производстве химической аппаратуры. Важное значение имеет газовая сварка в прокладке и монтаже трубопроводов самых разнообразных назначений, в особенности малых диаметров — до 100 мм.
...
чественными электродами. Основная причина некоторого снижения прочности сварных соединений состоит в том, что при газовой сварке не производится легирования наплавленного металла, в то время как при дуговой сварке качественные электроды, содержащие в обмазке ферросплавы, производят довольно значительное легирование. Таким образом, газовая защита, обеспечиваемая восстановительной зоной сварочного пламени, для получения качественного сварного соединения менее эффективна, чем действие качественных электродных обмазок при дуговой электросварке.
...
Производительность газовой сварки, значительная при малых толщинах основного металла, быстро снижается с увеличением его толщины. При малых толщинах 0,5—1,5 мм газовая сварка по производительности может превосходить дуговую, так как при последней приходится уменьшать скорость сварки очень тонкого материала во избежание прожогов. С увеличением толщины металла до-2—3 мм скорости газовой и дуговой сварки сравниваются, а затем разница в скоростях быстро возрастает с увеличением толщины металла в пользу дуговой сварки. При малых толщинах абсолютный расход газов на 1 м сварного шва невелик; основным слагаемым стоимости сварки является заработная плата сварщика, и общая стоимость 1 м сварного шва может быть меньше, чем при других способах сварки. С увеличением толщины основного металла быстро растёт стоимость газов и расход времени на сварку 1 м шва, и газовая сварка становится дороже дуговой; разница в стоимости быстро увеличивается с возрастанием толщины основного металла. Таким образом, экономически газовая сварка наиболее приемлема для сварки малых толщин металла.
...
Для многих работ существенным техническим недостатком газовой сварки является прогрев значительного объёма основного металла, прилегающего к сварному шву, что вызывает значительные деформации изделий. В некоторых случаях мягкость и постепенность нагрева газового пламени и значительный объём зоны влияния являются не недостатком, а, наоборот, преимуществом газовой1 сварки. К таким работам, например, относятся сварка чугуна, особо хрупких легко закаливающихся сталей, наплавка литых твёрдых сплавов, твёрдая пайка и т. д. К особенностям газовой сварки следует также отнести почти исключительное выполнение сварных швов за один проход. Выполнение швов за несколько проходов,, т. е. в несколько слоев, широко практикуемое в дуговой сварке, почти не находит применения при газовой сварке, где довольно часто применяется проковка шва в горячем состоянии, дающая в ряде случаев хорошие результаты: повышение плотности наплавленного металла и прочности шва. Газовое пламя менее ярко, чем сварочная дуга, излучения пламени не обжигают кожи лица, поэтому достаточна защита глаз сварщика очками с окрашенными стёклами, лицо же остаётся открытым.
...
В табл. 17 приведены средние данные производительности и расхода газов для ручной газовой сварки стали нормальными одно-пламенными горелками.
...
чественными электродами. Основная причина некоторого снижения прочности сварных соединений состоит в том, что при газовой сварке не производится легирования наплавленного металла, в то время как при дуговой сварке качественные электроды, содержащие в обмазке ферросплавы, производят довольно значительное легирование. Таким образом, газовая защита, обеспечиваемая восстановительной зоной сварочного пламени, для получения качественного сварного соединения менее эффективна, чем действие качественных электродных обмазок при дуговой электросварке.
...
Производительность газовой сварки, значительная при малых толщинах основного металла, быстро снижается с увеличением его толщины. При малых толщинах 0,5—1,5 мм газовая сварка по производительности может превосходить дуговую, так как при последней приходится уменьшать скорость сварки очень тонкого материала во избежание прожогов. С увеличением толщины металла до-2—3 мм скорости газовой и дуговой сварки сравниваются, а затем разница в скоростях быстро возрастает с увеличением толщины металла в пользу дуговой сварки. При малых толщинах абсолютный расход газов на 1 м сварного шва невелик; основным слагаемым стоимости сварки является заработная плата сварщика, и общая стоимость 1 м сварного шва может быть меньше, чем при других способах сварки. С увеличением толщины основного металла быстро растёт стоимость газов и расход времени на сварку 1 м шва, и газовая сварка становится дороже дуговой; разница в стоимости быстро увеличивается с возрастанием толщины основного металла. Таким образом, экономически газовая сварка наиболее приемлема для сварки малых толщин металла.
...
Для многих работ существенным техническим недостатком газовой сварки является прогрев значительного объёма основного металла, прилегающего к сварному шву, что вызывает значительные деформации изделий. В некоторых случаях мягкость и постепенность нагрева газового пламени и значительный объём зоны влияния являются не недостатком, а, наоборот, преимуществом газовой1 сварки. К таким работам, например, относятся сварка чугуна, особо хрупких легко закаливающихся сталей, наплавка литых твёрдых сплавов, твёрдая пайка и т. д. К особенностям газовой сварки следует также отнести почти исключительное выполнение сварных швов за один проход. Выполнение швов за несколько проходов,, т. е. в несколько слоев, широко практикуемое в дуговой сварке, почти не находит применения при газовой сварке, где довольно часто применяется проковка шва в горячем состоянии, дающая в ряде случаев хорошие результаты: повышение плотности наплавленного металла и прочности шва. Газовое пламя менее ярко, чем сварочная дуга, излучения пламени не обжигают кожи лица, поэтому достаточна защита глаз сварщика очками с окрашенными стёклами, лицо же остаётся открытым.
...
В табл. 17 приведены средние данные производительности и расхода газов для ручной газовой сварки стали нормальными одно-пламенными горелками.
...
чественными электродами. Основная причина некоторого снижения прочности сварных соединений состоит в том, что при газовой сварке не производится легирования наплавленного металла, в то время как при дуговой сварке качественные электроды, содержащие в обмазке ферросплавы, производят довольно значительное легирование. Таким образом, газовая защита, обеспечиваемая восстановительной зоной сварочного пламени, для получения качественного сварного соединения менее эффективна, чем действие качественных электродных обмазок при дуговой электросварке.
...
Производительность газовой сварки, значительная при малых толщинах основного металла, быстро снижается с увеличением его толщины. При малых толщинах 0,5—1,5 мм газовая сварка по производительности может превосходить дуговую, так как при последней приходится уменьшать скорость сварки очень тонкого материала во избежание прожогов. С увеличением толщины металла до-2—3 мм скорости газовой и дуговой сварки сравниваются, а затем разница в скоростях быстро возрастает с увеличением толщины металла в пользу дуговой сварки. При малых толщинах абсолютный расход газов на 1 м сварного шва невелик; основным слагаемым стоимости сварки является заработная плата сварщика, и общая стоимость 1 м сварного шва может быть меньше, чем при других способах сварки. С увеличением толщины основного металла быстро растёт стоимость газов и расход времени на сварку 1 м шва, и газовая сварка становится дороже дуговой; разница в стоимости быстро увеличивается с возрастанием толщины основного металла. Таким образом, экономически газовая сварка наиболее приемлема для сварки малых толщин металла.
...
Для многих работ существенным техническим недостатком газовой сварки является прогрев значительного объёма основного металла, прилегающего к сварному шву, что вызывает значительные деформации изделий. В некоторых случаях мягкость и постепенность нагрева газового пламени и значительный объём зоны влияния являются не недостатком, а, наоборот, преимуществом газовой1 сварки. К таким работам, например, относятся сварка чугуна, особо хрупких легко закаливающихся сталей, наплавка литых твёрдых сплавов, твёрдая пайка и т. д. К особенностям газовой сварки следует также отнести почти исключительное выполнение сварных швов за один проход. Выполнение швов за несколько проходов,, т. е. в несколько слоев, широко практикуемое в дуговой сварке, почти не находит применения при газовой сварке, где довольно часто применяется проковка шва в горячем состоянии, дающая в ряде случаев хорошие результаты: повышение плотности наплавленного металла и прочности шва. Газовое пламя менее ярко, чем сварочная дуга, излучения пламени не обжигают кожи лица, поэтому достаточна защита глаз сварщика очками с окрашенными стёклами, лицо же остаётся открытым.
...
В настоящее время в промышленности применяется главным образом ручная газовая сварка. Механизация и автоматизация этого важного технологического процесса находятся ещё в начальной стадии развития. Такое положение отчасти объясняется тем, что газовая сварка обычно применяется для относительно мелких нестандартных работ с небольшой длиной сварных швов, где автоматизация процесса не даёт особенно больших выгод.
...
В производствах массовых и серийных изделий с достаточно длинными сварными швами автоматическая газовая сварка заслуживает серьёзного внимания, значительно большего, чем ей уделялось до сих пор в нашей промышленности. Так, например, в производстве тонкостенных стальных труб на заварке продольного шва без присадочного металла достигнута скорость сварки на газовых автоматах 60 м/мин (3600 м/час), что, пожалуй, является рекордной цифрой для современной сварочной техники.
...
Примерные режимы ручной ацетилено-кислородной сварки стыковых швов
...
рактера изделия применяются как перемещения горелки при неподвижном изделии, так и перемещения изделия относительно неподвижной горелки (например, автоматы для заварки продольного шва труб).
...
Для заварки продольного шва трубных заготовок применяются многопламенные горелки с расположением огней в один ряд вдоль оси шва. Число огней в горелке берётся от 20 до 40 при среднем расстоянии между огнями около 10 мм, причём это расстояние не остаётся постоянным, а меняется по длине наконечника горелки в соответствии с тепловым эффектом, который необходимо получить на отдельных участках зоны, обогреваемой горелкой. Производительность сварки в среднем 30 м/мин (1800 м/час) при полном проваре сечения. Газовая смесь берётся с избытком кислорода, что обеспечивает максимальную температуру пламени. Особенно эффективна автоматическая сварка стыковых и угловых швов с отбортовкой кромок, не требующих присадочного металла.
...
Несомненным крупным достижением сварочной техники является новый способ, нашедший промышленное применение в конце второй мировой войны и получивший название газопрессовой сварки. Нормальной сварочной ацетилено-кислородной горелкой 'можно не плавить металла, а лишь нагреть его до пластического состояния и выполнить сварку давлением, применив прессование или проковку разогретого металла. Подобный процесс до недавнего времени считался нерациональным, экономически невыгодным и на практике ;^е применялся.
...
Нагрев для сварки давлением осуществлялся дешёвыми промышленными газами, сжигаемыми не в технически чистом кислороде, а в воздухе. Получаемое низкотемпературное пламя позволяло нагревать металл медленно и равномерно, без опасности местного расплавления, и в сочетании с проковкой осуществлять сварку удовлетворительного качества (например, сварку водяным газом). Подобный способ сварки сложен, дорог, малопроизводителен, требует громоздкого оборудования, поэтому хотя и давно известен, но получил ограниченное применение на немногих крупных заводах и з настоящее время почти совершенно вышел из употребления.
...
В новом способе газопрессовой сварки металл нагревается сварочным ацетилено-кислородным пламенем. Для создания интенсивного быстрого нагрева, необходимого для успешной высокопроизводительной сварки, нужно мощное нагревательное пламя. Для того чтобы это пламя не вызывало значительного расплавления металла, как при обычной сварке плавлением, нагрев рассредоточивается и вместо одного мощного пламени применяется большое количество малых огней, распределённых по значительной поверхности. Для этой цели строятся специальные многопламенные горелки с десятками и сотнями огней, имеющие малый диаметр выходных каналов (0,5—0,8 мм)
...
рактера изделия применяются как перемещения горелки при неподвижном изделии, так и перемещения изделия относительно неподвижной горелки (например, автоматы для заварки продольного шва труб).
...
Для заварки продольного шва трубных заготовок применяются многопламенные горелки с расположением огней в один ряд вдоль оси шва. Число огней в горелке берётся от 20 до 40 при среднем расстоянии между огнями около 10 мм, причём это расстояние не остаётся постоянным, а меняется по длине наконечника горелки в соответствии с тепловым эффектом, который необходимо получить на отдельных участках зоны, обогреваемой горелкой. Производительность сварки в среднем 30 м/мин (1800 м/час) при полном проваре сечения. Газовая смесь берётся с избытком кислорода, что обеспечивает максимальную температуру пламени. Особенно эффективна автоматическая сварка стыковых и угловых швов с отбортовкой кромок, не требующих присадочного металла.
...
Несомненным крупным достижением сварочной техники является новый способ, нашедший промышленное применение в конце второй мировой войны и получивший название газопрессовой сварки. Нормальной сварочной ацетилено-кислородной горелкой 'можно не плавить металла, а лишь нагреть его до пластического состояния и выполнить сварку давлением, применив прессование или проковку разогретого металла. Подобный процесс до недавнего времени считался нерациональным, экономически невыгодным и на практике ;^е применялся.
...
Нагреваемый металл подвергается действию большого количества огней и быстро (1—2 мин.) доводится до сварочного жара, позволяющего производить осадку. Применение большого числа малых огней, помимо равномерности нагрева, обеспечивает высокий тепловой к. п. д. процесса. Исследования Н. Н. Рыкалина показали, что тепловой к. п. д. ацетилено-кислородного пламени быстро снижается с увеличением размеров пламени и возрастает с уменьшением его размеров. Максимальное значение к. п. д. получает для пламени очень малых размеров, которое и используется в многопламенных горелках для газопрессовой сварки.
...
.Для большой устойчивости пламени горелки питаются ацетиленом высокого давления, причём, во избежание перегрева горелки и воспламенения горючей ацетилено-кислородной смеси внутри го
...
релки корпус горелки имеет охлаждение водой, протекающей по внутренним каналам. Размеры и кон-фнгурзция горелки при-спосабливаются к форме и
...
Горелка весьма интенсивно греет стык соединяемых труб и в короткий срок доводит металл стыка до сварочного жара и перехода в пластическое состояние, позволяющее производить осадку.
...
Время нагрева стыка не зависит от диаметра трубы, а лишь от толщины её стенки, это объясняется тем, что с изменением диаметра трубы соответственно меняется и диаметр горелки и число мундштуков, так что на каждый мундштук приходится всегда определённый участок поверхности металла трубы, поэтому и время прогрева стыка зависит только от толщины стенки трубы. Это имеет большую практическую ценность и даёт возможность выполнения газопрессовой сварки стыков труб значительного диаметра с исключительной скоростью, не достижимой ни при одном из других способов сварки.
...
Таким образом, чистое время нагрева трубы с толщиной стенки 6 мм будет равно около 1 мин. независимо от диаметра трубы. Большим техническим преимуществом газопрессовой сварки трубных стыков является отсутствие необходимости поворачивать трубы в процессе сварки.
...
При хорошей организации работы и точной калибровке и обрезке концов труб полное время сварки трубного стыка может быть доведено до 3—5 мин., что вместе с высоким качеством и прочностью стыка, выполненного газопрессовой сваркой, делает этот метод весьма выгодным при сооружении больших трубопроводов для газа, нефтепродуктов и других назначений.
...
Устройство для газопрессовой сварки стыков трубопроводов имеет вид сложного механизированного и автоматизированного самоходного агрегата •—• комбайна, самостоятельно перемещающегося вдоль трубопровода и выполняющего за рабочую 8-часовую смену сварку стыков на протяжении до 2 км трубопровода. Все необходимое оборудование размещается на мощном гусеничном тракторе с повышенной проходимостью. Для выполнения грузоподъёмных операций трактор снабжён боковой стрелой. В периоды остановок мотор трактора приводит в действие все необходимые механизмы, в том числе подъёмный кран и масляный насос, питающий механизм зажатия и осадки сварочной машины. На прицепе к трактору помещаются мощный ацетиленовый генератор высокого давления и батарея кислородных баллонов.
...
Трубы под газопрессовую сварку должны иметь хорошо калиброванные концы с достаточно постоянной толщиной стенок, правильным торцевым срезом, лежащим в плоскости, перпендикуляр-
...
ной оси трубы. На концах труб делается небольшой скос кромок, образующий при сборке угол раскрытия, равный в зависимости от толщины стенки 12—25°. Перед сваркой стыкуемые кромки зачищаются до металлического блеска.
...
Работу по сварке труб выполняют две бригады, работающие совместно и согласованно: сборочно-центровочная и сварочная. Сварочная бригада, пользуясь всеми механизмами сварочного агрегата — комбайна, в особенности же сварочной машиной или сварочной головкой, выполняет наиболее ответственную операцию сварки стыка.
...
Сварочная головка подвешена на троссе и перемещается подъёмной стрелой трактора. Головка состоит из гидравлического сварочного пресса и сварочной горелки.
...
Гидравлический пресс состоит из двух прочных стальных колец, каждое из которых, в свою очередь, состоит из двух полуколец, соединённых шарнирно четырьмя стальными стержнями, являющимися штоками горизонтальных гидравлических цилиндров, производящих перемещение колец в осевом направлении, т. е. осадку. Кроме того, каждое кольцо имеет вертикальный гидравлический цилиндр, производящий выдвижение из тела кольца радиальных рифлёных кулачков, производящих зажатие трубы. Между кольцами пресса помещается кольцевая многопламенная сварочная горелка. Общий вид газопрессовой установки для сварки труб показан на фиг. 145.
...
Когда концы труб сомкнуты и сцентрованы центровочной бригадой, на стык надевается сварочная головка и закрепляется так, чтобы средняя плоскость горелки совпала со средней плоскостью стыка. После того как достигнута правильная установка горелки, сварщик подаёт сигнал трактористу о подаче масла в цилиндры
...
ной оси трубы. На концах труб делается небольшой скос кромок, образующий при сборке угол раскрытия, равный в зависимости от толщины стенки 12—25°. Перед сваркой стыкуемые кромки зачищаются до металлического блеска.
...
Работу по сварке труб выполняют две бригады, работающие совместно и согласованно: сборочно-центровочная и сварочная. Сварочная бригада, пользуясь всеми механизмами сварочного агрегата — комбайна, в особенности же сварочной машиной или сварочной головкой, выполняет наиболее ответственную операцию сварки стыка.
...
Сварочная головка подвешена на троссе и перемещается подъёмной стрелой трактора. Головка состоит из гидравлического сварочного пресса и сварочной горелки.
...
Гидравлический пресс состоит из двух прочных стальных колец, каждое из которых, в свою очередь, состоит из двух полуколец, соединённых шарнирно четырьмя стальными стержнями, являющимися штоками горизонтальных гидравлических цилиндров, производящих перемещение колец в осевом направлении, т. е. осадку. Кроме того, каждое кольцо имеет вертикальный гидравлический цилиндр, производящий выдвижение из тела кольца радиальных рифлёных кулачков, производящих зажатие трубы. Между кольцами пресса помещается кольцевая многопламенная сварочная горелка. Общий вид газопрессовой установки для сварки труб показан на фиг. 145.
...
Когда концы труб сомкнуты и сцентрованы центровочной бригадой, на стык надевается сварочная головка и закрепляется так, чтобы средняя плоскость горелки совпала со средней плоскостью стыка. После того как достигнута правильная установка горелки, сварщик подаёт сигнал трактористу о подаче масла в цилиндры
...
зажатия пресса, которые плотно зажимают стык труб радиальными стальными кулачками с рифлёной поверхностью, выдвигающшмися из тела кольца.
...
трубы. Общая величина осадочного давления равна 7—12 т для труб средних размеров. Затем зажигается и окончательно центрируется по стыку горелка. Канавка стыка по мере нагрева начинает заплывать (фиг. 146), металл выдавливается наружу, образуя усиление. Горелка остаётся всё время неподвижной, что форсирует нагрев и защищает металл стыка от окисления.
...
чего сообщают посредством управляющего рычага горелке от руки колебания на 10 мм от оси стыка в обе стороны. Через несколько се
...
ко различной толщиной металла в отдельных частях (головка, шейка, подошва), за короткое время трудно получить равномерный прогрев металла по всему сечению, что важно для получения качественной сварки.
...
В связи с разработкой способа сварки рельсового стыка, автор книги предложил видоизменённый способ газопрессовой сварки. В обычном способе
...
газопрессовой сварки производится нагрев боковой поверхности металла, а свариваемое сечение не подвергается действию газового пламени. В предлагаемом способе нагревающее газовое пламя действует непосредственно на поверхность свариваемого сечения. Схема этого способа показана на фиг. 147. Если обычный способ назвать «боковой газопрессовой сваркой», то новый способ может быть назван «торцевой газопрессовой сваркой». При
...
Новый способ вносит существенное изменение в процесс газопрессовой сварки, так как непосредственное действие пламени на торцевую поверхность стыка вызывает оплавление металла. Жидкий металл должен быть удалён из стыка выдавливанием в процессе осадки, а в непосредственное соприкосновение входят и свариваются слои металла, нагретые лишь до пластического состояния.
...
1. Боковая газопрессовая сварка требует пригонки и весьма тщательной зачистки соединяемых поверхностей. Загрязнения и окислы, имевшиеся на соединяемых поверхностях, как правило, не удаляются в процессе сварки и остаются в сварном соединении, снижая его прочность. Торцевая сварка не требует точной пригонки соединяемых поверхностей, поскольку они оплавляются в процессе сварки, поэтому для сварки пригодны поверхности, полученные непосредственно после аккуратной газокислородной резки без какой-
...
либо последующей обработки. При осадке оплавленный металл выдавливается в наружный грат вместе с поверхностными загрязнениями, поэтому не требуется особо тщательной очистки соединяемых поверхностей. Отсутствие необходимости в точной пригонке и тщательной очистке соединяемых поверхностей часто является решающим преимуществом торцевой газопрессовой сварки.
...
2. При сварке больших толщин и сложных профилей иногда затруднительно обеспечить достаточно равномерный одновременный прогрев всей площади сечения. Примером может служить сечение железнодорожного рельса. В подобных случаях торцевой способ даёт лучшие результаты, поскольку огни горелки распределяются по всей площади сечения и обеспечивают достаточно равномерный его нагрев независимо от площади сечения и конфигурации.
...
3. При торцевом способе металл оплавляется, поэтому практически можно сваривать почти все стали и некоторые цветные металлы.
...
На фиг. 148 показана горелка для торцевой газопрессовой сварки. При небольших толщинах металла возможна газопрессовая сварка оплавлением с направлением пламени приблизительно параллельно поверхности стыка, такой метод может быть назван комбинированной или боковой газопрессовой сваркой оплавлением. Комбинированная газопрессовая сварка даёт хорошие результаты, например, при сварке встык стальных листов толщиной от 1,5 до
...
1. Боковая газопрессовая сварка требует пригонки и весьма тщательной зачистки соединяемых поверхностей. Загрязнения и окислы, имевшиеся на соединяемых поверхностях, как правило, не удаляются в процессе сварки и остаются в сварном соединении, снижая его прочность. Торцевая сварка не требует точной пригонки соединяемых поверхностей, поскольку они оплавляются в процессе сварки, поэтому для сварки пригодны поверхности, полученные непосредственно после аккуратной газокислородной резки без какой-
...
либо последующей обработки. При осадке оплавленный металл выдавливается в наружный грат вместе с поверхностными загрязнениями, поэтому не требуется особо тщательной очистки соединяемых поверхностей. Отсутствие необходимости в точной пригонке и тщательной очистке соединяемых поверхностей часто является решающим преимуществом торцевой газопрессовой сварки.
...
2. При сварке больших толщин и сложных профилей иногда затруднительно обеспечить достаточно равномерный одновременный прогрев всей площади сечения. Примером может служить сечение железнодорожного рельса. В подобных случаях торцевой способ даёт лучшие результаты, поскольку огни горелки распределяются по всей площади сечения и обеспечивают достаточно равномерный его нагрев независимо от площади сечения и конфигурации.
...
3. При торцевом способе металл оплавляется, поэтому практически можно сваривать почти все стали и некоторые цветные металлы.
...
8 мм. На фиг. 149 схематически изображены три разновидности газопрессовой сварки. Имеются основания ожидать дальнейшего быстрого развития применения газопрессовой сварки.
...
Ацетилено-кислородное пламя, вследствие своей высокой температуры, позволяющей быстро нагревать металл, обладает ценными технологическими свойствами и находит промышленное применение, кроме сварки металлов, в кислородной резке стали, твёрдой пайке. Кроме того, ацетилено-кислородное пламя широко используется для металлизации распылением металла. Успехи в конструировании многопламенных горелок позволили широко использовать ацетилено-кислородное пламя для поверхностной термообработки, главным образом закалки стали и чугуна. Многопламенные горелки успешно применяются для очистки поверхности металла от ржавчины, краски и других загрязнений. Объём книги не позволяет остановиться на специальных применениях ацетилено-кислороднош пламени.
...
Электрическая контактная сварка, или электрическая сварка сопротивлением, пользуется для нагрева пропусканием электрического тока достаточной силы через место сварки, с использованием тепла, освобождающегося при прохождении электрического тока по проводнику. Почти на всех языках такой способ называется электрической сваркой сопротивлением, причём имеется в виду омическое сопротивление проводника прохождению электрического тока, играющее большую роль в этом процессе. В русском языке более употребительно название электрическая контактная сварка, подчёркивающее важную роль электрического контакта между свариваемыми деталями для данного процесса. Разогретые детали механически сдавливаются или осаживаются; таким образом, контактная сварка относится к группе пластической сварки или сварки давлением.
...
Контактная сварка находит главное применение в массовом производстве однотипных деталей, требует значительных электрических мощностей, потому развитие этого способа сварки происходит параллельно развитию электрификации промышленности. Контактная сварка уже сейчас широко применяется, например, в автомобилестроении, однако этот способ сварки находится ещё в стадии развития, и можно ожидать значительного расширения его применения в ближайшие годы.
...
По форме выполняемых соединений различают три основных вида контактной сварки: стыковую, точечную и шовную или роликовую (фиг. 150). При стыковой сварке через стык соединяемых деталей приблизительно одинакового сечения пропускается ток, как это показано на фиг. 150, а; по достижении сварочного жара в зоне сварки производится осадка. При точечной сварке соединяемые детали, чаще всего листы, собираются внахлёстку и зажимаются-между двумя медными электродами, подводящими ток к месту сварки и имеющими форму усечённого конуса (фиг. 150, б).
...
ка диаметром в несколько миллиметров. Этот кружок называется «точкой». Располагая достаточное количество таких точек в нужном порядке вдоль соединяемых кромок, можно сваривать изделия разных размеров.
...
поэтому такой способ сварки называется также роликовой сваркой (фиг. 150, в). При шовной сварке листы соединяются непрерывным плотным швом. В настоящее время наиболее распространена точечная сварка. Второе место по масштабам применения занимает сварка стыковая. Шовная сварка, ввиду сложности и высокой стоимости требующихся машин, пока не получила ещё заслуженного широкого промышленного применения. Контактная сварка основана на использовании джоулева тепла. Общее количество тепла, выделяемое электрическим током в проводнике, определяется по закону Джоуля — Ленца
...
Полезными для процесса сварки являются: тепло, выделяемое в основном металле и освобождаемое на контакте между соединяемыми деталями. Относительная роль каждого из этих количеств меняется в различных случаях контактной сварки, однако в контактной машине может быть нагрет и сплошной кусок металла без контакта между прилегающими частями и при отсутствии тепловыделения на контакте. Количество тепла, выделяемое на контактах между электродами и основным металлом, в большинстве случаев является скорее вредным для процесса сварки, так как под-, жигается поверхность изделия и ускоряется износ электродов. В процессе сварки сопротивление основного металла и сопротивление контакта между частями не остаются постоянными. Сопротивление металла прохождению тока быстро растёт с повышением температуры. Для цветных металлов эта зависимость может быть представлена приближённой формулой
...
Для сплавов температурный коэффициент а может быть очень малым, приближающимся к нулю. Зависимость сопротивления от температуры для сталей является более сложной. На фиг. 151
...
представлена зависимость электрического сопротивления от температуры для различных сталей. Известно, что различные стали, имеющие при низких температурах весьма различное сопротивление, при повышении температуры стремятся к одному и тому же приблизительно постоянному значению сопротивления, что связано с аусте-нитным превращением железа. В табл. 18 даны удельные сопротивления при комнатной температуре для некоторых металлов.
...
выступов уменьшается. В результате сопротивление контакта уменьшается с повышением давления. Кроме того, увеличение давления в большей или меньшей степени разрушает плёнку окислов и загрязнений на поверхности металла, что также понижает общее сопротивление контакта.
...
Теоретически и экспериментально установлена следующая зависимость между давлением, приложенным к контакту, и его электрическим сопротивлением:
...
Единичное сопротивление рк зависит от сорта металла, состояния его поверхности и, как правило, уменьшается с уменьшением твёрдости металла и повышением его электропроводности.
...
Переходное сопротивление между медью и сталью (между электродом контактной машины и изделием) может быть принято равным половине сопротивления между стальными деталями. Сопротивление контакта уменьшается с повышением температуры. Это объясняется увеличением пластических деформаций металла с повышением температуры и возможным разрушением поверхностных плёнок при нагреве. При температуре около 500° контактное сопротивление стали становится очень малым и практически уже не зависит от давления. При температурах выше 600—800° сопротивление контакта становится столь малым, что им обычно можно пренебречь. Таким образом, составляющие общего сопротивления сварочной цепи при контактной сварке: сопротивление металла и сопротивление контакта при повышении температуры меняются в противоположных направлениях; сопротивление металла растёт, сопротивление контакта падает, и общее сопротивление
...
выступов уменьшается. В результате сопротивление контакта уменьшается с повышением давления. Кроме того, увеличение давления в большей или меньшей степени разрушает плёнку окислов и загрязнений на поверхности металла, что также понижает общее сопротивление контакта.
...
Теоретически и экспериментально установлена следующая зависимость между давлением, приложенным к контакту, и его электрическим сопротивлением:
...
Пользуясь приведёнными зависимостями, можно сравнительно легко и достаточно точно определить общее количество тепла, освобождаемого в сварочной цепи. Гораздо труднее определить получающееся повышение температуры металла в зоне сварки. Одновременно с началом повышения температуры начинаются и потери тепла в окружающую среду.
...
Тепло отводится от зоны сварки различными путями. Значительная часть тепла отводится в соседние холодные слои металла, вследствие теплопроводности. Потери через теплопроводность металла обычно составляют основную часть всех потерь тепла. По мере повышения температуры металла быстро растущее количество тепла теряется через лучеиспускание. Второстепенное значение для контактной сварки обычно имеют потери тепла через конвекцию вследствие омывания поверхности металла холодным воздухом.
...
В общем итоге потери тепла с повышением температуры быстро растут и выражаются столь сложными зависимостями, что практические подсчёты потерь тепла для контактной сварки в большинстве случаев трудно выполнимы, и приходится пользоваться почти исключительно опытными данными. Неизбежные потери тепла замедляют нарастание температуры металла при непрерывном прохождении тока, и с увеличением времени прохождения тока температура металла асимптотически приближается к некоторому конечному значению, отвечающему равновесному состоянию, если, конечно, не наступит до этого разрушение металла вследствие плавления и испарения.
...
При недостаточном токе тепловое равновесие между выделением тепла током и потерями в окружающую среду наступает при установившейся температуре, недостаточной для осуществления сварки, в этом случае сварка невозможна. С повышением сварочного тока равновесие наступает при установившейся температуре, превышающей необходимую температуру сварки, в этом случае сварка возможна.
...
Постоянная Времени процесса нагрева в сварочной цепи обычно невелика, и тепловое равновесие практически наступает уже через промежуток времени от долей секунды до нескольких минут. Поэтому процесс контактной сварки проходит всегда быстро, сварочная температура достигается или очень скоро по включении сварочного тока или не будет достигнута никогда, если ток недостаточен. Чем больше сварочный ток, тем меньше продолжительность нагрева, меньше потери тепла в окружающую среду, общий расход энергии на сварку и тем выше к. п. д. процесса.
...
Рассмотрим кратко основные процессы, происходящие в металле с повышением его температуры, остановившись для примера на углеродистых сталях. С повышением температуры по достижении критической точки Аса обычное железо а переходит в форму т, хорошо растворяющую углерод в больших количествах. При этом
...
Пользуясь приведёнными зависимостями, можно сравнительно легко и достаточно точно определить общее количество тепла, освобождаемого в сварочной цепи. Гораздо труднее определить получающееся повышение температуры металла в зоне сварки. Одновременно с началом повышения температуры начинаются и потери тепла в окружающую среду.
...
Тепло отводится от зоны сварки различными путями. Значительная часть тепла отводится в соседние холодные слои металла, вследствие теплопроводности. Потери через теплопроводность металла обычно составляют основную часть всех потерь тепла. По мере повышения температуры металла быстро растущее количество тепла теряется через лучеиспускание. Второстепенное значение для контактной сварки обычно имеют потери тепла через конвекцию вследствие омывания поверхности металла холодным воздухом.
...
В общем итоге потери тепла с повышением температуры быстро растут и выражаются столь сложными зависимостями, что практические подсчёты потерь тепла для контактной сварки в большинстве случаев трудно выполнимы, и приходится пользоваться почти исключительно опытными данными. Неизбежные потери тепла замедляют нарастание температуры металла при непрерывном прохождении тока, и с увеличением времени прохождения тока температура металла асимптотически приближается к некоторому конечному значению, отвечающему равновесному состоянию, если, конечно, не наступит до этого разрушение металла вследствие плавления и испарения.
...
При недостаточном токе тепловое равновесие между выделением тепла током и потерями в окружающую среду наступает при установившейся температуре, недостаточной для осуществления сварки, в этом случае сварка невозможна. С повышением сварочного тока равновесие наступает при установившейся температуре, превышающей необходимую температуру сварки, в этом случае сварка возможна.
...
Постоянная Времени процесса нагрева в сварочной цепи обычно невелика, и тепловое равновесие практически наступает уже через промежуток времени от долей секунды до нескольких минут. Поэтому процесс контактной сварки проходит всегда быстро, сварочная температура достигается или очень скоро по включении сварочного тока или не будет достигнута никогда, если ток недостаточен. Чем больше сварочный ток, тем меньше продолжительность нагрева, меньше потери тепла в окружающую среду, общий расход энергии на сварку и тем выше к. п. д. процесса.
...
цементит и перлит стали исчезают, углерод распределяется равномерно по объёму металла и весь переходит в более или менее однородный аустенит. При дальнейшем повышении температуры наблюдается рост зёрен металла, т. е. границы между зёрнами исчезают, несколько мелких зёрен срастаются в одно крупное зерно, стремясь уменьшить общую свободную поверхность. При этой температуре собственно и начинается сварка, т. е. образование в пограничной зоне новых кристаллических зёрен, заимствующих материал для своего роста от обеих соединяемых частей, что ведёт к уничтожению физической границы раздела между частями.
...
На фиг. 153 показана зависимость прочности сварного стыка от температуры сварки и давления осадки. Прочность сварки растёт с увеличением температуры и давления в известных пределах. При чрезмерном повышении температуры могут наступить явления перегрева металла и расплавление отдельных структурных составляющих, что ведёт к снижению прочности сварки.
...
стёт. Это ведёт к сужению диапазона сварочных температур с повышением содержания углерода в стали (фиг. 153). На этой диаграмме область свариваемости давлением заштрихована и нанесена на стандартную диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов. Следует заметить, что при контактной сварке оплавлением, сущность которой излагается ниже, область хорошей свариваемости значительно расширяется и диаграмма (фиг. 153) в значительной степени теряет своё значение.
...
Приведённые соображения об образовании сварного соединения имеют весьма приближённый характер. Недостаточность наших знаний в этой области особенно подчёркивается возможностью холодной сварки металла без всякого подогрева (см. главу V).
...
При охлаждении металла по окончании сварки прежде всего Происходит затвердевание расплавленной зоны, если она образовалась. Кристаллизация начинается с наружных слоев расплавленной зоны и идёт к её середине, образуя типичную столбчатую или дендритную структуру литого металла. Кристаллизация сопровождает-
...
Охлаждение металла происходит весьма быстро, и если сталь способна к закалке, то возможно образование закалочных структур, мартенсита и троостита, в зоне сварки с возрастанием твёрдости металла и возможным образованием трещин. Нередко наблюдается в зоне сварки рост зерна и образование видманштеттовой структуры; оба эти явления ведут к снижению пластичности металла в зоне сварки, особенно заметно понижается его ударная вязкость.
...
В контактных машинах можно достаточно чётко разграничить электрическую и механическую части. Механическая часть контактных машин может быть весьма различной по своему устройству, и по этому признаку насчитывают десятки различных типов контактных машин, применяемых в промышленности. Электрическая часть контактных машин более однообразна и очень сходна у машин стыковых, точечных и шовных.
...
Современные контактные машины работают, как правило, на переменном токе. Необходимые очень большие сварочные токи от тысячи до ста тысяч и более ампер получаются трансформацией тока. В электрической части контактной машины можно выделить три основные части: трансформатор, прерыватель тока и переключатель ступеней, или регулятор.
...
Трансформатор контактной машины обычно встраивается в машину и конструктивно составляет с ней одно целое. Трансформатор однофазный сухой с первичной обмоткой, рассчитанной на напряжение питающей сети, чаще всего на 220 или 380 в.
...
Первичная обмотка нормально изготовляется секционированной со многими выводами для возможности изменения числа действующих витков и коэффициента трансформации. Вторичное напряжение трансформатора выбирается малым—-в пределах от 1 до 12 в, соответственно чему число витков вторичной обмотки также берётся малым. Вторичная обмотка чаще всего состоит из одного витка, что является наиболее характерным признаком трансформаторов контактных машин. Реже применяются трансформаторы с двумя и более витками во вторичной обмотке.
...
Первичная обмотка трансформатора выполняется из обычного медного обмоточного провода, чаще прямоугольного сечения. Для первичной обмотки применяются две формы катушек — цилиндрическая и дисковая. Дисковая обмотка улучшает охлаждение и облегчает ремонт обмотки, так как при повреждении одна катушка может быть заменена другой без перемотки всей обмотки. Вторичный виток набирается из медных полос, иногда изготовляется из медной поковки, из трубок или же отливается из меди, бронзы или алюминия. Если вторичный виток не обладает достаточной гибкостью, то между концом витка и подвижным электро-
...
Охлаждение металла происходит весьма быстро, и если сталь способна к закалке, то возможно образование закалочных структур, мартенсита и троостита, в зоне сварки с возрастанием твёрдости металла и возможным образованием трещин. Нередко наблюдается в зоне сварки рост зерна и образование видманштеттовой структуры; оба эти явления ведут к снижению пластичности металла в зоне сварки, особенно заметно понижается его ударная вязкость.
...
В контактных машинах можно достаточно чётко разграничить электрическую и механическую части. Механическая часть контактных машин может быть весьма различной по своему устройству, и по этому признаку насчитывают десятки различных типов контактных машин, применяемых в промышленности. Электрическая часть контактных машин более однообразна и очень сходна у машин стыковых, точечных и шовных.
...
Современные контактные машины работают, как правило, на переменном токе. Необходимые очень большие сварочные токи от тысячи до ста тысяч и более ампер получаются трансформацией тока. В электрической части контактной машины можно выделить три основные части: трансформатор, прерыватель тока и переключатель ступеней, или регулятор.
...
дом контактной машины вставляется гибкий элемент, набираемый из тонкой медной фольги или особо гибких, многожильных проводников.
...
Магнитопровод трансформатора контактных машин набирается обычно не из трансформаторного, а из динамного железа, ввиду большей магнитной проницаемости последнего. Увеличение потерь в железе не имеет особого значения ввиду кратковременности цикла работы контактной машины и отсутствия режима холостого хода. Некоторые типы трансформаторов контактных машин схематически показаны на фиг. 154. Вторичный виток часто имеет охлаждение проточной водой.
...
Существенное значение для контактных машин имеет включение и выключение тока, которые производятся всегда в первичной цепи машины. Включение и выключение тока производятся весьма часто,
...
точечной машине за 1 час осуществляется несколько тысяч сварочных циклов. При этом выключение производится на максимальной мощности, когда сварка закончена, переходное сопротивление контакта исчезло и сварочный ток достигает максимума. Кро
...
очень точно синхронизированы с синусоидой напряжения питающей цепи. Подобным требованиям не могут удовлетворить нормальные выключатели электрического тока, рассчитанные на сравнительно редкие включения и выключения тока. Для этой цели необходимы специальные более сложные устройства, называемые прерывателями тока. Таким образом, каждая контактная машина получает ток от сети, помимо обычного выключателя тока, которым присоединяют машину к сети и отсоединяют от сети в начале и конце рабочей смены, также через специальный прерыватель.
...
Прерыватели могут быть сравнительно простыми, механическими, асинхронными, встроенными в корпус машины, и более сложными механическими синхронизированными. В более трудных случаях приходится прибегать к сложным тиратронным и игнайтрон-ным прерывателям, развивающимся в самостоятельное устройство, по размерам и стоимости сравнимое с самой контактной машиной.
...
Регулирование сварочного тока обычно производят в первичной цепи контактной машины. Для этой цели могут быть использованы дроссельные катушки, потенциал — регуляторы или автотрансформаторы, включаемые в первичную цепь машины. Но к этим спосо-
...
бам регулирования прибегают сравнительно редко, обычно пользуются изменением числа витков в первичной обмотке, для чего обмотка делается секционированной с выводами, которые идут к переключателю ступеней или регулятору машины.
...
Предел регулирования, т. е. отношение максимального числа включённых витков к минимальному, обычно выбирается от 1,5 до 2,5. При изменении числа включённых витков меняется коэффициент трансформации трансформатора и его вторичное напряжение, как это видно из формул
...
Мощность сварочной цепи меняется приблизительно пропорционально квадрату вторичного напряжения трансформатора, например, если напряжение машины изменяется в два раза, то её мощность меняется в четыре раза. Максимальные вторичное напряжение, сварочный ток и мощность сварочной цепи получаются при минимальном числе включённых витков первичной обмотки.
...
От вторичной обмотки трансформатора ток подводится к электродам контактной машины. Размеры и устройство соединительных частей между трансформатором и электродами имеют существенное значение для работы машины. В соединительной цепи должно быть наименьшее число контактов, которые должны быть хорошо сконструированы и выполнены, иначе резко возрастают потери в машине и её к. п. д. заметно снижается. Расстояние от трансформатора до электродов должно быть минимальным, равно как и площадь, охватываемая соединительными элементами вторичного контура, от этого зависит индуктивность вторичной цепи, индуктивное падение напряжения в ней, сила сварочного тока. Последняя определяется формулой
...
где Е2 — электродвижущая сила вторичной цепи; г2 — омическое сопротивление вторичной цепи; R — омическое сопротивление объекта сварки; Х2
...
определяется главным образом индуктивностью вторичного контура. Вследствие значительного индуктивного сопротивления контактные машины в большинстве случаев имеют достаточно круто падающую внешнюю характеристику и в этом отношении сходны с трансформаторами для дуговой сварки.
...
Соединительные элементы вторичного контура подводят ток от зажимов трансформатора к электродам контактной машины. Электроды подводят ток к изделию и, как правило, передают ему и значительное механическое давление. Электроды почти всегда имеют водяное охлаждение проточной водой.
...
Материал электродов должен обладать максимальной электро-и теплопроводностью. Требования к механическим свойствам материала электродов разноречивы. С одной стороны, для обеспечения лучшего контакта между электродом и изделием материал электродов должен быть мягким, с другой, для уменьшения деформации при передаче давления и для уменьшения износа в работе материал электродов должен обладать достаточно высокой твёрдостью. Наиболее распространённым материалом для электродов контактных .машин является кованая или холоднокатаная чистая электролитическая медь марки Ml; другие, менее чистые по составу марки меди часто дают неудовлетворительные результаты. Во многих случаях медь не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к электродам мощных современных быстродействующих контактных машин. В таких случаях прибегают к специальным медным сплавам. обладающим при удовлетворительной электро- и теплопроводности высокой твёрдостью и механической прочностью. Эти сплавы можно разделить на две категории: низколегированные и высоколегированные. Низколегированные сплавы сохраняют цвет и внешний вид меди. Они легируются небольшим количеством присадок порядка 1—2%;
...
На фиг. 155 изображена контактная машина для стыковой сварки типа АСА-60 с ручным управлением, в которой производится вручную как зажатие деталей, так и осадка в конце сварки. Станина машины делается чугунной литой или сваривается из листовой и профильной конструкционной стали. Машина имеет горизонтальный рабочий стол, однако стыковые машины могут иметь также наклонный или вертикальный рабочий стол. Для зажатия деталей применяются различные зажимные приспособления.
...
Ручные зажимные устройства контактных машин показаны на фиг. 156. Зажимное устройство должно обеспечивать прочное зажатие изделий, устраняющее возможность смещения изделий в процессе сварки. Для увеличения силы трения между зажимом и изде-
...
определяется главным образом индуктивностью вторичного контура. Вследствие значительного индуктивного сопротивления контактные машины в большинстве случаев имеют достаточно круто падающую внешнюю характеристику и в этом отношении сходны с трансформаторами для дуговой сварки.
...
Соединительные элементы вторичного контура подводят ток от зажимов трансформатора к электродам контактной машины. Электроды подводят ток к изделию и, как правило, передают ему и значительное механическое давление. Электроды почти всегда имеют водяное охлаждение проточной водой.
...
Материал электродов должен обладать максимальной электро-и теплопроводностью. Требования к механическим свойствам материала электродов разноречивы. С одной стороны, для обеспечения лучшего контакта между электродом и изделием материал электродов должен быть мягким, с другой, для уменьшения деформации при передаче давления и для уменьшения износа в работе материал электродов должен обладать достаточно высокой твёрдостью. Наиболее распространённым материалом для электродов контактных .машин является кованая или холоднокатаная чистая электролитическая медь марки Ml; другие, менее чистые по составу марки меди часто дают неудовлетворительные результаты. Во многих случаях медь не удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к электродам мощных современных быстродействующих контактных машин. В таких случаях прибегают к специальным медным сплавам. обладающим при удовлетворительной электро- и теплопроводности высокой твёрдостью и механической прочностью. Эти сплавы можно разделить на две категории: низколегированные и высоколегированные. Низколегированные сплавы сохраняют цвет и внешний вид меди. Они легируются небольшим количеством присадок порядка 1—2%;
...
лием одну половину зажима часто делают стальной и снабжают насечкой, вторая половина изготовляется медной или из медного сплава и несёт функции электрода, подводящего ток к изделию. .Для разгрузки зажимного приспособления от усилий осадки иногда применяют упоры или упорные приспособления. Упор принимает на себя основную часть давления осадки, а зажим несёт главным образом функции подведения тока к изделию.
...
Зажатие изделий в зажимных приспособлениях требует довольно значительных физических усилий от рабочего, обслуживающего машину. В особенности трудной становится эта работа в быстродействующих машинах и при значительных сечениях изделий, когда зажимное давление достигает нескольких тонн. В подобных случаях современные контактные машины снабжаются зажимными приспособлениями с пневматическим, гидравлическим, обычно масляным, или моторным приводом.
...
Процесс осадки в простейших небольших контактных машинах выполняется вручную. Для создания необходимой величины давления осадки пользуются рычажными, винтовыми, кулачковыми и т. п. устройствами. Необходимая величина давления осадки для обычных малоуглеродистых сталей колеблется в пределах 2—5 кг/мм2. Таким образом, даже сравнительно небольшое сечение свариваемых деталей в 1000 мм2 требует давления осадки от 2 до 5 т. При более крупных сечениях давление осадки может достигать 10—20 т и выше. Передача такого усилия и выполнение довольно значитель-
...
лием одну половину зажима часто делают стальной и снабжают насечкой, вторая половина изготовляется медной или из медного сплава и несёт функции электрода, подводящего ток к изделию. .Для разгрузки зажимного приспособления от усилий осадки иногда применяют упоры или упорные приспособления. Упор принимает на себя основную часть давления осадки, а зажим несёт главным образом функции подведения тока к изделию.
...
ной работы на протяжении всего процесса осадки требуют больших физических усилий от работающего. Особенно тяжёлой становится работа при высокой производительности контактных машин и значительных сечениях свариваемых деталей. Поэтому механиза-
...
ция процесса осадки является более необходимой, чем механизация1 процесса зажатия. Приводы осадочных устройств могут быть гидравлическими, пневматическими или моторными.
...
ной работы на протяжении всего процесса осадки требуют больших физических усилий от работающего. Особенно тяжёлой становится работа при высокой производительности контактных машин и значительных сечениях свариваемых деталей. Поэтому механиза-
...
Стыковая контактная сварка имеет две основные разновидности: сварка без оплавления, иногда называемая сваркой сопротивлением, и сварка оплавлением. Первый способ состоит в следующем: детали, зажатые в машине, доводятся до соприкосновения и сжимаются под небольшим давлением, обеспечивающим удовлетворительный контакт свариваемых поверхностей. Затем включается сварочный ток, который разогревает металл изделия, в особенности зону, прилегающую к контакту, так как здесь имеется значительное переходное сопротивление контакта. Сварщик наблюдает за разогревом металла и после нагрева до сварочного жара (яркобелое каление для малоуглеродистой стали), производит осадку, одновременно выключая сварочный ток прерывателем. Место сварки имеет значительное усиление вследствие высадки металла.
...
Сварка без оплавления пригодна и даёт хорошие результаты для металлов, обладающих хорошей свариваемостью в пластическом состоянии, как, например, малоуглеродистая сталь. Соединяемые детали должны быть однородны по металлу.
...
Сечение участка сварки должно быть простым, компактным, с небольшим отношением периметра к сечению. Такими сечениями являются, например, круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон. Сечения с более развитым периметром: тонкая полоса, тонкостенная труба, угольник, двутавр, рельс и т. п. мало пригодны для сварки без оплавления, так как при этом трудно обеспечить необходимое равномерное распределение тока по площади сечения. В подобных более трудных случаях применяется стыковая сварка оплавлением. Сварка оплавлением, в свою очередь, делится на две разновидности: прерывистое и непрерывное оплавление. При прерывистом оплавлении детали, зажатые в машину, в первой стадии оставляются разъединёнными, включается сварочный ток, так что между деталями имеется напряжение холостого хода вторичной цепи. Затем детали приводятся в кратковременное соприкосновение и снова разъединяются разведением на небольшое расстояние.
...
При разъединении деталей происходит размыкание сварочного тока силою в тысячи и десятки тысяч ампер, что сопровождается сильным искрением и разбрызгиванием расплавленного металла, вылетающего в виде снопа искр и брызг в плоскости стыка на расстояние до нескольких метров в мощных машинах под действием магнитного поля вторичного контура. Повторяя ряд быстро следующих одно за другим замыканий и размыканий сварочной цепи, можно в короткое время вызвать оплавление всего сечения сварки.
...
При размыканиях в первую очередь обгорают неровности и выступы на свариваемых поверхностях, которые постепенно выравниваются (фиг. 157). Когда достигнуто равномерное оплавление всей поверхности свариваемого участка, производят быструю осадку с приложением повышенного давления, и в процессе осадки выключают сварочный ток. Приложение значительного давления ведёт к тому, что весь, или почти весь расплавленный металл выдавли-
...
Стыковая контактная сварка имеет две основные разновидности: сварка без оплавления, иногда называемая сваркой сопротивлением, и сварка оплавлением. Первый способ состоит в следующем: детали, зажатые в машине, доводятся до соприкосновения и сжимаются под небольшим давлением, обеспечивающим удовлетворительный контакт свариваемых поверхностей. Затем включается сварочный ток, который разогревает металл изделия, в особенности зону, прилегающую к контакту, так как здесь имеется значительное переходное сопротивление контакта. Сварщик наблюдает за разогревом металла и после нагрева до сварочного жара (яркобелое каление для малоуглеродистой стали), производит осадку, одновременно выключая сварочный ток прерывателем. Место сварки имеет значительное усиление вследствие высадки металла.
...
Сварка без оплавления пригодна и даёт хорошие результаты для металлов, обладающих хорошей свариваемостью в пластическом состоянии, как, например, малоуглеродистая сталь. Соединяемые детали должны быть однородны по металлу.
...
Сечение участка сварки должно быть простым, компактным, с небольшим отношением периметра к сечению. Такими сечениями являются, например, круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон. Сечения с более развитым периметром: тонкая полоса, тонкостенная труба, угольник, двутавр, рельс и т. п. мало пригодны для сварки без оплавления, так как при этом трудно обеспечить необходимое равномерное распределение тока по площади сечения. В подобных более трудных случаях применяется стыковая сварка оплавлением. Сварка оплавлением, в свою очередь, делится на две разновидности: прерывистое и непрерывное оплавление. При прерывистом оплавлении детали, зажатые в машину, в первой стадии оставляются разъединёнными, включается сварочный ток, так что между деталями имеется напряжение холостого хода вторичной цепи. Затем детали приводятся в кратковременное соприкосновение и снова разъединяются разведением на небольшое расстояние.
...
При разъединении деталей происходит размыкание сварочного тока силою в тысячи и десятки тысяч ампер, что сопровождается сильным искрением и разбрызгиванием расплавленного металла, вылетающего в виде снопа искр и брызг в плоскости стыка на расстояние до нескольких метров в мощных машинах под действием магнитного поля вторичного контура. Повторяя ряд быстро следующих одно за другим замыканий и размыканий сварочной цепи, можно в короткое время вызвать оплавление всего сечения сварки.
...
При размыканиях в первую очередь обгорают неровности и выступы на свариваемых поверхностях, которые постепенно выравниваются (фиг. 157). Когда достигнуто равномерное оплавление всей поверхности свариваемого участка, производят быструю осадку с приложением повышенного давления, и в процессе осадки выключают сварочный ток. Приложение значительного давления ведёт к тому, что весь, или почти весь расплавленный металл выдавли-
...
Стыковая контактная сварка имеет две основные разновидности: сварка без оплавления, иногда называемая сваркой сопротивлением, и сварка оплавлением. Первый способ состоит в следующем: детали, зажатые в машине, доводятся до соприкосновения и сжимаются под небольшим давлением, обеспечивающим удовлетворительный контакт свариваемых поверхностей. Затем включается сварочный ток, который разогревает металл изделия, в особенности зону, прилегающую к контакту, так как здесь имеется значительное переходное сопротивление контакта. Сварщик наблюдает за разогревом металла и после нагрева до сварочного жара (яркобелое каление для малоуглеродистой стали), производит осадку, одновременно выключая сварочный ток прерывателем. Место сварки имеет значительное усиление вследствие высадки металла.
...

Технология металлов и сварка
Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка, резка и пайка металлов
Променеві методи обробки: Навч. посібник
Сварные базовые детали станков и машин. Обзор
Руководство по пайке металлов

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

admin

Сварка, резка и пайка металлов