Технология газовой сварки
1.1.
Классификация ,маркировка
и применение углеродистой
стали
Углеродистой сталью называется инструментальная или конструкционная сталь, не содержащая легирующих добавок. Углеродистая сталь подразделяется на низкоуглеродистую (до 0,25% углерода), среднеуглеродистую (от 0,25 до 0,6% углерода) и высокоуглеродистую (до 0,25% углерода).
От обычных сталей углеродистую сталь отличает меньшее содержание примесей, небольшое содержание кремния, магния и марганца.
Углеродистая сталь отличается повышенной прочностью и высокой твердостью.
По качеству различают углеродистую сталь обыкновенную и качественную конструкционную.
Углеродистая сталь обыкновенного качества бывает холоднокатаная (тонколистовая) и горячекатаная (фасонная, сортовая, тонколистовая, толстолистовая, широкополосная). Она выпускается следующих марок: Ст1кп, СтО, Ст1пс, Ст2кп и т.д. Индексы в маркировке расшифровываются так: кп кипящая, пс полуспокойная.
Качественная
конструкционная сталь - это кованные
и горячекатаные заготовки
Качественная сталь имеет в составе не более 0,03 % фосфора и серы, высококачественная не более 0, 02%.
Углеродистая сталь бывает разного назначения: предназначенная для статически нагруженного инструмента и для ударных нагрузок.
Для изготовления режущего инструмента с высокой твердостью, не испытывающего ударов (хирургический инструмент, напильники, шаберы, плашки, сверла, измерительные инструменты) используются стали У10?У13. Такие стали, подвергающиеся всем видам термообработки и содержащие хром, используются также для производства токарных резцов.
Для изготовления инструмента, подвергающегося ударным нагрузкам (топоры, пилы, деревообрабатывающие инструменты, зубила, клейма по металлу, отвертки) используются стали У7-У9. Они также подвергаются любому способу термообработки.
Стали делятся
на конструкционные и
По химическому составу стали делятся на углеродистые[3] и легированные[4]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов.
Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.
По структуре
сталь различается на аустенитную,
ферритную, мартенситную, бейнитную или
перлитную. Если в структуре преобладают
две и более фаз, то сталь разделяют на
двухфазную и многофазную.
Марки углеродистой стали обыкновенного
качества обозначаются буквами и цифрами,
например Ст 0, …,Ст 6. Буквы Ст обозначают
сталь, цифры от 0 до 6 – условный номер
марки в зависимости от химического состава
и механических свойств. Чем больше число,
тем больше содержание углерода в стали,
выше прочность и ниже пластичность.
В зависимости
от гарантируемых химического
К углеродистым
качественным конструкционным сталям
предъявляются повышенные требования
по химическому составу и
Все углеродистые
качественнее конструкционные стали
можно условно разделить на несколько
групп. Углеродистые качественные стали
05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (без термической
обработки) хорошо штампуются вследствие
их высокой пластичности, а также
хорошо свариваются из-за малого содержания
углерода. Они используются для производства
малонагруженных деталей машин (крепежные
изделия и др.) и сварных конструкций.
Стали 15, 20, 25, составляющие
вторую группу низкоуглеродистых сталей,
хорошо свариваются и обрабатываются
резанием. Они используются для изготовления
неответственных деталей машин
не подвергающихся высоким нагрузкам.
Примерами цементированных
Самой значительной
является группа среднеуглеродистых сталей
30, 35, 40, 45, 50, подвергающихся термической
обработке. Эти стали хорошо обрабатываются
на металлорежущих станках в отожженном
состоянии. Благоприятные сочетания
прочностных и пластических свойств
позволяют применять эти стали
при изготовлении ответственных
деталей машин (шпиндели, распределительные
валы и др.).
Высокоуглеродистые
стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 подвергаются различным
видам термичес-кой обработки, в результате
чего они получают высокую прочность,
износостойкость и упругие свойства. Из
них делают детали типа пружин, рессор,
прокатных валков, замковых шайб и др.
Углеродистые
инструментальные стали маркируют
следующим образом: впереди ставят
букву У, затем цифру, указывающую
среднее содержание углерода в десятых
долях процента, например сталь марки
У12 содержит в среднем 1,2% С. Для обозначения
высококачественных сталей в конце
марки ставится буква А, а особо
высококачественных сталей (выплавленных,
например, методом электрошлакового
переплава с вакуумированием) –
буква Ш. В марках некоторых специальных
сталей буква впереди обозначения
указывает на назначение: А –
автоматная сталь (А30), Р – быстрорежущая
сталь (Р12), Шарикоподшипниковая (ШХ15),
Электротехническая и т.д.
1.2.Свариваемость
сталей
Малоуглеродистые стали вообще отличаются хорошей свариваемостью. Снижать свариваемость могут вредные примеси, если содержание их превышает норму.
Вредные примеси могут ухудшать свариваемость даже и при среднем содержании, не выходящем из нормы, если они образуют местные скопления, например, вследствие ликвации. Вредными для сварки элементами в малоуглеродистой стали могут являться углерод, фосфор и сера, причём последняя особенно склонна к ликвации с образованием местных скоплений.
Отрицательное
влияние на свариваемость может
оказывать также засорённость металла
газами и неметаллическими включениями.
Засорённость металла вредными примесями
зависит от способа его производства
и о ней частично можно судить
по маркировке металла. Сталь повышенного
качества сваривается лучше, чем
сталь обычного качества соответствующей
марки; сталь мартеновская лучше, чем
сталь бессемеровская, а сталь
мартеновская спокойная лучше, чем
кипящая. При изготовлении ответственных
сварных изделий указанные
Углеродистые стали, содержащие углерода более 0,25%, обладают пониженной свариваемостью по сравнению с малоуглеродистыми, причём свариваемость постепенно снижается по мере повышения содержания углерода. Стали с повышенным содержанием углерода легко закаливаются, что ведёт к получению твёрдых хрупких закалочных структур в зоне сварки и может сопровождаться образованием трещин. С повышением содержания углерода растёт склонность металла к перегреву в зоне сварки. Увеличенное содержание углерода усиливает процесс его выгорания с образованием газообразной окиси углерода, вызывающей вскипание ванны и могущей приводить к значительной пористости наплавленного металла.
При содержании углерода свыше 0,4—0,5% сварка стали становится одной из сложнейших задач сварочной техники. Углеродистые стали вообще обладают пониженной свариваемостью и, если это возможно, рекомендуется заменять их низколегированными конструкционными сталями, которые дают ту же прочность при значительно меньшем содержании углерода за счёт других легирующих элементов. При сварке углеродистых сталей плавлением обычно не придерживаются соответствия химического состава присадочного и основного металла, стремясь получить наплавленный металл равнопрочным с основным за счёт легирования марганцем, кремнием и др. при сниженном содержании углерода.
Сварка углеродистых
сталей часто выполняется с
Большинство низколегированных
конструкционных сталей обладает удовлетворительной
свариваемостью. Ввиду возросшего значения
сварки новые марки конструкционных
низколегированных сталей, как правило,
выпускаются с
По структуре
низколегированные стали
Из высоколегированных сталей обладают хорошей свариваемостью и находят широкое применение в сварных конструкциях стали аустенитного класса. Наиболее широко применяются хромо-никелевые аустенитные стали, например общеизвестная нержавеющая сталь 18/8 (18% хрома и 8% никеля). Хромоникелевые аустенитные стали применяются как нержавеющие, а при более высоком легировании, например при содержании 25% хрома и 20% никеля, они являются и жароупорными сталями. Содержание углерода в хромоникелевых аустенитных сталях должно быть минимальным, не превышающим 0,10—0,15% в различных марках, иначе возможно выпадение карбидов хрома, резко снижающее ценные свойства аустенитной стали.
Для частей машин, работающих на истирание, например для щёк камнедробилок, а также для рельсовых крестовин, применяется обычно в форме отливок сравнительно дешёвая марганцовистая аустенитная сталь, содержащая 13—14% марганца и 1,0—1,3% углерода.
Сварка аустенитных сталей должна, как правило, сохранить структуру аустенита в сварном соединении и связанные с аустени-том ценные свойства: высокое сопротивление коррозии, высокую пластичность и т. д. Распад аустенита происходит с выпадением карбидов, образуемых освобождающимся из раствора избыточным углеродом. Распаду аустенита способствуют нагрев металла до температур ниже точки аустенитного превращения, уменьшение содержания аустенитообразующих элементов, повышение содержания углерода в малоуглеродистых аустенитах, загрязнение металла примесями и т. д. Поэтому, при сварке аустенитных сталей следует сокращать до минимума продолжительность нагрева и количество вводимого тепла и применять возможно более интенсивный отвод тепла от места сварки посредством медных подкладок, водяного охлаждения и т. д.
Аустенитная сталь, идущая для изготовления сварных изделий, должна быть высшего качества с минимальным количеством загрязнений. Поскольку распад хромоникелевого аустенита вызывается образованием и выпадением карбидов хрома, стойкость аустенита может быть повышена введением в металл карбидообра-зователей более сильных, чем хром. Для этой цели оказались пригодными титан Ti и ниобий Nb , в особенности первый элемент, к тому же не являющийся дефицитным. Титан весьма прочно связывает освобождающийся углерод, не позволяя образовываться карбидам хрома, и тем самым предотвращает распад аустенита. Для сварки рекомендуется применять аустенитную сталь с небольшим содержанием титана. Хорошей свариваемостью отличается, например, нержавеющая аустенитная хромоникелевая сталь ЭЯ-lТ типа 18/8 с небольшим количеством титана (не свыше 0,8%). Более строгие требования, естественно, предъявляются к присадочному металлу, который должен быть аустенитным , желательно с некоторым избытком легирующих элементов, с учётом возможного их выгорания при сварке и со стабилизирующими добавками — титаном или ниобием. ГОСТ 2246-51 предусматривает аустенитную присадочную проволоку для сварки нержавеющих и жароупорных сталей, Аустенитная присадочная проволока иногда применяется и для сварки сталей мартенситного класса.
Дефицитность
и высокая стоимость
Точечная контактная сварка нержавеющих сталей ведётся на очень жёстких режимах, время прохождения тока часто снижается до 1/2 и 1/4 периода переменного тока, т. е. до 0,01 и 0,005 сек.
Стали мартенситного класса, отличающиеся высокой прочностью и твёрдостью, находят применение как инструментальные стали, как броневые и т. д. Сварка их связана с известными трудностями.
Стали легко
и глубоко закаливаются, поэтому
после сварки обычно необходима последующая
термообработка, заключающаяся в
низком или высоком отпуске. Часто
необходим также
Стали карбидного класса применяются главным образом как инструментальные, и на практике чаще приходится иметь дело не со сваркой, а с наплавкой этих сталей при изготовлении и восстановлении металлорежущего инструмента, штампов и т. п. Предварительный подогрев и последующая термообработка для этих сталей по большей части обязательны.
Для дуговой
сварки и наплавки применяются электродные
стержни легированных сталей, близких
по свойствам к основному металлу,
а также и стержни
Стали ферритного
класса отличаются тем, что в них
совершенно подавлено или ослаблено
образование аустенита при
Существенное
практическое значение имеют хромистые
феррит-ные стали с содержанием хрома
от 16 до 30% и углерода не свыше 0,1—0,2%, отличающиеся
кислотоупорностью и исключительной жаростойкостью.
Стали могут быть сварены с присадочным
металлом того же состава или аустенитным
. Обязателен предварительный подогрев,
по окончании сварки производится продолжительный
отжиг в течение нескольких часов, за которым
следует быстрое охлаждение.
1.3. Газовая
сварка углеродистой
стали
Сварку применяют для получения неразъемного соединения деталей при изготовлений изделий, машин и сооружений из металла. Прежде для этого преимущественно пользовались клепкой.
Сварное изделие имеет меньшей вес, чем клепальное, проще в изготовлении, дешевле, надежнее и может быть выполнено в более короткий срок, с меньшей затратой труда и материалов. Сваркой можно изготовлять изделия очень сложной формы, которые прежде удавалось получить только отливкой или кузнечной и механической обработкой. При изготовлении металлоконструкций сварка дает от 10 до 20 % экономии металла по сравнению с клепкой, до 30 % по сравнению с литьем из чугуна.
Сварные швы обеспечивают высокую надежность (плотность и прочность) резервуаров и сосудов, в том числе и работающих при высоких температурах и давлениях газов, паров и жидкостей.
Газовая сварка относится к сварке плавлением. Процесс газовой сварки состоит в нагревании кромок деталей в месте их соединения до расплавленного состояния пламенем сварочной горелки. Для нагревания и расплавления металла используется высокотемпературное пламя, получаемое при сжигании горючего газа в смеси с технически чистым кислородом. Зазор между кромками заполняется расплавленным металлом присадочной проволоки.
Газовая сварка
обладает следующими преимуществами:
способ сварки сравнительно прост, не
требует сложного и дорогого оборудования,
а также источника
К недостаткам
газовой сварки относятся меньшая
скорость нагрева металла и большая
зона теплового воздействия на металл,
чем при дуговой сварке. При
газовой сварке концентрация тепла
меньше, а коробление свариваемых
деталей больше, чем при дуговой
сварке. Однако при правильно выбранной
мощности пламени, умелом регулировании
его состава, надлежащей марке присадочного
металла и соответствующей
Благодаря сравнительно
медленному нагреву металла пламенем
и относительно невысокой концентрации
тепла при нагреве
Стоимость горючего газа (ацетилена) и кислорода при газовой сварке выше стоимости электроэнергии при дуговой и контактной сварке. Вследствие этого газовая сварка обходится дороже, чем электрическая.
Процесс газовой сварки труднее поддается механизации и автоматизации, чем процесс электрической сварки. Поэтому автоматическая газовая сварка многопламенными линейными горелками находит применении только при сварке обечаек и труб из тонкого металла продольными швами газовую сварку применяют при:
* изготовлении и ремонте изделий из тонко-листовой стали (сварке сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, варке заплат и пр.);
* сварке трубопроводов малых и средних диаметров (до 100мм) и фасонных частей к ним;
* ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы и силумина;
* сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни, свинца;
* наплавке латуни на детали из стали и чугуна;
* сварке кованого
и высокопрочного чугуна с
применением присадочных
При помощи газовой
сварки можно сваривать почти
все металлы, применяемые в технике.
Такие металлы, как чугун, медь, латунь,
свинец легче поддаются газовой
сварке, чем дуговой. Если учесть еще
простоту оборудования то становится
понятным широкое распространение
газовой сварки в некоторых областях
народного хозяйства (на некоторых
заводах машиностроения, сельском хозяйстве,
ремонтных, строительно-монтажных работах
и др.).
Для газовой сварки необходимо:
1) газы - кислород и горючий газ (ацетилен или его заменитель);
2) присадочная
проволока (для сварки и
3) соответствующее оборудование и аппаратура, в то числе:
. кислородные баллоны для хранения запаса кислорода;
. кислородные
редукторы для понижения
. ацетиленовые
генераторы для получения
. сварочные,
наплавочные, закалочные и
. резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и ацетилена в горелку;
4) принадлежности
для сварки: очки с темными
стеклами (светофильтрами) для защиты
глаз от яркого света
5) Сварочный стол или приспособление для сборки и закрепления деталей при прихватке, сварки;
6) флюсы или
сварочные порошки, если они
требуются для сварки данного
металла.
2. Материалы,
применяемые при газовой
Кислород
Кислород при атмосферном давлении и обычной температуре газ без цвета и запаха, несколько тяжелее воздуха. При атмосферном давлении и температуре 20 гр. масса 1м3 кислород равен 1.33 кг. Сгорание горючих газов и паров горючих жидкостей в чистом виде кислороде происходит очень энергично с большой скоростью, а возникновение в зоне горения возникает высокая температура.
Для получения сварочного пламени с высокой температурой, необходимо для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжигают в смеси с чистым кислородом.
При возникновении
сжатого газообразного
Технический кислород добывают из атмосферного воздуха который подвергают обработке в воздухоразделительных установках, где он очищается от углекислоты и осушается от влаги.
Жидкий кислород
хранят и перевозят в специальных
сосудах с хорошей
1-ого сорта чистотой 99.2%
2-ого сорта чистотой 98.5% по объему.
Остаток 0.5-0.1% составляет
азот и аргон
Ацетилен
В качестве горючего газа для газовой сварки получил распространение ацетилен соединение кислорода с водородом. При нормальной to и давлением ацетилен находится в газообразном состоянии.
Ацетилен бесцветный газ. В нем присутствуют примеси сероводорода и аммиак.
Ацетилен есть взрывоопасный газ. Чистый ацетилен способен взрываться при избыточном давлении свыше 1.5 кгс/см2, при быстром нагревании до 450-500С. Смесь ацетилена с воздухом взрываться при атмосферном давлении, если в смеси содержится от 2.2 до 93% ацетилена по объему. Ацетилен для промышленных целей получают разложением жидких горючих действием электродугового разряда, а так же разложением карбида кальция водой.
Газы заменители ацетилена.
При сварке металлов можно применять другие газы и пары жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавления металла при сварке необходимо чтобы to пламени была примерно в два раза превышала to плавления свариемого металла.
Для сгорания горючих
различных газов требуется
Газы заменители ацетилена применяют во многих отраслях промышленности. Поэтому их производство и добыча в больших масштабах и они являются очень дешевыми, в этом их основное преимущество перед ацетиленом.
Вследствие более низкой to пламени этих газов применение их ограничено некоторыми процессами нагрева и плавления металлов.

- Технология детали "Корпус"
- Технология изготовления бетонных и железобетонных изделий автоклавного твердения на основе промышленных отходов Донбасса ( стеновые пан
- Технология изготовления водонагревательной емкости
- Технология изготовления грузовой тележки крана
- Технология изготовления женского платья с элементами индийского этнического стиля
- Технология изготовления журнала
- Технология изготовления журнального столика
- Технология выполнения высокой причёски на длинных волосах
- Технология выполнения окраски волос красителями III группы
- Технология выполнения прически "Каскад" на длинных волосах
- Технология выполнения работ бульдозером
- Технология выполнения свадебной прически
- Технология выполнения свадебных причесок на длинные волосы с украшением
- Технология выполнения химической завивки волос с последующей стрижкой и оформлением прически