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 толщиной до 250 мм, серебрянка (круглые прутки со специальной поверхностью) и калиброванная сталь. Она выпускается следующих марок: 05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10пс, 10, 11кп, 15пс и т.д. Цифры в маркировке обозначают процентное содержание углерода (в сотых долях процента). Качественная конструкционная сталь используется для изготовления ответственных деталей механизмов и машин, штамповки.

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 инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь.

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 состава и свойств углеродистые стали обыкновенного качества делят на три группы А, Б, В (группа А в марке стали не указывается). Сталь группы А имеет гарантированные механические свойства и не подвергается горячей обработке. Для стали группы Б гарантируется химический состав; сталь подвергается обработке давлением; для стали группы В – химический состав и механические свойства; используется для сварных конструкций.

К углеродистым качественным конструкционным сталям предъявляются повышенные требования по химическому составу и механическим свойствам. Цифры в марке стали указывают на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.

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 деталей машин являются кулачковые валики, кронштейны, пальцы рессор и др.



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 отличия в свариваемости малоуглеродистых сталей должны обязательно приниматься во внимание и учитываться при выборе марки основного металла.

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 предварительным подогревом и последующей термообработкой, причём, если возможно, во многих случаях стремятся совместить термообработку с процессом сварки, например при газовой сварке мелких деталей, при газопрессовой сварке, при точечной и стыковой контактной сварке и т. д.

Большинство низколегированных конструкционных сталей обладает удовлетворительной свариваемостью. Ввиду возросшего значения сварки новые марки конструкционных низколегированных сталей, как правило, выпускаются с удовлетворительной свариваемостью. Если же испытания пробных партий стали показывают недостаточно удовлетворительную свариваемость, то обычно для улучшения свариваемости изготовители корректируют состав стали. В некоторых случаях требуется небольшой предварительный подогрев стали до 100—200°, реже приходится прибегать к последующей термообработке. Для предварительной грубой качественной оценки свариваемости низколегированных сталей иногда прибегают к подсчёту эквивалента углерода по химическому составу стали. Подсчёт ведётся по следующей эмпирической формуле:где символы элементов означают процентное содержание их в стали. При эквиваленте углерода меньше 0,45 свариваемость стали может считаться удовлетворительной, если же эквивалент углерода больше 0,45, то необходимо принимать специальные меры, как, например, предварительный подогрев и последующая термообработка. Следует отметить, что метод оценки свариваемости по эквиваленту углерода является весьма ориентировочным и далеко не всегда даёт верные результаты.

По структуре низколегированные стали относятся обычно к перлитному классу. Большое разнообразие химического состава низколегированных сталей делает весьма трудным получение совпадания химического состава наплавленного и основного металла при сварке плавлением, что требует весьма большого, трудно осуществимого разнообразия присадочных материалов. Поэтому, за исключением некоторых особых случаев, где требуется соответствие химического состава основного и наплавленного металла (например, получение устойчивости против коррозии, крипоустойчивости и т. п.), обычно ограничиваются получением необходимых механических свойств наплавленного металла, ,не принимая во внимание его химический состав. Это даёт возможность при сварке многих сортов сталей пользоваться немногими видами присадочных материалов, что является существенным практическим преимуществом. Например, 

электродами УОНИ-13 успешно свариваются десятки марок углеродистых и низколегированных сталей. В сварных конструкциях низколегированные стали обычно предпочитают углеродистым той же прочности. Для установления необходимости небольшого предварительного подогрева и последующего отпуска часто принимают во внимание максимальную твердость металла зоны влияния. Если твёрдость не превышает 200—250 Н в то подогрев и отпуск не требуются, при твёрдости 250—ЗОС Нв применение подогрева или отпуска является желательным, при твёрдости свыше 300—350 Ив — обязательным.

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 аустенитной хромоникеле-вой проволоки заставляют проводить изыскания над получением более дешёвых заменителей. В лабораторных условиях были получены удовлетворительные результаты с электродами, имеющими стержень из малоуглеродистой проволоки марки СвlА по ГОСТ 2246-51, с обмазкой, содержащей хром и никель, а также при автоматической сварке проволокой марки Св1А под керамическим не-плавленным флюсом, содержащим хром и никель. При сварке этими электродами в обоих случаях отпадает лишь необходимость в дефицитной аустенитной проволоке, но остаётся расход дефицитного металлического никеля и металлического хрома или высокопроцентного малоуглеродистого феррохрома, вводимых в соответствующих количествах в обмазку или во флюс.

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 предварительный подогрев изделия. Существенное значение может иметь предшествующая термообработка изделия перед сваркой, желательно по возможности равномерное мелкодисперсное распределение структурных составляющих. При сварке плавлением часто отказываются от соответствия наплавленного и основного металла не только по химическому составу, но и по механическим свойствам, стремясь, в первую очередь, обеспечить повышенную пластичность наплавленного металла и устранить образование в нём трещин. Для этой цели при дуговой сварке довольно часто применяют, например, аустенитные электроды.

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 малоуглеродистой стали с легирующими покрытиями, содержащими соответствующие ферросплавы. По окончании сварки или наплавки обычно производится термообработка, состоящая из закалки и отжига.

Стали ферритного класса отличаются тем, что в них совершенно подавлено или ослаблено образование аустенита при высоких температурах за счёт введения больших количеств стабилизаторов феррита.

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 электроэнергии. Изменяя тепловую мощность пламени и его положение относительно места сварки, сварщик может в широких пределах регулировать скорость нагрева и охлаждения свариваемого металла.

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 квалификации сварщика газовая сварка обеспечивает получение высококачественных сварных соединений.

Благодаря сравнительно медленному нагреву металла пламенем и относительно невысокой концентрации тепла при нагреве производительность процесса газовой сварки существенно снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при толщине стали 1мм, скорость газовой сварки составляет около 10м/ч, а при толщине 10мм - только 2м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6мм менее производительна по сравнению с дуговой сваркой и применяется значительно реже.



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 прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной сварке чугуна.

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 наплавки);

3) соответствующее оборудование и аппаратура, в то числе:

. кислородные баллоны для хранения запаса кислорода;

. кислородные редукторы для понижения давления кислорода, подаваемого из баллонов в горелку или резак;

. ацетиленовые генераторы для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовые баллоны, в которых ацетилен находится под давлением и растворен в ацетилене;

. сварочные, наплавочные, закалочные и другие горелки с набором наконечников для нагрева метла различной толщины;

. 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 сварочного пламени, молоток, набора ключей для горелки, стальные щетки для очистки металла и сварочного шва;

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 сварке.

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 кислорода с маслом или жирами последние могут самовоспламеняться, что может быть причиной пожара. Поэтому при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходима тщательно следить за тем, чтобы на них не падали даже незначительные следы масла и жиров. Смесь кислорода с горючих жидкостей при определенных соотношениях кислорода и горючего вещества взрывается.

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 теплоизоляцией. Для сварки выпускают технический кислород трех сортов: высшего, чистотой не ниже 99.5%

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 различное кол-во кислорода подаваемого в горелку. В таб1 приведены основные хар-ки горючих газов для сварки.

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.

При сварке же стали с пропаном или метаном приходится применять сварочную проволоку содержащею повышенное количество кремния и марганца, используемых в качестве раскислителей, а при сварке чугуна и цветных металлов использовать флюсы.

Газы - заменители с низкой теплопроводной способностью неэкономично транспортировать в баллонах. Это ограничивает их применение для газопламенной обработки.

Таблица №1 Горючие газы для сварки и резки.

Горючие газы

Температура пламени при сгорании в кислороде

Коэффициент замены ацетилена

Ацетилен

3150

1,05

Водород

2400-2600

5,2

Метан

2400-2500

1,6

Пропан

2700-2800

0,6

Пары керосина

2400-245

1-1,3

Сварочные проволоки и флюсы



В большинстве случаев при газовой сварке применяют присадочную проволоку близкую по своему хим. составу к свариваемому металлу.

Нельзя применят для сварки случайную проволоку неизвестной марки.

Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой без следов окалины, ржавчины, масла, краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже to плавления металла.

Проволока должна плавится спокойно и равномерно, без сильного разбрызгивания и вскипания, образуя при застывании плотный однородный металл без посторонних включений и прочих дефектов.

Для газовой сварки цветных металлов (меди, латуни, свинца), а так же нержавеющей стали в тех случаях, когда нет подходящей проволоки, применяют в виде исключения полоски нарезанный из листов той же марки, что и сваривает металл.

Флюсы

Медь, алюминий, магний и их сплавы при нагревании в процессе сварки энергично вступают в реакцию с кислородом воздуха или сварочного пламени (при сварке окислительным пламенем), образуя окислы, которые имеют более высокую to плавления, чем металл. Окислы покрывают капли расплавленного металла тонкой пленкой и этим сильно затрудняют плавление частиц металла при сварке.

Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образующихся окислов применяют сварочные порошки или пасты, называемые флюсами. Флюсы, предварительно нанесенные на присадочную проволоку или пруток и кромки свариваемого металла, при нагревании расплавляются и образуют легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность жидкого металла. Пленка шлаков прокрывает поверхность расплавленного металла, защищая его от окисления.

Состав флюсов выбирают в зависимости от вида и свойств свариваемого металла.

В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту. Применение флюсов необходимо при сварке чугуна и некоторых специальных легированных сталей, меди и ее сплавов. При сварке углеродистых сталей не применяют.

3. Аппаратура и оборудование для газовой сварки.

Водяные предохранительные затворы

Водяные затворы защищают ацетиленовый генератор и трубопровод от обратного удар пламени из сварочной горелки и резака. Обратным ударом называется воспламенение ацетиленово-кислородной смеси в каналах горелки или резака.

Водяной затвор обеспечивает безопасность работ при газовой сварке и резке и является главной частью газосварочного поста. Водяной затвор должен 

содержатся всегда в исправном состоянии, и быть наполнен водой до уровня контрольного крана.

Водяной затвор всегда включает между горелкой или резаком и ацетиленовым генератором или газопроводом.

Рис. 1. Схема устройства и работы водяного затвора среднего давления: а - нормальная работа затвора, б - обратный удар пламени

Баллон для сжатых газов

Баллоны для кислорода и других сжатых газов представляют собой стальные цилиндрические сосуды. В горловине баллона сделано отверстие с конусной резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Баллоны бесшовные для газов высоких давлений изготавливают из Турб углеродистой и легированной стали. Баллоны окрашивают с наружи в словные цвета, в зависимости от рода газа. Например, кислородные баллоны в голубой цвет, ацетиленовые в белый водородные в желто-зеленый для прочих горючих газов в красный цвет.

Верхнею сферическую часть баллона не окрашивают и на ней выбивают паспортные данные баллона.

Баллон на сварочном посту устанавливают вертикально и закрепляю хомутом.

Вентили для баллонов

Вентили кислородных баллонов изготавливают из латуни. Сталь для деталей вентиля применять нельзя так как она сильно коррозирует в среде сжатого влажного кислорода.

Ацетиленовые вентили изготавливают из стали. Запрещается применять медь и сплавы, содержащие свыше 70% меди, так как с медью ацетилен может образовывать взрывчатое соединение - ацетиленовую медь.

Редукторы для сжатых газов

Редукторы служат для понижения давления газа, отбираемого из баллонов (или газопровода), и поддержания этого давления постоянным независимо от снижения давления газа в баллоне. Принцип действия и основные детали у всех редукторов примерно одинаковы.

По конструкции бывают редукторы однокамерные и двухкамерные. Двухкамерные редукторы имеют две камеры редуцирования, работающие последовательно, дают более постоянное рабочее давление и менее склонны к замерзанию при больших расходах газа.

Кислородный и ацетиленовый редукторы показаны на рис. 2.

Рис. 2. Редукторы: а - кислородный, б - ацетиленовый



Рукава (шланги) служат для подвода газа в горелку. Они должны обладать достаточной прочностью, выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движений сварщика. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с прокладками из ткани. Выпускаются рукава для ацетилена и кислорода. Для бензина и керосина применяют шланги из бензостойкой резины.

Сварочные горелки

Сварочная горелка служит основным инструментом при ручной газовой сварке. В горелке смешивают в нужных количествах кислород и ацетилен. Образующаяся горючая смесь вытекает из канала мундштука горелки с заданной скоростью и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя, которым расплавляют основной и присадочный металл в месте сварки. Горелка служит также для регулирования тепловой мощности пламени путем изменения расхода горючего газа и кислорода.

Горелки бывают инжекторные и безинжекторные. Служат для сварки, пайки, наплавки, подогрева стали, чугуна и цветных металлов. Наибольшее распространение получили горелки инжекторного типа. Горелка состоит из мундштука, соединительного ниппеля, трубки наконечника, смесительной камеры, накидной гайки, инжектора, корпуса, рукоятки, ниппеля для кислорода и ацетилена.

Горелки делятся на мощности пламени:

1. Микромалой мощности (лабораторные) Г-1;

2. Малой мощности Г-2. Расход ацетилена от 25 до 700 л. в час, кислорода от 35 до 900 л. в час. Комплектуются наконечниками №0 до 3;

3. Средней мощности Г-3. Расход ацетилена от 50 до 2500 л. в час, кислорода от 65 до 3000 л. в час. Наконечники №1-7;

4. Большой мощности Г-4.

Также есть горелки для газов заменителей ацетилена Г-3-2, Г-3-3. Комплектуются наконечниками с №1 по №7.

4. Технология газовой сварки.

Сварочное пламя.

Внешний, вид температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл зависят от состава горючей смеси, т.е. соотношение в ней кислорода и ацетилена. Изменяя состав горючей смеси, сварщик изменяет свойства сварочного пламени. Изменяя соотношение кислорода и ацетилена в смеси, можно получать три основных вида сварочного пламени, рис. 3.

Рис 3. Виды ацетилено-кислородного пламени

а - науглероживающее, б-нормальное, в - окислительное; 1 - ядро, 2- восстановительная зона, 3 - факел



Для сварки большинства металлов применяют нормальное (восстановительное) пламя (рис. 3, б).

Окислительное пламя (рис. 3, в) применяют при сварке с целью повышения производительности процесса, но при этом обязательно пользоваться проволокой, содержащей повышенное количество марганца и кремния в качестве раскислителей, оно также необходимо при сварке латуни и пайке твердым припоем.

Пламя с избытком ацетилена применяют при наплавке твердыми сплавами. Пламя с незначительным избытком ацетилена используют для сварки алюминиевых и магниевых сплавов.

Качество наплавленного металла и прочности сварного шва сильно зависят от состава сварочного пламени.

Металлургические процессы при газовой сварке.

Металлургические процессы при газовой сварке характеризуются следующими особенностями: малым объемом ванны расплавленного металла; высокой температурой и концентрацией тепла в месте сварки; Большой скоростью расплавления и остывания метла; интенсивным перемешиванием металла гладкой ванны газовым потоком пламени и присадочной проволокой; химическим взаимодействием расплавленного металла с газами пламени.

Основными в сварочной ванне являются реакции окисления и восстановления. Наиболее легко окисляются магний, алюминий, обладающие большим сродством к кислороду.

Кислы этих металлов не восстанавливаются водородом и окисью углерода, поэтому при сварке металлов необходимы специальные флюсы. Окислы железа и никеля, наоборот хорошо восстанавливаются окисью углерода и водородом пламени, поэтому при газовой сварке этих металлов флюсы не нужны.

Водород способен хорошо растворятся в жидком железе. При быстром остывании сварочной ванны он может остаться в шве в виде мелких газовых пузырей. Однако газовая сварка обеспечивает более медленное охлаждение металла по сравнению, например с дуговой. Поэтому при газовой сварке углеродистой стали, весь водород успевает уйти из металла шва и последний получится плотным.

Структурные изменения в металле при газовой сварке.

Вседствии более медленного нагрева зона влияния при газовой сварке больше чем при дуговой.

Слои основного металла, непосредственно примыкающие к сварочной ванне непрерывны и приобретают крупнозернистую структуру. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления. Основного металла с крупной структурой, характерной для ненагретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочночность 

металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соедениения.

Далее расположен участок, нерекристализации характеризуемы так же крупнозернистой структурой, для которого to плавления металла, не выше 1100-1200С. Последующие участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру, нормализованной стали.

Для улучшения структуры и свойств металла шва и околошовной зоны иногда применяют горячую проковку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или общую термообработку с нагревом в печи.

Сварка углеродистых сталей

Низкоуглеродистые стали можно сварить любым способом газовой сварки. Пламя горелки должно быть нормальным, мощностью 100-130дм 3/ч

при правой сварке.

При сварке углеродистых сталей применяют проволоку из малоуглеродистой стали св-8 св-10га. При сварке этой проволокой часть углерода, марганца и кремния выгорает, а металл шва получает крупнозернистую структуру и его предел прочности такового для основного металла. Для получения наплавленного металла равнопрочного основному, применяют проволоку св-12гс, содержащую до 0.17% углерода; 0.8-1.1 марганца и 0.6-0.9% кремния.

Сварка легированных сталей

Легированные стали хуже проводят тепло чем низкоуглеродистая сталь, и поэтому больше коробятся при сварке.

Низколегированные стали (например XCHД) хорошо свариваются газовой сваркой. При сварке применяют нормальное пламя и проволоку СВ-0.8, СВ-08А или СВ-10Г2

Хромоникелевые нержавеющие стали сваривают нормальным пламенем мощностью 75дм3 ацетилена на 1мм толщины металла. Применяют проволоку СВ-02Х10Н9, СВ-06-Х19Н9Т. При сварке жаропрочной нержавеющей стали, применяют проволоку содержащую 21% никеля 25% хрома. Для сварки коррозиностойкой стали содержащей молибден 3%, 11% никеля, 17% хрома.

Сварка чугуна

Чугун сваривают при исправлении дефектов отливок, а так же восстановлении и ремонте деталей: заварке трещин, раковин, при варке отколовшихся частей и пр.

Сварочное пламя должно быть нормальным или науглероживающим, так как окислительное вызывает местное выгорание кремния, и в металле шва образуются зерна белого чугуна.

Сварка меди



Медь обладает высокой теплопроводностью, поэтому при ее сварке к месту расплавления металла приходится проводить большое количество тепла, чем при сварке стали.

Одним из свойств меди затрудняющим сварку, является ее повышенная текучесть в расплавленном состоянии. Поэтому при сварке меди не оставляют зазора между кромками. В качестве присадочного металла используют проволоку из чистой меди. Для раскисления меди и удаления шлака применяют флюсы.

Сварка латуни и бронзы

Сварка латуни. Газовую сварку широко используют для сварки латуни, которая труднее поддается сварке электрической дугой. Основное затруднение при сварке состоит в значительном испарении из латуни цинка, которое начинается при 900С. Если латунь перегреть, то вследствие испарения цинка, шов получится пористым. При газовой сварке может испаряется до 25% содержащегося в латуни цинка.

Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут пламени с избытком кислорода до 30-40%. В качестве присадочного металла используют латунную проволоку. В качестве флюсов применяют прокаленную буру или газообразный флюс БМ-1

Сварка бронзы

Газовую сварку бронзы применяют при ремонте литых изделий из бронзы, наплавке работающих на трение поверхностей деталей слоем антифрикционных бронзовых сплавов и пр.

Сварочное пламя должно иметь восстановительный характер, так как при окислительном пламени увеличиваются выгорание из бронзы олова, кремния, алюминия. В качестве присадочного материала используют прутки или проволоку, близкие по составу к свариваемому металлу. Для раскисления в присадочную проволоку вводят до 0.4% кремния.

Для защиты металла от окисления и удаления окислов в шлаки применяют флюсы тех же составов, что и при сварке меди и латуни.

2.Устройство и принцип действия сварочного выпрямителя

Сварочные выпрямители являются устройствами для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока для получения сварочной дуги.Сварка на постоянном токе имеет преимущества по сравнению со сваркой на переменном токе: повышается стабильность горения дуги из-за отсутствия нулевых значений сварочного тока, увеличивается глубина проплавления свариваемого металла, снижается разбрызгивание металла, повышается прочность металла шва и снижается количество дефектов шва. Поэтому сварку ответственных соединений лучше выполнять на постоянном токе.

Некоторые металлы свариваются на постоянном токе, например, высоколегированные и теплоустойчивые стали, чугуны, титан, сплавы на основе меди и никеля.Элементами сварочного выпрямителя являются силовой трансформатор, выпрямительный блок на полупроводниковых приборах, устройства пуска, регулирования, защиты, измерения, охлаждения.В сварочных выпрямителях желательно применение трехфазного тока, при котором меньше пульсации выпрямленного напряжения.Силовые трансформаторы для питания выпрямительного блока по принципу действия и устройству сходны с трансформаторами для сварки на переменном токе. Для выпрямления тока используются неуправляемые полупроводниковые вентили-диоды или управляемые полупроводниковые вентили-тиристоры.

Важными элементами сварочного выпрямителя являются радиаторы охлаждения вентилей, вентилятор, включающийся перед пуском выпрямителя, элементы защиты от токовых перегрузок и перегрева.

Регулирование сварочного тока в выпрямителях осуществляется электромеханическим или электрическим методами. При электромеханическом регулировании изменение тока происходит до выпрямительного блока, и на выпрямляющие вентили поступает переменный 

ток, имеющий заданные параметры. При этом применяются трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием или с управляемым магнитным шунтом.Одним из способов электромеханического регулирования тока сварки является применение выпрямителей с трансформаторами, имеющими секционированные обмотки высшего напряжения которые могут включаться последовательно переключателем. При этом происходит ступенчатое изменение тока во вторичной цепи силового трансформатора. Такие выпрямители просты в изготовлении и надежны в эксплуатации, их применение целесообразно для полуавтоматической сварки в среде защитных газов, так как они имеют жесткую внешнюю характеристику.

Ступенчатое изменение силы сварочного тока может производиться с применением вольтодобавочных трансформаторов, обмотки которых включаются согласно или встречно со вторичными обмоткам силового трансформатора. Плавное изменение тока в пределах каждой ступени производится изменением напряжения в первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора.Электрические схемы регулирования сварочного тока в сварочных выпрямителях применяются в выпрямительных блоках или после них.Распространенной схемой регулирования сварочного тока является схема с применением тиристоров. При этом регулирование сварочного тока производится изменением времени открытия тиристоров в течение полупериода напряжения, получаемого от трансформатора. Это время открытия тиристоров изменяется системой импульсно-фазового управления (СИФУ) и называется углом регулирования. Получается плавная регулировка тока сварки, которую можно осуществлять и дистанционно, и получается дуга с высокой стабильностью работы.

На рис. 7 приведена электрическая схема, показывающая принцип действия сварочного трехфазного выпрямителя, которая является упрощенной. На схеме показаны только сварочный трансформатор и блок полупроводниковых диодов со сварочной дутой.

Рис. 7. Упрощенная принципиальная схема сварочного выпрямителя: Т— трансформатор понижающий; VD1-VD6 — блок выпрямительных вентилей; Iв — ток вентиля; Id — выпрямленный ток

Рис. 8. Принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя: КМ - магнитный пускатель включения выпрямителя; Т1 - трансформатор понижающий; Т2 - трансформатор в цепи управления; А - магнитный усилитель; К1 - реле защиты от аварийных режимов; К2 - реле контроля работы вентилятора; М - электродвигатель; S - переключатель обмоток трансформатора на схемы "звезда - звезда" или "треугольник - треугольник"

На рис. 8 приведена принципиальная электрическая схема сварочного выпрямителя ВД-306. Силовой трансформатор Т1 включается магнитным пускателем КМ. От трансформатора получает питание блок выпрямительных вентилей VD1-VD6. Также получает питание двигатель вентилятора через автоматический выключатель QF и системы защиты.

Переключение диапазонов изменения сварочного тока осуществляется переключением первичных и вторичных обмоток трансформатора Т1 в 

«треугольник—треугольник» (диапазон больших токов) или в «звезду—звезду» (диапазон малых токов). Такое переключение диапазонов обеспечивает изменение величины сварочного тока в три раза без дополнительного расхода активных материалов.

Плавное регулирование тока внутри диапазона производится за счет изменения расстояния между катушками первичного и вторичного напряжений трансформатора Т1. Выпрямительный блок состоит из шести кремниевых вентилей VD1-VD6, соединенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления.Вентиляция выпрямителя — воздушная принудительная, работа которой контролируется ветровым реле К2. При отсутствии вентиляции контакт К2 ветрового реле размыкается и пускатель КМ отключает выпрямитель от сети, так как контакт реле К2 включен в цепь управления магнитного пускателя КМ.Выпрямитель имеет также защиту, отключающую его от сети при выходе из строя одного из вентилей выпрямительного блока или при пробое на корпус вторичной обмотки трансформатора. Защита состоит из магнитного усилителя А, трансформатора Т2 и реле К1. В нормальном состоянии переменный ток, текущий по фазным проводам, проходящим через окно магнитопровода магнитного усилителя, не насыщает магнитопровод, и все напряжение падает на обмотках усилителя. При аварийных режимах в фазных проводах появляется постоянная составляющая токов, магнитопровод магнитного усилителя насыщается, в цепи реле К1 появляется ток и оно срабатывает, размыкая цепь управления магнитного пускателя КМ, который отключает выпрямитель от сети.


3.Техника безопасности при электросварке, газовой сварке и резке

Техника безопасности при работе с газосварочным оборудованием заключается в выполнении следующих требований:

Запрещается устанавливать оборудование и производить сварочные работы вблизи огнеопасных материалов. Подвижные ацетиленовые генераторы должны устанавливаться не ближе 10 м от очагов огня. Во время работы запрещается оставлять генератор без надзора.

Сварка внутри резервуаров, котлов, цистерн должна производиться с перерывами при непрерывной вентиляции и низковольтном освещении в присутствии постоянного наблюдающего. Перед производством работ необходимо убедиться в отсутствии в указанных емкостях взрывоопасных смесей.Карбид кальция необходимо хранить только в герметически закрытых барабанах в сухих и хорошо проветриваемых помещениях. Вскрывать барабаны разрешается только специальным ножом, при этом крышку на участке резания покрывают маслом (можно просверлить отверстие, а затем сделать вырез ножницами). Запрещается пользоваться стальным зубилом и молотком. Эти меры предупреждают;; образование искр, опасных для ацетиленовоздущных смесей. Опасно применять также медные инструменты, так как при наличии влаги ацетилен образует с медью ацетиленовую медь, которая легко взрывается от незначительных ударов.

Ацетиленовые генераторы должны быть установлены строго вертикально и заправлены водой до установленного уровня. Разрешается применять карбид кальция только той грануляции, которая установлена паспортом генератора. После загрузки карбида следует произвести продувку генератора от остатков воздуха. При работе на открытом воздухе и при низких температурах следует пользоваться ватным чехлом. Во избежание замерзания генератора после прекращения работ необходимо слить воду. Отогревать замерзший генератор открытым пламенем категорически запрещается. Отогревать его можно 

только ветошью, смоченной горячей водой, или паром. Ил следует выгружать только после полного разложения карбида и только в иловые ямы с надписью о запрещении курения и предупреждения о взрывоопасное. Важным условием безопасности работы генератора являются наличие, исправность и заправленность водяного затвора. При температуре воздуха ниже 0СС затворы заправляются незамерзающей смесью. Перед началом работы необходимо обязательно проверять уровень воды или незамерзающей смеси в затворе через его контрольный кран.

Баллоны допускаются к эксплуатации только исправные, прошедшие установленные по срокам освидетельствования. Их хранят закрепленными в вертикальном положении в помещениях или на открытом воздухе, но при обжа тельной защите от воздействия солнечных лучей. Перепек ка баллонов допускается при навернутых предохранитель ных колпаках. Перевозка на большие расстояния производится на машинах и подрессоренных повозках, а на небольшие расстояния — при помощи специальных носилок или тележек. Для укладки баллонов пользуются деревянными подкладками с гнездами, обитыми войлоком или другим мягким материалом. Совместная транспортировка ацетиленовых и кислородных баллонов запрещена. При эксплуатации баллон закрепляют хомутиком в вертикальном положении на расстоянии не менее 5 м от рабочего места. Перед началом работы необходимо продуть выходное отверстие баллона. Крепление редуктора к вентилю баллона должно быть надежным и плотным. Открывать вентиль следует медленно и плавно. Расходовать газ следует до остаточного давления кислорода не менее 0,05 МПа, а ацетилена — 0,05—0,1 МПа. После окончания работ необходимо плотно закрыть вентиль баллона, выпустить газ из редуктора и шлангов, снять редуктор, надеть заглушку на штуцер и навернуть колпак. Необходимо своевременно проводить освидетельствование баллонов; сроки освидетельствования для баллонов — 5 лет, а для пористой массы ацетиленовых баллонов — 1 год.

Редукторы применяются только с исправными манометрами. Кислородные редукторы должны предохраняться от попадания масел и жиров. Установка редуктора на баллон производится с осторожностью, чтобы не повредить резьбу. Подача кислорода в редуктор производится при полностью ослабленной регулировочной пружине редуктора. Вентиль открывают медленно и следят, чтобы не было утечки газа. При обнаружении неисправности вентиль баллона надо закрыть и устранить неисправности редуктора или соединений.

Крепление газоподводящих шлангов на ниппелях должно быть выполнено специальными стяжными хомутиками. Необходимо обеспечить надежность присоединения и герметичность. Исправность газопроводов и шлангов подлежит постоянному контролю.

При сварке и резке можно применять только редукторы с исправными манометрами. Кислородные редукторы должны предохраняться от попадания на них масел. Кислород в редуктор следует впускать постепенно, медленно 

открывая вентиль баллона и полностью ослабляя регулирующий винт редуктора. При впуске газа нельзя становиться перед редуктором. Необходимо следить за герметичностью редуктора и его соединений с вентилем баллонов и шлангами.

Ремонт редукторов и устранение пропусков газа в них необходимо поручать только специально обученному персоналу. При использовании ручной аппаратуры запрещается присоединение к шлангам вилок, тройников и т. п. устройств для питания газом нескольких горелок (резаков).

Пламя горелки (резака) должно быть направлено в сторону, противоположную источнику газопитания. Если это требование выпол: нить нельзя, то источник газопитания следует оградить металлическим щитом.

Во время работы газопроводящие рукава должны быть сбоку от рабочего. Запрещается держать рукава подмышкой, на плечах или зажимать их ногами. Не разрешается перемещение рабочего с зажженной горелкой или резаком за пределами рабочего места, а также подъем по лестницам, лесам и т. п. При перерывах в работе пламя горелки (резака) должно гаситься, а вентили плотно закрываться. При обнаружении утечки горючих газов и кислорода работы с открытым огнем должны быть приостановлены, утечка устранена, а помещение проветрено. При использовании горючих газов-заменителей ацетилена следует руководствоваться следующими положениями.

Применение газов-заменителей ацетилена и жидких горючих должно быть обосновано соображениями технологической целесообразности и безопасности их использования.

В качестве заменителей ацетилена можно применять горючие и сжиженные газы с низшей теплотворной способностью - не менее 4000 ккал/м3, содержащие не более 20% балласта (т. е. негорючих, составляющих - азота, углекислоты), а также использовать водород и керосин. Применение одного бензина не рекомендуется* (* В случае необходимости может применяться только бензин А-66 при. использовании горелок и резаков, специально сконструированных для работы на бензине, например, в установках БУПР для подводной резки, горелках, для пайки, при резке в условиях низких температур (ниже -15° С) и пр).

Использование сложных газов-заменителей, в состав которых входят токсичные составляющие (коксового газа,, сланцевого газа и др.), допускается только по согласованию с органами санитарного и технического надзора.

При работах с газами-заменителями в замкнутых помещениях, (отсеках, котлах, резервуарах) должна применяться искусственная, вентиляция этих помещений, исключающая концентрацию в них вредных примесей выше санитарных норм. Применять пропан-бутан в в этих условиях можно только с разрешения санитарного надзора и технического инспектора при условии надежной вентиляции нижней рабочей зоны.

Для газов-заменителей должны применяться соответствующие-редукторы, окрашенные в красный цвет, снабженные левой резьбой на накидной гайке 

присоединительного штуцера, соответствующими: манометрами, имеющими мембраны из бензо-, масло- и керосиностойкого материала.

Газоснабжение пропан-бутаном газосварочных и газорезательных постов должно осуществляться, как правило, по трубопроводу. При питании аппаратуры для сварки и резки газами-заменителям» давлением до 1,5 кгс/см2 по трубопроводу между газопроводом и горелкой или резаком должен устанавливаться предохранительный затвор закрытого типа (жидкостной или сухой) или обратный клапан, рассчитанный на соответствующий расход и давление газа и защищающий газопровод от перетекания в него кислорода через горелку или резак. Устанавливать на газопроводах для газов-заменителей жидкостные затворы открытого типа запрещается. Для газов-заменителей можно применять затворы закрытого типа, предназначенные для ацетилена.

При давлении в газопроводе газа-заменителя свыше 1,5 кгс/см2 у каждого рабочего поста должен ставиться постовой редуктор (регулятор давления) для снижения давления газа и защиты от перетекания кислорода в газопровод.

Баллоны для газов-заменителей (кроме водорода) должны быть, окрашены в красный цвет и эксплуатироваться в соответствии с действующими правилами для баллонов со сжатыми и сжиженными газами; не допускается утечка газа и нагревание баллона; перед присоединением баллона производится продувка их вентиля; газ расходуется до остаточного давления не ниже 0,5 кгс/см2. После окончания работы баллоны с газами-заменителями нельзя хранить на рабочем месте, их следует убирать в специально отведенное для этого помещение. Необходимо регулярно (не реже одного раза в смену) контролировать состояние и плотность арматуры, шлангов и трубопроводов; не допустима утечка горючего газа в атмосферу. При обнаружении утечки газа в помещении работы в нем с открытым огнем должны быть немедленно прекращены и могут возобновляться только после устранения утечки и полного проветривания помещения. Газопроводы горючих газов-заменителедмв помещении окрашивают: водорода - в зеленый цвет, прочих горючих газов - в красный цвет. В те же цвета окрашиваются предохранительные затворы, клапаны, редукторы и концы шлангов на длине 0,5 м. Запрещается применять для кислорода шланги, ранее использовавшиеся для горючих газов.

При работе на жидком горючем следует руководствоваться следующими указаниями.

К выполнению работ с применением керосина, бензина и их смесей могут допускаться только специально обученные рабочие, имеющие удостоверение заводской квалификационной комиссии.

Применение жидких горючих (керосина, бензина и их смесей) на стапельных работах, на строящихся и ремонтируемых судах и в замкнутых помещениях (отсеках, котлах, цистернах) запрещается. Газопламенные работы с использованием жидких горючих разрешаются в помещениях цехов и на 

открытых площадках. Применение этилированного бензина при газопламенной обработке металлов запрещается во.всех случаях.

Бачки для горючего должны иметь манометр, быть испытанными на прочность гидравлическим давлением 10 кгс/см2, а на плотность пневматическим давлением 5 кгс/см2. Сальник запорного вентиля и обратный клапан насоса не должны пропускать горючее при давлении 5 кгс/см2. Наливать горючее в бачок разрешается не более чем на 3/4 его емкости. Заправка горючим должна производиться в особых помещениях, надежно оборудованных и безопасных в пожарном отношении. Разлитый керосин немедленно удаляют.

При работе на жидких горючих разрешается пользоваться только бензомаслостойкими шлангами по ГОСТ 9356-60* с внутренним диаметром 6 мм и длиной не менее 5 м. Присоединение шлангов к резаку должно быть плотным.

Бачок с горючим должен находиться на расстоянии 5 м от баллонов с кислородом и от источников открытого огня и не ближе 3 м от рабочего места резчика; бачок должен быть расположен так, чтобы на него не попадали пламя и искры при работе. Запрещается подходить с зажженным резаком к бачку для подкачки воздуха в него; во время подкачки бачка резак с закрытым вентилем кислорода должен располагаться на специальной подставке. Запрещается работать с жидким горючим в промасленной или пропитанной горючей жидкостью одежде.

При обратном ударе пламени немедленно должен быть погашен резак, закрыт сначала вентиль подачи кислорода на резаке, затем прекращена подача кислорода от баллона или кислородопровода, после чего закрыт вентиль подачи горючего на резаке и бачке. Запрещается выпускать воздух из бачка до того, как будет погашено - пламя резака. Нельзя отвертывать крышку насоса до полного выпуска воздуха из бачка.

Загоревшееся жидкое горючее следует гасить огнетушителем, песком или накрывать плотной тканью, брезентом и т. п. Запрещается тушить водой горящий керосин, бензин и их смеси. По окончании работы резак со шлангами и бачком нужно сдавать в кладовую, где они хранятся с соблюдением требований пожарной безопасности.

При выполнении работ по газовой сварке и резке необходимо соблюдать «Правила техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке металлов».

4.Разработка технологической последовательности выполнения сварки емкости для сбора мусора газовой сваркой.
1.Характеристика используемого материала.



Для изготовления емкости для сбора мусора можно использовать листовую сталь марки ВСт3 ГОСТ-380-84.(углеродистая сталь обыкновенного качества с низким содержанием углерода ).Такая сталь хорошо режется,обрабатывается,сваривается.Для выполнения емкости для сбора мусора выбираем толщину металла 2 мм.

2.Для выполнения сварки необходимо выбрать режим сварки,при котором качество сварки будет наилучшим. Так как толщина металла 2 мм диаметр присадочной проволоки рекомендуется выбрать 2 мм . Отсюда следует мунд штук №3.

3.Подготовка металла под сварку будет включать в себя : разметку ,резку,обработку кромок ,очистку кромок перед сваркой.

Разметку металла необходимо выполнять с учетом экономного расхода металла.Для изготовления емкости для сбора мусора необходимо подготовить 5 деталей-заготовок,которые будут иметь следующие размеры:

-две металлические пластины на 500×400;

-две на 300×500;

-одна на 400×300;

-толщина пластины 2 мм.

Разметка выполняется с использованием линейки ,мела.

Так как металл тонкий,то резку заготовок лучше производить механическим способом ,например ,болгаркой или ножницами с любым приводом .

После выполнения резки необходимо произвести контроль полученных размеров. При необходимости,часть металла срезать.Кромки выровнять.

Для получения качественного шва свариваемые кромки необходимо зачистить от ржавщины, краски или других нежелательных загрязнений.

Просверлить отверстия по разметке.

4.Сборка заготовок для сварки будет заключаться в последовательной постановке прихваток. Для получения меньших деформаций при сварке, рекомендуется сборку и последующую сварку выполнять в такой последовательности:
Сварку выполняют с внутренней стороны сплошным швом.Стойки для удержания емкости ,конструируют отдельно от емкости,а потом собирают припомощи с двух сторон болтами.

5.Для выполнения сварки емкости для сбора мусора используем газовую сварку .Используем генератор среднего давления марки АСП-10.Он имеет следующую характеристику:

1)номинальная производительность -20˚с м³ /ч;

2)давление ацетилена-760 мм ст. ст. 1,5:

- рабочее давление 0,01(0,1)МПа

- наибольшее давление 0,15(1,5)МПа

3)единовременная загрузка карбида кальция в 1 реторту – 3,2 кг.;

4)масса -16,5 кг.;

А также используем кислородный баллон, горелку Г2 малой мощности, который имеет следующую характеристику:

1)диапазон регулирования расхода :

-ацетилен 27-700 л/ч

-кислород 35-950 л/ч

2)давление на выдохе в горелку:



-ацетилен 0,003-0,12 МПа (кгс/см² )

-кислородный 0,15 -0,5 МПа (кгс/см²)

3)способ смешивания газов –инжекторный;

4)масса -0,65 5 кг.

Дополнительные инструменты и приспособления для сварки:

спец. одежда,очки,резиновые шланги,стальная щетка,молоток-шлакоотделитель ,зубила,молотки разных размеров,гаичный ключ.

6. Контроль качества изготовления емкости для сбора мусора проверяется после полной сварки изделия .Для этого швы тщательно очищаются от шлака стальной щеткой,осматривается.

Не допускается наличие прожогов, явных деформаций, перекосов, неустойчивости.

7.Техника безопасности:

Выполнение сварных работ при сборке данной конструкции подразумевает работу человека с приборами и аппаратами,которые при их неумелом использовании могут привести к травматизму рабочего и послужить причиной аварийной цитуации.

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека выполняющего данного вида работу,включает в себя:

-соблюдений норм допуска рабочих к данному виду работ;

-гарантированности ,исправности оборудования перед началом работ:

- обоеспечение ,заземлеления и необходимой энерговооруженности машин;

-инструктаж работника перед началом работ.