Ручная газовая сварка и резка

Ручная газовая сварка. При монтаже санитарно-технических систем наиболее широко применяют ручную газовую сварку. При этом пламя газов, сжигаемых на выходе из горелки, нагревает кромки соединяемых деталей. Температура пламени достигает 3150 °С. Пламя газовой горелки 3 имеет три зоны: ядро, восстановительную зону и факел. Сварку ведут восстановительной зоной пламени, где металл не подвергается окислению и науглероживанию. Для сварки используют горючие газы: кислород, ацетилен, пропан-бутановые смеси. Кислород берут из воздуха с помощью специальных установок и доставляют в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет. Кислород в баллонах находится под давлением до 15 МПа.

Ацетилен - бесцветный газ с резким характерным запахом, представляющий собой химическое соединение углерода и водорода. Длительное вдыхание его может привести к отравлению. Раствор ацетилена в ацетоне под давлением 1,5...1,8 МПа доставляют к месту сварки в баллонах, окрашенных в белый цвет. Чтобы предохранить ацетилен от взрыва, в баллон заполняют пористую массу из специального угля. Ацетилен можно получить также из карбида кальция СаС в ацетиленовых генераторах.

Пропан-бутановая смесь - бесцветный горючий газ с резким запахом; плотность его больше плотности воздуха, поэтому он собирается в низу помещения, где может образоваться взрывоопасная смесь. К месту сварки смесь в сжиженном состоянии под давлением 1,6 МПа доставляют в стальных баллонах, окрашенных в красный цвет.

Давление горючих газов, находящихся в баллонах, снижают до давления, необходимого для работы горелки (0,1...0,4 МПа), ацетиленовыми и кислородными редукторами, Из баллона можно отбирать газ до остаточного давления не ниже 0,05 МПа. Полностью выпускать газ из баллона нельзя, так как при этом на заводе потребуется проверка баллона.

Принцип действия всех редукторов одинаков: газ из баллона подается в камеру высокого давления. Клапан, прижатый пружиной, не пропускает газ в камеру 8 низкого давления. Для того чтобы открыть подачу газа, поворачивают регулировочный винт, который сжимает пружину и поднимает клапан над седлом. Таким образом, газ поступает в камеру и через вентиль в горелку. При движении через седло давление газа под клапаном снижается до 0,1 ...0,4 МПа. Если при заданном положении винта расход и поступление газа равны, то рабочее давление остается постоянным и мембрана 9 находится в одном положении. Если расход газа больше, чем его поступление, то давление в камере 8 понижается. При этом давление на мембрану к пружину уменьшится, пружина удлинится, клапан откроется, поступление газа в камеру 8 увеличится и давление газа возрастет до первоначального. При уменьшении расхода газа происходит обратный процесс. Таким образом, автоматически поддерживается заданное давление.

Давление на входе и выходе редуктора контролируется манометрами. Чтобы исключить поломку редуктора при негерметичности клапана и повышении давления в камере 8, установлен предохранительный клапан 5.

Кроме рассмотренного одноступенчатого редуктора выпускают двухступенчатые, в которых давление газа вначале снижается до 3...5 МПа, а затем до рабочего. Эти редукторы более точно поддерживают заданное давление и не нуждаются в частом регулировании.

Для смешения горючего газа с кислородом и получения сварочного пламени служит сварочная горелка, которую с помощью шлангов присоединяют к кислородному и ацетиленовому редуктору или газогенератору. Количество кислорода и ацетилена, подаваемое к горелке, регулируют соответственно вентилями. В инжекторе кислород и ацетилен смешиваются и через наконечник горючая смесь поступает в мундштук . Смесь газов сгорает на выходе из мундштука, создавая пламя, которое расплавляет свариваемый металл и сварочную проволоку.

Горелки комплектуются несколькими сменными наконечниками, позволяющими сваривать детали различной толщины.

Газовую сварку применяют для соединения труб со стенками толщиной до 4 мм без скоса их кромок. При толщине стенки более 4 мм на торцах труб должны быть сняты фаски под углом 40...50° с притуплением кромок на 0,5...1 мм.

Для заполнения шва в качестве присадочною материала используют мягкую стальную проволоку, поверхность которой должна быть чистой и ровной, без окалины, ржавчины и грязи. Для газовой сварки труб из низкоуглеродистой стали применяют низкоуглеродистую проволоку Св-08 или Св-08А; для труб из легированной стали - легированную проволоку Св-08ГС, Св-12ГС; для оцинкованных труб - сварочную проволоку Св-15ГСТЮЦА диаметром 0,8…1,2 мм. Диаметр проволоки соответствует толщине свариваемого металла: 2...3 мм - при толщине стенок свариваемых труб до 3 мм; 3...4 мм - при толщине стенок 3...4 мм.

Для получения прочного, качественного соединения необходимо тщательно подготовить соединяемые детали, т.е. произвести разметку, резку, очистку, правку соединяемых деталей, подготовку кромок, установку деталей в монтажное положение.

Разметку и резку деталей выполняют так же, как при гнутье труб. Соединяемые детали очищают на расстоянии 25...30 мм от места сварки. Их кромки должны быть высушены, очищены от защитного покрытия, грязи, ржавчины, заусенцев.

Изогнутые детали правят вручную на правильных плитах или с помощью ручных или приводных прессов. Подготовка кромок заключается в том, что им придают такую геометрическую форму, которая обеспечивает наилучшее качество сварного шва.

Элементами геометрической формы подготовки под сварку являются:

угол скоса кромок = 30...35°, выполняемый при толщине металла более 3 мм; отсутствие его может привести к непровару сварного соединения, а также к перегреву и пережогу металла;

притупление кромок s - нескошенная часть торца кромок, подлежащих сварке, - обеспечивает устойчивое ведение сварки при выполнении первого слоя; если притупление кромок отсутствует, то могут образоваться прожоги при сварке.

Свариваемые детали устанавливают в монтажное положение с помощью приспособлений, клещей, упоров, кондукторов.

Для получения качественного сварного шва зазор между кромками свариваемых встык труб при ручной газовой сварке должен быть для труб со стенкой толщиной до 2,75 мм - 0,5...1 мм, от 2,75 до 3,5 мм - 1,0...1,5 и от 3,5 до 6 мм - 1,5,..2мм.

Смещение кромок с, ухудшающее прочность сварного соединения из-за непровара, допускается до 10 % от толщины свариваемых деталей, но не более 3 мм.

Разнотолщинность свариваемых труб не должна превышать 1 мм при их толщине не более 3 мм, 2 мм при толщине 3...7 мм и 3 мм при толщине более 7 мм. Если разнотолщинность превышает указанные пределы, то трубы с большей толщиной стенки обрабатывают механическим способом (опиливают) и при этом уклон обработанной поверхности должен быть не более 15° к оси трубы.

После установки и закрепления соединяемых деталей производят прихватку - сварку в двух-трех точках. Длина прихваток для поворотных швов - 10...40 мм, для неповоротных- 10...60мм; высота прихваток составляет 40...50 % толщины стенки трубы. Затем фиксирующие устройства снимают, проверяют правильность расположения соединяемых деталей, после чего их сваривают.

Сварку выполняют следующим образом. В шов помешают присадочную проволоку под углом 30…40° и, равномерно прогревая ее и поверхность свариваемых деталей 4, пламенем газовой горелки, расплавляют их. Шов обычно выполняют левой сваркой, при этом присадочная проволока находится перед пламенем горелки 3, которое направлено на несвариваемую часть шва. Это обеспечивает равномерный прогрев места сварки, равномерную высоту и ширину шва, высокую производительность. Для более равномерного прогрева кромок и лучшего перемешивания металла сварочной ванны совершают зигзагообразные движения наконечника горелки и проволоки.

При толщине стенок труб более 5 мм применяют правую сварку при которой присадочная проволока находится сзади пламени горелки и оно подогревает уже расплавленный металл.

При сварке пламя горелки направляют на металл изделия так, чтобы кромки свариваемых частей находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2...6 мм от конца ядра.

Конец присадочной проволоки должен постоянно находиться в сварочной ванне, защищенной газами восстановительной зоны 6 пламени от окружающего воздуха. Не рекомендуется периодически вынимать проволоку из зоны сварки, так как в момент отрыва от сварочной ванны нагретый конец проволоки может выйти из восстановительной зоны пламени и окислиться.

Скорость нагрева шва регулируют, изменяя угол наклона мундштука горелки по отношению к поверхности металла от 20 до 90°. Малые углы наклона (20...50°) соответствуют толщине металла 1...7 мм, большие (51...90°) - толщине 8...15 мм.

Высота швов должна быть не более 2...2,5 мм; по ширине шов должен перекрывать наружные кромки фасок на 2...2,5 мм и плавно переходить к основному металлу.

Тазовую сварку неповоротных стыков при горизонтальном положении труб выполняют в один слой, снизу вверх с каждой стороны трубы, а поворотных стыков - также в один слой и в одном направлении.

Первый слой сварки (корневой)- наиболее ответственный; при его наложении необходимо полностью расплавить кромки и притупления, а затем тщательно проверить, нет ли трещин. Обнаруженные трещины вырубают или выплавляют, а исправленные участки вновь заваривают. Начало и конец каждого из слоев должны быть смещены на 15...30 мм по отношению к началу и концу предыдущего слоя. Последний шов должен иметь ровную поверхность и плавно переходить к основному металлу.

При выполнении многослойного шва каждый последующий слой ведут в обратном направлении по отношению к предшествующему. Замыкающие участки каждого слоя располагают вразбежку по отношению один к другому. После сварки каждого слоя шов и прилегающую к нему зову очищают от шлака и брызг для лучшего сплавления слоев.

В условиях заготовительных предприятий сварка встык трубопроводов диаметром 15...25 мм разрешается с применением кондукторов, обеспечивающих правильную стыковку труб, и осуществлением контроля за качеством стыковки и сварки.

Заданная форма кромок придается механической обработкой с помощью напильника, шлифовальной машины, на токарном, фрезерном станках и т.д.

Сварные стыки могут быть поворотными, неповоротными и "козырьком".

При сварке поворотных стыков, применяемой на заготовительных предприятиях, объект сварки передвигается, а горелку располагают в наиболее удобном положении (под углом 45°).

При сварке неповоротных стыков, наиболее распространенной при монтаже, объект сварки неподвижен, а горелка перемешается вдоль шва.

Сварку стыков "козырьком" применяют при соединении труб, когда они расположены близко к стене и нельзя выполнить поворотный или неповоротный стык. Для этого на одной трубе срезают верхнюю часть ("козырек"). Затем выполняют нижнюю часть стыкового шва только с внутренней стороны, а далее верхнюю часть стыкового шва и "козырька" только с наружной стороны.

При изготовлении узлов из труб диаметром до 25 мм монтажные стыки, подлежащие сварке в условиях строительства, выполняют нахлесточным соединением с использованием раструбов или муфт. Это предохраняет от попадания расплавленного металла внутрь труб при сварке и позволяет компенсировать неточности в размерах строительных конструкций.

Оцинкованные трубы можно сваривать, если обеспечены местный отсос токсичных выделений и очистка цинкового покрытия на длину 20...30 мм с последующим покрытием поверхности шва и прилегающей зоны краской, содержащей 94 % цинковой пыли и 6 % синтетических связующих веществ (эпоксидная смола).

При сварке изогнутых труб диаметром 100 мм и менее сварной шов должен располагаться на расстоянии не менее 50 мм от начала изгиба трубы и не менее 100 мм при больших диаметрах. На изгибе трубы допускается приварка одного патрубка диаметром не более 25 мм. Продольные швы свариваемых труб не должны совмещаться, их следует повернуть одна относительно другой на угол не менее 90° (по периметру трубы). Расстояние от края привариваемого штуцера до кольцевого шва должно быть не менее 50 мм.

При сварке угловых (тавровых) соединений отклонение от перпендикулярности не должно превышать 2 мм на 1 м длины соединения; смещение торцов труб или двух взаимно перпендикулярных образующих поверхностей не должно превышать- 2 мм при толщине стенки не более 4 мм и 3 мм - при большей толщине.

При сварке Т-образных и крестообразных соединений оси труб должны быть перпендикулярны, а ось привариваемого патрубка должна совпадать с центром отверстия в трубе. В местах расположения кольцевых швов приваривать патрубки не разрешается. В трубах диаметром до 40 мм отверстия для приварки патрубков должны быть просверлены или проштампованы на прессе; применять газовое пламя для вырезки отверстии не рекомендуется. Диаметр отверстия в трубе должен отличаться от внутреннего диаметра патрубка не более чем на ±1 мм. Вставлять патрубок внутрь отверстия не допускается.

При сварке труб разных диаметров концы труб большего диаметра осаживают. Длина конусной части осаженной трубы должна быть не менее разности диаметров соединяемых труб.

Плоские фланцы приваривают с двух сторон. Приварка фланцев встык производится одним швом. Высота шва, зависящая от диаметра трубы, составляет 5...10 мм.

Сварку трубопроводов зимой можно производить при температуре не ниже -30 °С; внутреннюю полость трубопровода очищают от снега, льда, стыки просушивают, место сварки надежно защищают от ветра и снега. При температуре воздуха ниже -10 °С стык предварительно прогревают горелкой по периметру трубы.

Качество сварки контролируют в процессе сборки и сварки изделий. Внешнему осмотру подлежат все сварные стыки. Сварной стык не должен иметь трещин, раковин, пор, наплывов и подрезов, незаваренных кратеров, подтеков наплавленного металла внутри трубы. Поверхность шва по всей его длине должна быть ровная, слегка выпуклая, а ширина шва - не более 2…2,5 толщины стенки трубы.

Дефекты сварного соединения исправляют: свищи и трещины вырубают до основного металла, затем заваривают; плохо проваренные места дополнительно проваривают; лишний металл выплавляют газовыми горелками. Исправлять дефекты сварки подчеканкой не допускается.

Кислородная (газовая) резка. Кислородная резка основана на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода. Образующиеся продукты горения (оксиды и шлаки) удаляются (выдуваются) из области реза струей кислорода. Кислородную резку металла выполняют с помощью резаков, работающих на ацетилене низкого давления.

Резак состоит из корпуса, рукоятки и ниппелей и для присоединения соответственно кислородного и ацетиленового шлангов. К корпусу с помощью накидной гайки присоединена смесительная камера, в которую ввернут инжектор - устройство для засасывания газа. Кислород, поступающий в горелку через ниппель, разветвляется по двум направлениям.

Часть кислорода, регулируемая вентилем, поступает через инжектор в смесительную камеру. В эту же камеру через ниппель 6 и регулирующий вентиль поступает ацетилен: В смесительной камере кислород и ацетилен образуют горючую смесь, которая по трубке проходит к головке горелки, выходит через зазор между наружным 15 и внутренним 14 мундштуками и сгорает, образуя подогревательное пламя.

Другая часть (струя) кислорода, регулируемая вентилем, проходит через трубку к головке, откуда выходит через центральный канал мундштука и образует режущую струю. Чтобы облегчить перемещение резака, используют простейшие приспособления для резки труб и вырезки фланцев.

Иногда вместо ацетилена для резки металла используют пары бензина, бензола и керосина. В этом случае применяют бензо- и керосинорезы. Установка для резки парами керосина или бензина состоит из резака, бачка для горючего и кислородного баллона с редуктором.

Гость