Сущность процесса технологии газовой сварки

Газовая сварка имеет отношение к сварке термического класса, при которой под действием газового пламени свариваемый металл нагревается до плавления.

В процессе газовой сварки расплавленный металл деталей и присадочного прутка соприкасается с газовой фазой средней зоны пламени.

При этом протекают химические реакции между сварочной ванной и угарным газом и водородом пламени. Находящиеся в средней зоне пламени пары воды, углекислотный газ, водород, кислород, азот, а также свободный углерод, не успевший полностью окислиться на границе ядра пламени, также участвуют в процессах соединения металла детали и присадочного прутка.

Основными реакциями в сварочной ванне являются окисление и восстановление.

Известно, что чем больше химическое сродство металла к кислороду, тем меньше упругость диссоциации его окисла и тем труднее восстановить металл. Ряд окислов по возрастанию степени диссоциации выглядит следующим образом :

Из широко применяемых металлов наименьшей упругостью диссоциации обладает окисел кальция, наибольшей — окись меди.

Поэтому при газовой сварке различных металлов и сплавов следует иметь в виду, что окислы некоторых металлов не могут быть восстановлены газами и парами средней зоны пламени.

Так, медь, никель, железо могут быть частично или полностью восстановлены из окислов водородом и окисью углерода пламени. Но активности средней зоны пламени недостаточно для восстановления таких металлов, как магний, алюминий, цинк. Для их восстановления необходимо применять флюсы.

Технология газовой сварки состоит из подготовки кромок и сборки деталей под сварку, очистки 25—30 мм поверхности кромок перед сваркой, сварки соединения и последующей его термообработки или правки.

Сборка сварных соединений осуществляется на плоских или специальных стендах.

Для того чтобы в процессе сварки положение деталей и зазор между ними оставались постоянными, их соединяют друг с другом сваркой в отдельных точках.

Такие соединения называют прихватками.

Перед сваркой проводится очистка поверхности металла шириной не менее 20—30 мм в сторону от соединения.

Очистка поверхности кромок от окалины, ржавчины, старой краски выполняется газокислородным пламенем. Процесс основан на интенсивном нагреве поверхности при минимальном отводе тепла.

При этом на границе металла с окалиной, коэффициент теплового расширения которой значительно отличается от коэффициента теплового расширения металла, возникают скалывающие напряжения, что вызывает растрескивание и отслаивание окалины.

Продукты коррозии и абсорбированные соли разрушаются газовым пламенем вследствие удаления из них влаги. При этом ржавчина и соли превращаются в порошок, легко удаляемый щеткой. Удалять его обдувкой не рекомендуется, так как содержащиеся в сжатом воздухе масла и влага ухудшают качество очистки поверхности изделия.

В качестве горючего газа при газопламенной очистке металла целесообразно использовать ацетилен, обеспечивающий быстрый нагрев. При этом используется окислительное пламя и высокая скорость истечения газовой смеси. Выбор скорости перемещения горелки оценивают по образованию на поверхности металла черного порошка . Если скорость недостаточна, то в порошке появляются черные полосы, а металл перегревается и коробится.

Учитывая технологию газовой сварки, в зависимости от свойств свариваемого материала, его толщины и расположения свариваемого соединения выбирается вид пламени и его мощность.