Конспект

Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наибольшее применение при газовой сварке нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150^оС) и обеспечивает концентрированный нагрев.

От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. Изменяя состав горючей смеси, сварщик тем самым изменяет основные параметры сварочного пламени.

В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени: нормальное, окислительное и науглероживающее.

Нормальное пламя теоретически получают тогда, когда в горелку на один объём кислорода поступает один объём ацетилена, практически кислорода подают несколько больше – от 1,1 до 1,3 от объёма ацетилена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода подаётся в горелку немного больше из-за небольшой загрязнённости и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.

Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, её расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — его длину.

Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и по своему более тёмному цвету отличается от него. Длина её зависит от номера мундштука и достигает 20мм. Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена — окиси углерода и водорода. Она называется восстановительной, так как окись углерода и водород раскисляют расплавленный металл, отнимая кислород от его окислов. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов получается без пор и шлаковых включений. Этой зоной пламени и производят сварку. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру (3150^оС) в точке, отстоящей на 3—6мм от конца ядра.

Зона полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит из углекислого газа, паров воды и газа, которые образуются в пламени при сгорании окиси углерода и водорода восстановительной зоны за счёт кислорода окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура восстановительной, и колеблется от 1200 до 2500^оС.

Окислительное пламя получается при избытке кислорода, при подаче в горелку на один объём ацетилена более 1,3 объёма кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, становится с менее резкими очертаниями и приобретает более бледную окраску. Сокращаются по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя приобретает синевато-фиолетовую окраску. Пламя горит с шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше нормального, но сваривать стали таким пламенем нельзя из-за наличия в пламени избытка кислорода. Избыток кислорода, приводит к окислению металла шва, шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при сварке латуни и пайке твердыми припоями.

Науглероживающее пламя получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один объём ацетилена подается 0,95 и менее объёма кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, на конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает желтоватую окраску. При большем избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как в нём ощущается недостаток кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена. Находящийся в пламени избыточный углерод легко поглощается расплавленным металлом и ухудшает качество металла шва. Слегка науглероживающее пламя применяют при сварке чугуна и при наплавке твёрдыми сплавами.

Характер сварочного пламени сварщик определяет на глаз по форме и окраски пламени. Характер пламени выбирают в зависимости от свариваемого металла и его свойств.