Практическая работа №4

Тема: Настройка сварочного пламени на различный состав горючей смеси и изменение его воздействия на нагрев металла.

Время выполнения заданий – 4 урока

Задание:

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить на вопросы:

2.1. Определить по нормальному пламени структуру пламени

2.2. Чем характеризуется нормальное и окислительное пламя

2.3. Какой материал можно сваривать науглероживающим пламенем

2.4. В чем характерные отличия между нормальным и науглероживающим пламенем

3. Составить алгоритм зажигания и регулирования пламени.

4. Выявить основные неисправности нарушающие форму и размеры пламени, причины и способы их устранения

1. СВАРОЧНОЕ ПЛАМЯ

При газовой сварке происходят разнообразные процессы: фи­зические, связанные с нагревом и расплавлением металла, фор­мированием шва, а также химические, обусловленные горением, взаимодействием флюса и присадочного материала с расплавлен­ным металлом.

Основным инструментом газосварщика является сварочное пламя. Оно образуется при сгорании горючего газа в кислороде. От соотношения объемов кислорода и горючего газа в их смеси зави­сят внешний вид, температура и характер влияния сварочного пламени на расплавленный металл.

Рассмотрим строение пламени (рис. 7.1). Сварочное пламя имеет три четко различимые области: ядро 1, восстановительную зону 2 и факел 3.

Ядро пламени представляет собой ярко светящуюся зону, в

наружном слое которой сгора­ют раскаленные частицы угле­рода, образующиеся при разло­жении ацетилена.

2. Длина факела

Восстановительная зона, более темная, состоит из оксида угле­рода и водорода, которые раскис­ляют расплавленный металл, от­бирая кислород от его оксидов. Факел — периферийная часть пламени — представляет собой зону полного сгорания углево­дородов в кислороде окружаю­щей среды

 

Рис. 7.1. Строение ацетиленового сварочного пламени и распределе­ние температуры по длине факела: 1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел

В зависимости от соотноше­ния объемов кислорода и аце­тилена получают три основных вида сварочного пламени: нор­мальное, окислительное и науг­лероживающее

Нормальное сварочное пламя образуется тогда, когда в горел­ке на один объем кислорода приходится один объем ацети­лена. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны. Ядро имеет резко очерченную форму, близкую к цилиндру с ярко светящейся оболочкой. Температура ядра достигает 1000°С.

Рис. 7.2. Виды сварочного пламени: а — нормальное; 6 — окислительное; в — науглероживающее; 1 — ядро; 2 — восстановительная зона; 3 — факел

В восстановительной зоне, содержащей продукты неполно­го сгорания ацетилена, прово­дят сварку. Температура этой зоны в точке, отстоящей на 3...6 мм от ядра, составляет 3150 "С. Факел имеет темпера­туру 1200... 2500 °С.

Нормальным сварочным пла­менем осуществляют сварку ста­лей всех марок, меди, бронзы и алюминия.

Окислительное сварочное пламя получают при избытке кисло­рода, когда в горелку подают на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. Ядро такого пламени имеет укороченную, ко­нусообразную форму. Оно приобретает менее резкие очертания и более бледную окраску, чем у нормального пламени. Протяжен­ность восстановительной зоны уменьшается по сравнению с нор­мальным пламенем. Факел имеет синевато-фиолетовую окраску. Горение сопровождается шумом, уровень которого зависит от дав­ления кислорода. Температура окислительного пламени выше, чем у нормального, однако при сварке таким пламенем из-за избытка кислорода образуются пористые и хрупкие швы.

Окислительное пламя применяют при сварке латуни и пайке твердыми припоями.

Науглероживающее сварочное пламя получают при избытке аце­тилена, когда в горелке на один объем ацетилена приходится не более 0,95 объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость очертаний, на его конце появляется зеленый венчик, по наличию которого судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона су­щественно светлее, чем у нормального пламени, и почти слива­ется с ядром. Факел приобретает желтую окраску. При значитель­ном избытке ацетилена пламя коптит. Температура науглерожива­ющего пламени ниже, чем у нормального и окислительного.

Слегка науглероживающим пламенем сваривают чугун и осу­ществляют наплавку твердых сплавов.

Газосварщик регулирует и устанавливает вид сварочного пла­мени «на глаз».

При выполнении сварочных работ необходимо, чтобы свароч­ное пламя обладало тепловой мощностью, достаточной для рас­плавления свариваемого металла.

Мощность пламени при газовой сварке зависит от расхода аце­тилена — объема газа, проходящего за один час через горелку. Мощность регулируют подбором наконечника горелки и измене­нием положения ацетиленового вентиля. Мощность пламени вы­бирают в соответствии с толщиной свариваемого металла и его теплофизическими свойствами.

Расход ацетилена, дм³/ч, необходимый для расплавления слоя свариваемого металла толщиной 1 мм, устанавливают на практи­ке. Так, слой низкоуглеродистой стали толщиной 1 мм расплавля­ется при расходе ацетилена 100... 130 дм³/ч. Чтобы определить рас­ход ацетилена при сварке конкретной детали, нужно умножить расход, соответствующий единичной толщине, на действитель­ную толщину свариваемого металла, мм.

Пример. При сварке низкоуглеродистой стали толщиной 3 мм минимальный расход ацетилена, дм³/ч, составит 100-3 = 300, а максимальный — 130-3 = 390.

 

Содержание отчета:

1. Ответить на вопросы:

a. Определить по нормальному пламени структуру пламени

b. Чем характеризуется нормальное и окислительное пламя

c. Какой материал можно сваривать науглероживающим пламенем

d. В чем характерные отличия между нормальным и науглероживающим пламенем

2. Составить алгоритм зажигания и регулирования пламени.

3. Выявить основные неисправности нарушающие форму и размеры пламени, причины и способы их устранения