Расчет режимов газовой сварки
Качественный сварной шов обеспечивается правильным подбором тепловой мощности сварочного пламени, видом пламени, способом сварки, углом наклона горелки, применением соответствующего при- садочного материала и флюса.
Тепловая мощность сварочного пламени оценивается по расходу ацетилена (л/ч) и определяется по формуле
q =A ⋅ S,
где А – коэффициент тепловой мощности (для малоуглеродистой стали
А = 100…130 л/ч⋅мм);
S– толщина свариваемого металла, мм.
По мощности пламени определяют номер наконечника горелки.
При использовании газовой сварки для изготовления металлических изделий предпочтительным типом соединения является стыковое. Соединение внахлест и тавровое соединения, вследствие возникновения в изделии значительных собственных напряжений, нежелательны, а при сварке изделий большой толщины недопустимы.
Сварка сталей толщиной до 2 мм осуществляется без скоса кромок и без зазора между листами или с отбортовкой кромок без присадочного металла. При толщине листа 2…5 мм соединение встык выполняют без скоса кромок, но с соответствующим зазором. Сталь толщиной более 5 мм сваривают только встык с применением одностороннего или двухстороннего скоса кромок.
При толщине металла более 5 мм применяют правый способ сварки, при
котором горелка движется впереди сварочной проволоки слева направо (рисунок 4 а). Пламя направлено на наплавленный металл, что способствует более качественному формированию шва, увеличивает производительность, уменьшает расход ацетилена, но при малых толщинах может привести к прожогу металла.
При толщине металла до 5 мм применяют левый способ сварки
(рисунок 4 б), при котором горелка движется справа налево. Присадочный пруток находится слева от горелки и передвигается впереди пламени, направленного от наплавленного металла в сторону основного металла, на нагрев которого расходуется значительная часть тепла, в результате чего наплавленный металл быстро охлаждается.
а – правый; б – левый
Рисунок 4 - Способы газовой сварки
Угол наклона горелки к свариваемой поверхности зависит от толщины
металла. При её увеличении нужна большая концентрация тепла и соответственно большой угол наклона горелки (рисунок 5).
Рисунок 5 - Изменение угла наклона горелки в зависимости от толщины свариваемого металла
Диаметр присадочной проволоки d (мм) определяют в зависимости от выбранного способа сварки и толщины свариваемого металла S (мм) по следующим формулам:
d = S / 2 + 1 – при левом способе;
d = S / 2 – при правом способе.
После расчета выбирается ближайшее значение, из следующего ряда
стандартных диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0;
5,0; 6,0; 8,0; 10 и 12. При сварке изделия толщиной более 15 мм диаметр проволоки принимают не более 6…8 мм.
В качестве присадочного материала следует применять проволоку
или прутки, близкие по химическому составу к металлу свариваемых изделий. Для сварки чугуна применяют специальные литые чугунные стержни; для наплавки износостойких покрытий – литые стержни из твердых сплавов. Для сварки цветных металлов и некоторых специальных сплавов используют флюсы, которые могут быть в виде порошков и паст; для сварки меди и её сплавов – кислые флюсы (буру, буру с борной кислотой); для сварки алюминиевых сплавов – бескислородные флюсы на основе фтористых, хлористых солей лития, калия, натрия и кальция.
Роль флюса состоит в растворении оксидов и образовании шлаков, легко всплывающих на поверхность сварочной ванны, а также предохранении расплавленного металла от дальнейшего окисления в процессе сварки, покрывая его тонкой пленкой. Во флюсы можно вводить элементы, раскисляющие и легирующие наплавленный металл.
Скорость сварки V (м/ч) определяется глубинной проплавления и зависит от свойств металла:
V = C / S,
где С – коэффициент скорости сварки, м ⋅ мм/ч (для углеродистых ста-
лей С = 12…15);
S– толщина металла, мм.
Время сварки t (ч) : t = L / V,
где L – длина шва, м.
Полный расход горючего газа Q (л) :
Q= q⋅ t,
где q– тепловая мощность сварочного пламени, л/ч.