Угол наклона мундштука горелки в зависимости от толщины свариваемого материала

Толщина ма­териала, мм	До1	1...3	3...5	5...7	7...10	10... 12	12...15	Свыше 15
Угол накло­на, град.

от теплопроводности металла (чем толще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки дол­жен быть больше, что способствует более концентрированному нагре­ву металла вследствие подведения большего количества теплоты).

Существуют два основных способа газовой сварки.

Правый (рис. 13.2, а). Процесс сварки ведется слева направо, горелка перемещается впереди присадочного прутка, а пламя на­правлено на формирующийся шов. В результате происходит хоро­шая защита сварочной ванны от воздействия атмосферного возду­ха и замедленное охлаждение сварного шва. Такой способ позволя­ет получить швы высокого качества. Применяют при сварке металла толщиной более 5 мм. Пламя горелки ограничено с двух сторон кромками изделия, а позади — наплавленным валиком, что зна­чительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень ее использования. Этим способом легче сваривать потолочные швы, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосред­ственно на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сварочной ванны.

Левый (рис. 13.2, б). Процесс сварки выполняют справа нале­во, горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя на­правляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавли­вая к сварке. Пламя свободно растекается по поверхности металла, что снижает опасность его пережога. Способ позволяет получить внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит шов и может получить его равномерным по высоте и ширине, что осо­бенно важно при сварке тонких листов. Этим способом осуществ­ляют сварку: вертикальных швов снизу вверх; на вертикальных поверхностях горизонтальными швами выполняют сварку, направ­ляя пламя горелки на заваренный шов.

Для получения сварного шва с высокими механическими свой­ствами необходимо качественно произвести подготовку сваривае­мых кромок, которая состоит в очистке их от масла, окалины и других загрязнений на ширину 20...30 мм с каждой стороны шва; разделку под сварку, которая зависит от типа сварного соединения; прихватки короткими швами, длина, количество и расстояние между ними зависит от толщины металла, длины и конфигурации шва.

При толщине металла до 6...8 мм применяют однослойные швы, до 10 мм — двухслойные, более 10 мм — трехслойные и более. Перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего слоя необходимо хорошо очистить металлической щеткой. Сварку вы­полняют короткими участками, стыки валиков в слоях не должны совпадать. При однослойной сварке зона нагрева больше, чем при многослойной. При наплавке очередного слоя проводят отжиг ни­жележащих слоев.

Диаметр присадочной проволоки при сварке левым способом металла толщиной до 15 мм равен й = 5/2 + 1, где 6" — толщина свариваемой стали (мм), при правом способе — половине тол­щины свариваемого металла. При сварке металла толщиной более 15 мм применяют проволоку диаметром 6...8 мм.

После сварки, чтобы металл приобрел достаточную пластич­ность и мелкозернистую структуру, необходимо провести проков­ку металла шва в горячем состоянии и последующую нормализа­цию при температуре 800...900°С.

Рис. 13.2. Основные способы газовой сварки:

1 — формирующий шов; 2 — присадочный пруток; 3 —пламя горелки; 4 — горелка

Дуговая наплавка под флюсом. Способ широко применяется для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей. Это механизированный способ наплавки, при котором совмеще­ны два основных движения электрода — это его подача по мере оплавления к детали и перемещение вдоль сварочного шва.

Сущность способа наплавки под флюсом (рис. 13.3) заключа­ется в том, что в зону горения дуги автоматически подаются сы­пучий флюс и электродная проволока. Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл. Часть флюса плавится, образуя вок­руг дуги эластичную оболочку из жидкого флюса, которая защи­щает расплавленный металл от окисления, уменьшает разбрыз­гивание и угар. При кристаллизации расплавленного металла образуется сварочный шов.

Преимущества способа:

возможность получения покрытия заданного состава, т. е. леги­рования металла через проволоку и флюс и равномерного по хи­мическому составу и свойствам;

защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредного влияния кислорода и азота воздуха;

выделение растворенных газов и шлаковых включений из сва­рочной ванны в результате медленной кристаллизации жидкого металла под флюсом;

возможность использования повышенных сварочных токов, ко­торые позволяют увеличить скорость сварки, что способствует по­вышению производительности труда в 6...8 раз;

экономичность в отношении расхода электроэнергии и электродного металла;

отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическо­му давлению флюса; возмож­ность получения слоя наплав­ленного металла большой тол­щины (1,5 ...5 мм и более);

Рис. 13.3. Схема автоматической ду­говой наплавки цилиндрических де­талей под флюсом: 1 — патрон; 2 — касета; 3 — бункер; 4 — флюс; 5 — деталь

независимость качества наплавленного металла от квалификации исполнителя;

лучшие условия труда сварщиков ввиду отсутствия ульт­рафиолетового излучения; воз­можность автоматизации тех­нологического процесса.

Недостатки способа: значительный нагрев детали;

невозможность наплавки в верхнем положении шва и де­брей диаметром менее 40 мм из-за отекания наплавленного металла и трудности удержания флюса на поверхности детали;

сложность применения для деталей сложной конструкции, не­обходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки; возможность возникновения трещин и образования пор в наплав­ленном металле.

Режим наплавки определяется силой тока, напряжением, ско­ростью наплавки, материалом электродной проволоки, ее диамет­ром и скоростью подачи, маркой флюса и перемещением элект­рода, шагом наплавки.

Силу тока определяют по таблицам или по формуле:

, (13.2)

где — диаметр электрода, мм.

При наплавке сварку обычно ведут постоянным током обрат­ной полярности. Напряжение сварочной дуги задают в пределах 25...35 В, скорость наплавки составляет 20...25 м/ч, подачи про­волоки — 75... 180 м/ч. Вылет электрода и шаг наплавки зависят от диаметра проволоки и определяются по формулам:

δ = (10... 12) ; S = (2,0...2,5) , (13.3)

где δ — вылет электрода, мм; S — шаг наплавки, мм.

Схема дуговой наплавки под флюсом цилиндрических деталей при­ведена на рис. 13.3. Деталь 5 устанавливают в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подается из кас­сеты 2 роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сва­рочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплав­ленной поверхности продольным движением суппорта станка. На­плавка производится винтовыми валиками с взаимным их пере­крытием примерно на 1/3. Сыпучий флюс 4, состоящий из отдельных мелких крупиц, в зону горения дуги поступает из бункера 3. Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится (рис. 13.4), образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защи­щает расплавленный металл от действия кислорода и азота. После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместе с флюсом, образуя на наплавленной поверхности ломкую шлако­вую корку. Флюс, который не расплавился, может быть снова ис­пользован. Электродная проволока подается с некоторым смеще­нием от зенита «е» наплавляемой поверхности в сторону, проти­воположную вращению детали. Это предотвращает отекание жидкого металла сварочной ванны. Режимы наплавки устанавли­ваются в зависимости от диаметра наплавляемой поверхности де­тали и приведены в табл. 13.5

Для наплавки используются наплавочные головки А-580М, ОКС-5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209 и другие.

При наплавке плоской поверхности на­плавочная головка или деталь совершает по­ступательное движение со смещением эле­ктродной проволоки на 3... 5 мм поперек движения после наложения шва заданной длины. Наплавку шлицев производят в про­дольном направлении путем заплавки впа­дин, устанавливая конец электродной про­волоки на середине впадины между шлица­ми. Основные параметры наплавки плос­ких поверхностей приведены в табл. 13.6.

Твердость и износостойкость наплав­ленного слоя в основном зависят от при­меняемой электродной проволоки и мар­ки флюса.

Рис. 13.4. Схема горения электрической дуги под слоем флюса: 1 — наплавленный металл; 2 — шлаковая корка; 3 — флюс; 4 — электрод; 5 — расплавленный флюс; 6 — расплавленный металл; 7— основной металл; е — сме­щение электрода с зенита

Для наплавки используют электро­дную проволоку: для низкоуглеродистых и низколегированных сталей — из мало­углеродистых (Св-08, Св-08А), марган­цовистых (Св-08Г, Св-08ГА, Св-15Г) и кремниймарганцовистых (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС) сталей; с большим со­держанием углерода — Нп-65Г, Нп-80, Нп-30ХГСА, Нп-40Х13 и др.

В зависимости от способа изготовле­ния флюсы для автоматической наплав­ки делят на плавленые, керамические и флюсы-смеси. Плавленые флюсы содержат стабилизирующие и шлакообразующие элементы, но в них не входят легирующие добавки, поэтому они не могут придавать слою, наплавленному малоуглеродистой, марганцовистой и кремниймар-ганцовистой проволоками, высокую твердость и износостойкость. Из плавленых флюсов наиболее распространены АН-348А, АН-60, ОСу-45, АН-20, АН-28.

Таблица 13.5