Сварка нагретым газом
Этот метод сварки, как и контактами, получил широкое распространение в промышленности. (Метод основан па нагреве соединяемых поверхностей материала до температуры сварки
Рке. 14.5 Основные типы сварных швон: и — стыковой: б — нахлесточный: а — угловой; г — тавровый: <5 — торцоаыЛ |
струей горячего газа с последующим их сжатием под давлением и выдержкой до охлаждения. В качестве теплоносителя используется обычно воздух и азот.
Сварка с помощью нагретого газа осуществляется с применением присадочного материала или бед присадочного материала.
При сварке с применением присадочного материала нагретый газ, выходящий из сопла горелки, размягчает одновременно свариваемые кромки и прутокГ) Сварщик прижимает пруток к размягченным кромкам и образуется сварной шов. Этот способ применим, главным образом, для сварки относительно жестких термопластов — винипласта, полиамидов, ПММА, ПП, ПЭВП.
ГСварка без присадочного материала чаще применяется для сварки пленок путем одностороннего нагрева сложенных внахлестку материалов. j
Первый этап технологии сварки — обработка кромок. Вели свариваются листы толщиной до 4 мм, то кромки можно не обрабатывать. В этом случае между листами, свариваемыми встык, следует оставлять зазор 1—3 мм для обеспечения равномерного провара. При сварке встык листов или деталей толщиной свыше 4 мм рекомендуется делать скос кромок с одной или двух сторон. Предпочтительнее швы, полученные при сварке деталей с двухсторонним скосом (х-образпые), чем с односторонним скосом. Они прочнее и требуют меньшего расхода присадочного материала. Скос кромок делают под определенным углом, называемым углом разделки кромок или углом раскрытия шва. Оптимальный угол разделки кромок 60—70°.
Вообще же все сварные соединения, выполняемые сваркой нагретым газом с присадочным материалом, можно разделить ка пять видов: встык, внахлестку, угловые, тавровые и торцовые (рис. 14.5). Наибольшей механической прочностью обладают стыковые соединения. Швы внахлестку при сварке жестких материалов применяют редко из-за их пониженной прочности. Угловые и тавровые соединения получают как без обработки кромок, так и со снятием фасок; последний прием повышает прочность шва. б* Параметрами сварки нагретым газом являются: температу - I ра, давление и расход газа, скорость укладки сварочного прут-
--- Рис. 14.6. Горелка косвенного действия: /, i — штудеры; •> — змееиик: 4 — наконечник; j — хор кус; 5 — щиток; 7—-рукоятка |
ка. давление на присадочный материал. Важное значение имеют также угол наклона прутка прн подаче в шов, угол наклона сопла горелки к поверхности шва и его расстояние до свариваемой поверхности. Температура газа выбирается в зависимости от вида свариваемого материала и па выходе из сопла должна па 50 100°С превышать температуру текучести термопласта (при
расстоянии 5—(3 мм между соплом и свариваемыми поверхности мнТ^Тем пер атур а свариваемого материала и скорость укладки присадочного материала тесно увязаны между собой. Каждой определенной температуре соответствует оптимальная скорость процесса, при которой возможно получение сварного соединения максимальной прочности. !Давлепке газа-теплоносите-._ ля устанавливается в диапазоне 0,03—0,10 МПа при расходе от 1,5 до 3 м3/ч.
Ниже приведены значения давления и температуры газа при сварке некоторых термопластов с присадочным прутком диаметром 3 мм (скорость укладки прутка — 0,17—0,03 м/мин, усилие вдавливания прутка — 3 Н па 1 мм - площади сечения прутка; температура газа дана при расстоянии G мм между соплом горелки и свариваемой поверхностью; параметры сварки приведены применительно к укладке однорядного шва):
Давление газа. Температура
МПа газя, °С
ПЭНП 0,035 —0.070 240^15
ПЭВП 0,040—0,070 250±15
ПП 0,050—0,090 260*15
Винипласт 0,006—0,040 200*15
[в качестве оборудования для сварки нагретым газом применяются как ручные горелки, гак и специальные установки./Руч - ные горелки благодаря простоте конструкции получили широкое распространение. Все типы ручных горелок можно разделить на газовые горелки косвенного и прямого действия к горелки с электрообогревом. На рис. 1-1.G показана горелка косвенного действия, часто применяемая в промыт* лекности. Газ-теплоноситель подается в штуцер 2, проходит по змеевику 2, уложенному в корпусе 5, имеющему внутри теплоизоляцию, и через наконечник 4 поступает в зону сварки. Горю-
чпй газ (пропап-бутановая смесь) подается в штуцер 1 и сгорает, вытекая нз сопла. Газовое пламя нагревает до необходимой температуры газ-теплоноситель, проходящий по змеевику. Регулирование температуры сварки достигается изменением длины пламени и количества газа-теплоносителя. Аппарат держат за рукоятку 7. Щиток 6 служит защитой против теплового излучения.
В горелках прямого действия используется пропан или природный газ и воздух, подаваемые из источника питания под давлением соответственно 0.11—0,20 и 0,18- 0,60Ml 1а. Эти горелки более производительны и экономичны, чем горелки косвенного действия.
В горелках с электрообогревом газ-теплоноси - тель нагревается электронагревателем, состоящим нз спирали, уложенной на асбестовой пластине в керамической трубке. Спираль нагревается током, напряжение не превышает 3(3 В. Технические характеристики большинства горелок с электрообогревом, различающихся конструктивными особенностями, практически одинаковы: мощность нагревательных элементов — 500—800 Вт, расход газа-теплсиосктеля — до 3 м3/ч, рабочее напряжение —не более 36 В.
Преимущества ручных газовых горелок—это гибкость и маневренность технологического процесса сварки, возможность сваривания деталей в труднодоступных местах, однако производительность труда невелика.
Механизация процесса сварки позволяет существенно повысить производительность труда. С этой целью созданы и применяются сварочные полуавтоматы к машины ПГП-1, МСГ1-5М, СПК-М, «Пчелка». Они оборудованы горелками с электрообо гревом и позволяют вести сварку с присадочным прутком со скоростью более 1,5 м/мин.