Горячая газовая сварка
С применением присадочных чугунных прутков исправляют дефекты небольших и средних размеров (рис. 18) на рабочих и нерабочих поверхностях отливок до и после их механической обработки, но при наличии припуска на последнюю 2—5' мм.
Место, подлежащее заварке должно быть чисто вырублено, а трещины должны быть прорублены со снятием фасок. Детали перед заваркой нагревают так же, как н при горячей электросварке, в подобных же нагревательных устройствах.
Нагрев (до температуры 650° С) преследует следующие цели: расплавить горелкой уже подогретую деталь, не расходуя на подогрев кислород и ацетилен; не допустить образования внутренних напряжений, которые неизбежно возникали бы при местном разогреве горелкой, и тем самым избежать образования трещин; устранить возможность образования отбела, так как в разогретой отливке теплоотдача от места заварки в массу изделия значительно замедляется; ускорить цикл сварки и улучшить качество
наплавленного металла, так как подогретый чугун легко плавится и очищается от земли и шлака.
Разогретую деталь устанавливают в наиболее удобное для заварки положение. Источником теплоты для расплавления основного и присадочного металла служит пламя сварочной горелки, образующееся при сгорании ацетилена или его заменителей, в атмосфере кислорода и развивающее достаточно высокую температуру.
Мощность пламени (ацети- лено-кис. лородного) в зависимости от площади дефекта регулируют подбором соответствующего наконечника: для дефектов площадью до 5 см2 наконечник № 5; 5—25 см2 — № 6; свыше 25 см2 — № 7 и 8. Кроме площади дефекта на выбор мощности влияет и толщина стенки детали, на которой расположен дефект. Как правило, при толщине стенки свыше 30 мм во всех случаях применяют наконеч
ники № 6—7.
Диаметр присадочных прутков выбирают в зависимости от мощности пламени и площади дефекта: для дефектов площадью до 20 см2 диаметр прутка 6—8 мм; 20—60 см2 — 10—12 мм; свыше 60 см2 — 14—16 мм.
Форма сечения прутка при сварке не оказывает заметного влияния на ведение процесса.
Процесс сварки начинают с прогрева основного металла вокруг дефекта пламенем горелки до светло-красного цвета (850° С). Затем пламя сосредоточивают на поверхности разделки, доводят ее до плавления. Пламя должно быть нормальным, расплавление осуществляют восстановительной частью пламени (2—3 мм от светящегося ядра). Стенки дефекта расплавляют и с помощью 92
чугунного присадочного прутка очищают от неметаллических включенні), после чего дефект заполняют расплавленным присадочным материалом с периодическим добавлением флюса па кончике прутка.
Сварку следует вести ванным способом, так как это благоприятно сказывается на плотности и структуре сварного соединения. Однако при заварке краевых дефектов (бобышки, платики, бортики, уголки) поддерживать ванну в жидком состоянии весьма затруднительно. Сварщик, маневрируя пламенем горелки, прут-
Рис. 19. Пористость губчатого вида |
ком, не должен допускать стекания жидкого металла. В начальный момент угол наклона прутка к поверхности изделия составляет примерно 80°, а затем постепенно уменьшается почти до 0°. В этом случае целесообразно, чтобы наплавленный металл находился в полужидком состоянии, для чего необходимо прерывать процесс нагрева для некоторого охлаждения ванны.
Послойная наплавка со значительными перерывами может привести к образованию шлаковых прослоек между слоями или даже к несплавлению. Наплавленный металл должен возвышаться над основным металлом не менее чем на 3 мм. Для выравнивания наплавленный металл шва прогревают пламенем горелки и натеки удаляют чугунным прутком.
В процессе сварки сам сварщик может контролировать наличие газовых включений в расплавленном металле. Для этого уже после наведения жидкой ванны пламенем горелки металл несколько вытесняют таким образом, чтобы обнажилось дно ванны, при этом могут выявиться газовые пузыри (рис. 19), которые указывают на низкое качество присадочного прутка или свариваемого металла. В этом случае следует сменить присадочный пруток и удалить (выплеснуть) весь ранее наплавленный металл. В отдельных случаях газы удается удалить путем увеличения времени существования жидкой сварочной ванны (табл. 28).
Таблица 28. Возможные дефекты и причины их возникновения
|
Для обеспечения нормальной твердости сварного соединения необходимо после сварки замедлить скорость охлаждения металла в интервале температур соответствующих перлитным превращениям. С этой целью горелку медленно отводят от поверхности ванны на расстояние 50—100 мм и наплавленный металл выдерживают под воздействием пламени в течение 0,5—1,5 мин. Процесс замедленного охлаждения хорошо контролируется визуально. При наблюдении через светофильтры защитных очков по периферии шва должно образовываться темное кольцо охлаждающегося металла. После того, как это кольцо распространится в центр наплавки, можно отводить горелку. При этом можно считать, что перлитные превращения в металле шва в основном закончились. Наплавленный металл для замедленного охлаждения засыпают сухой землей, а деталь прикрывают листовым асбестом.
При исправлении отливок сложной конфигурации большой трещины для уменьшения напряжений и предупреждения образования трещин после сварки отливки рекомендуется подвергать вторичному нагреву (отжигу) в горне или печи при температуре 650—750° С, охлаждение вместе с горном (печыо).
Исследованы особенности сварки газами-заменителями ацетилена при использовании пропан-бутана и природного (сетевого) газа. Неясно выраженное ядро пламени, образуемое при сгорании газов-заменителей с кислородом создает трудности и требует известного навыка при^регулировке мощности и характера пла
мени. Поэтому при переходе от ацетилена к газам-заменителям рекомендуется для обучения сварщиков в газовые линии включать ротаметры, которые дают ориентир расхода газов и настройки пламени горелки. В дальнейшем сварщик, имея практические навыки, определяет характер пламени по его виду.
Менее концентрированное пламя (по сравнению с ацетиленокислородным пламенем) создает более широкую зону прогрева основного металла в зоне сварки, что в условиях сварки чугуна делает процесс более «мягким». Пламя, образованное газами - заменителями, более устойчиво в' работе, так как вследствие низкой скорости воспламенения маловероятно возникновение обратных ударов, что особенно важно при горячей сварке в условиях значительного нагрева^мундштуками ствола горелки.