§ 39. ПОСТ ДЛЯ СВАРКИ В УГЛЕКИСЛОМ ГАЗЕ И ЕГО ОСНАСТКА

В настоящее время в народном хозяйстве зна­чительное место занимает дуговая сварка в среде защит­ных газов и благодаря ее технологическим и экономиче­ским преимуществам объем ее применения все больше возрастает.

Технологическими преимуществами являются относи­тельная простота процесса сварки, возможность полуав­томатической и автоматической сварки швов, находя­щихся в различных пространственных положениях, что позволяет механизировать сварку в различных простран­ственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков труб. Небольшой объем шлаков, участвующих в процессе сварки в С02, позволяет в ряде случаев полу­чить швы высокого качества.

Сварка в среде защитных газов применяется как для соединения различных сталей, так и цветных металлов и таких активных, как титан, цирконий, тантал и др.

Для сварки в защитных газах кроме источника питания дуги требуются специальные приборы и оснастка. Рас­смотрим схему поста для сварки в углекислом газе (рис. 125). Сварочный пост состоит из электрической и механической частей и газовой магистрали. В электриче­скую часть поста входят: источник питания 7, пульт управления 8 и цепь сварочного тока. В механическую часть поста входят: механизм подачи сварочной прово­локи 10, газоэлектрическая горелка 11 и устройства для размещения и закрепления деталей 9. Газовая магистраль включает баллон с газом 1, шланги для подачи газа и сле­дующие газовые приборы: подогреватель 2, осушитель 3, редуктор 4, расходомер (ротаметр) 5, газоэлектрический клапан 6. При сварке в смеси газов пост дооборудуется смесителем. Подогреватели и осушители применяются только при сварке в углекислом газе. В ряде случаев го­релки охлаждаются водой.

Подогреватели служат для подогрева углекислого газа, поступающего из баллона, так как при выпуске угле­кислоты из баллона вследствие испарения жидкости тем-

пература газа значительно уменьшается, а при значи­тельном расходе газа возможно замерзание редук­тора.

Применяемый электрический подогреватель (рис. 126) состоит из корпуса 1, кожуха 2, трубчатого змеевика 3, теплоизоляции 4 и нагревательного элемента 5. Питание нагревательного элемента производится переменным то­ком, напряжением 36 В, который подводится к клеммам 6. Газ, проходя по трубчатому змеевику, нагревается до температуры 10—15 °С. В последнее время подогреватели включаются параллельно с газоэлектрическим клапаном (см. рис. 132).

Осушители (рис. 127) предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. В зависимости от давления применяются два вида осушителей: высокого давления (рис. 127, а) и низкого давления (рис. 127, б). Они состоят из корпуса /, крышки 5, решегок 2, филь­тров 3 и влагопоглотителя 4. Кроме того, осушитель вы­сокого давления снабжен пружиной 6, предназначенной

для уплотнения влагопоглотителя. Фильтры 3 служат для отделения от газа твердых частиц.

В качестве влагопоглотителя используется силикагель, медный купорос или хлористый кальций. Влагопоглоти­тели перед заправкой в осушители прокаливают при тем­пературе 250—300 °С в течение 1—2 ч.

за. При сварке в защитных газах применяются расхо­домеры поплавкового типа (PC-З, РС-5), расходомеры дроссельного, калиброванного и редукторного типа без блокировки и с блокировкой сварочного тока по воде и газу.

Расходомер поплавкового типа (ротаметр) — рис. 128, а — состоит из стеклянной конусной трубки 1 со шкалой, куда помещен поплавок 2. Трубка размещается в метал­лическом кожухе 3. На кожух надеваются накидные гайки 4 с ниппелями, на которые надевают шланги. Газ, подводимый снизу, поднимает поплавок в сторону боль­шего диаметра трубки, увеличивая кольцевой зазор между поплавком 2 и трубкой /. В определенном месте поплавок

остановится — это означает, что вес поплавка уравнове­сится напором проходящего газа. Шкала расходомера PC-З отградуирована на расход воздуха (рис. 129). За­щитные газы легче или тяжелее воздуха, поэтому для них вводят поправочные коэффициенты k:

Азот N? ............................................................... 1,020

Аргон Аг................................................................. 0,850

Водород Н2......................................................... 3,80

Гелий Не............................................................ 2,70

Кислород 02 0,955

Углекислый газ С02 .................................. 0,810

Например, показание шкалы расходомера 60; проведя перпендикулярную линию из этой точки до пересечения с кривой расхода воздуха, получим, что расход воздуха составит 700 л/ч. Допустим, что газ, применяемый при сварке, — аргон; поправочный коэффициент для него равен 0,850. Объемный расход аргона vAr — цв03д k —

— 700- 0,850 = 595 л/ч и соответственно рассмотренному можно определить расход и других газов.

Поплавки изготовляются из алюминия, эбонита и стали и имеют различный вес, что значительно влияет на показания ротаметра, поэтому менять поплавки в рота-

В

Рис. 128. Расходомеры

метрах нельзя. Недостатком расходомеров поплавкового типа является частый выход из строя стеклянных трубок и возможность их работы только в строго вертикальном по­ложении.

Расходомер дроссельного типа (см. рис. 128, б) рабо­тает по принципу измерения перепада давления до и после дросселирующей диафрагмы 1, которая делит ци­линдрическую камеру пополам. Давление в каждой поло­вине камеры контролируется манометрами Рх и Р2, мано­метр Р2 отградуирован на расход газа.

Расходомер калиброванного типа (см. рис. 128, в) устанавливается при работе на постоянном расходе газа. Расходомеры такого типа заменяют любые типы расходо­меров. Диаметр отверстия диафрагмы 1 выбирается опыт­ным путем. Если необходимо в процессе работы изменить

Рис. 129. Градуировочная^^ кривая к расходомеру PC-3 v ts для определения расхода ^ воздуха, по которому граду - g ирован расходомер при 20 °С

при 0,1 МПа ^ сз

Л ^

расход газа, это достигается в некоторых пределах за счет увеличения рабочего давления на редукторе, а в больших пределах — набором калиброванных шайб (диафрагм).

Ч

Рис. 130. Расходомер-регулятор редукторного типа без блоки-
ровки сварочного тока по воде и газу

Расходомер-регулятор без блокировки сварочного тока по воде и газу (рис. 130) позволяет измерять и регулировать расход газа. Он состоит из корпуса 1, манометра 2. В кор­пусе закреплены два штуцера для входа и выхода газа 3. Перед штуцером для выхода газа размещена диафрагма 4 с отверстием, диаметр которого выбирается в зависимости от рода применяемого газа и пределов регулировки, кото­рая осуществляется игольчатым вентилем 5.

Преимуществом расходомера такого типа по сравнению с другими является то, что такие расходомеры работают в любом пространственном положении и обладают ма­лыми массой и габаритными размерами.

При сварке с поддувом защитного газа с обратной стороны сварного соединения и сварке в смеси газов при­меняют два таких же расхо­домера, расположенных на одной панели.

Расходомер с блокировкой сварочного тока по воде и газу (рис. 131) служит для замера расхода газа в процес­се сварки и отключения це­пей сварочного тока при недо­статке защитного газа и охлаждающей воды. Он со­стоит из штуцеров для входа и выхода газа, корпуса, шту­церов для входа и выхода воды, игольчатого вентиля, манометра, двух диафрагм, изготовленных из бронзовой фольги, и двух регулируемых контактов.

Газоэлектр и ческие клапа­ны служат для экономичного расхода газа при полуавто­матической и автоматической газоэлектрической сварке. Они работают по принципу втягивании сердечника в ка­тушку при подаче на нее на­пряжения.

Электр or азовый клапан (рис. 132) состоит из корпуса 1, штуцера 2, кожуха 3, служащего для крепления катушки 4 при помощи винта 5 и подвижного сердечника 8 с рабочей пружиной 7. Резиновая прокладка 9 служит для гермети­зации клапана. Питание подводится по проводам 6. Корпус клапана 1 и корпус катушки 4 выполняются из немагнит­ного материала, винт и подвижный сердечник —из стали марки 10 или 15, а кожух — из низкоуглеродистой стали.

В настоящее время применяются газоэлектрические клапаны совместно с реле времени, обеспечивающие ло-
дачу газа после отключения сварочного тока до полного остывания металла шва, что особенно важно при сварке активных металлов.

Смесители предназначены для смешивания газов и автоматического поддержания постоянства состава смеси. Они могут быть применены для получения различных смесей.

Газоэлектрическая горелка является одним из важней­ших узлов установки для сварки в защитных газах. От

совершенства конструкции горелки зависит ряд техноло­гических факторов процесса и качество выполнения сварки. Сварочные горелки предназначаются для подве­дения к неплавящемуся или плавящемуся электроду сва­рочного тока и защитной струи газа. В зависимости от габаритов, массы и силы тока, применяемого для сварки, горелки делятся на малые, средние и большие, а также на горелки с водяным или газовым охлаждением и без охлаждения.

Выбор типа горелки должен производиться в каждом конкретном случае в зависимости от требуемой силы тока, определяемой толщиной и свойствами основного металла; от удобства выполнения швов в конструкции (возмож­ность подвода горелки в неудобных или труднодоступных местах, глубоких разделках и т. п.); от продолжитель­ности процесса сварки и др.

Сейчас рядом институтов и заводов разработаны раз­личные конструкции сварочных горелок, удовлетворяю­щих в основном требованиям производства.