Сварочные горелки и резаки для газопламенной сварки

Рис. 1. Сварочные горелки: А — инжекторная; Б — безынжекторная; 1— штуцер подачи кислорода; 2 — штуцер подачи горючей смеси; 3 — корпус горелки; 4 — смеситель; 5 — регулировочный вентиль; 6 — инжектор; 7 — наконечник; 8 — мундштук.

Наибольшее применение получили инжекторные горелки, работающие на смеси ацетилена с кислородом. В этих горелках подачу горючего газа в смесительную камеру осуществляют подсосом его струей кислорода, подаваемого в горелку с большим давлением, чем горючий газ. Процесс подсоса горючего газа называется инжекцией и происходит следующим образом. Кислород под давлением поступает в горелку и через штуцер (рис. 1А) и регулировочный вентиль 5 подается к инжектору. Выходя с большой скоростью из узкого канала инжекторного конуса, кислород создает значительное разрежение в камере и засасывает горючий газ, поступающий через ацетиленовые каналы горелки в камеру смесителя 4, где и образуется горючая смесь. По наконечнику 7 горючая смесь поступает к мундштуку 8, на выходе которого образуется сварочное пламя.

Схема смешивания безынжекторной горелки показана на рис. 1Б. В этом типе горелок горючий газ и кислород подают при примерно равном давлении в смесительную камеру, откуда после смешивания они поступают на наконечник горелки, образуя на выходе сварочное пламя.

Мундштуки горелок изготавливают из высокотеплопроводных материалов, используя для этого меди марки МЗ или хромистую бронзу. Для устойчивого горения и правильной формы пламени, поверхности выходного канала мундштука подвергают тщательной обработке. Все повреждения этого элемента горелки (заусенцы, вмятины, плохая чистота поверхности) способствуют отрыву пламени и обратным ударам. Выпускают 12 номеров сменных наконечников, отличающихся различным расходом кислорода и ацетилена. Номер наконечника выбирают в соответствии с толщиной свариваемого металла и требуемым удельным расходом ацетилена. Расход ацетилена для различных номеров наконечников приведен в таблице.

Различают четыре типа горелок: горелки микромощности (Г-1) снабжают наконечниками № 000 и 00; горелки малой мощности (Г-2) снабжают наконечниками № 0,1, 2, 3 и 4; горелки средней мощности, инжекторные, в комплект которых входит семь наконечников, горелки большой мощности, инжекторные.

Если сварщику приходится работать с разными горелками, нужно предусматривать соответствующий разъем шланга, для чего используются различные переходники и ниппели.

Кислородные резаки (рис. 2) — служат для газопламенной резки металлов. Они служат для смешивания горючего газа с кислородом, в результате чего образуется подогревающее пламя. Ручные резаки для газовой резки классифицируют последующим признакам:

по роду горючего газа, на котором они работают (ацетилен, газы-заменители, жидкие горючие вещества);

по принципу смешения горючего газа и кислорода — на инжекторные и безынжекторные;

по назначению — универсальные и специальные;

по виду резки — для разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой, копьевой.

В настоящее время широкое применение получили универсальные инжекторные резаки, позволяющие резать сталь толщиной от 3 до 300 мм. Принцип их устройства аналогичен принципу устройства сварочной горелки. Режущая часть состоит из дополнительной трубки для подачи режущего кислорода и вентиля для его регулировки. В мундштуке находится два концентрически расположенных отверстия для выхода подогревающего пламени и режущей струи. Газы в мундштук подают и регулируют с помощью соответствующих вентилей.

Специальные сварочные горелки служат для газопламенной обработки металлов (очистки, пайки, сварки термопластов, газопламенной наплавки и т.д.).

Рис. 2.Кислородный резак: р — режущая часть; n — подогревающая часть; 1 — наконечники; 2 — вентили; 3 — мундштуки.	Рис. 3.Горелка для сварки термопластичных материалов: 1 — подача воздуха; 2 — подача пропан-бутана; 3 — вентили; 4 — смеситель; 5 — наконечник.

Номенклатура таких горелок достаточно широка, поэтому в качестве примера остановимся на горелке для сварки термопластичных материалов (рис.3). При помощи таких горелок сваривают винипласт, полиэтилен, органические стекла и другие виды пластмасс толщиной до 25 мм. Теплоносителем в таких горелках является воздух в смеси с продуктами сгорания пропан-бутана. Сварка производится посредством присадочного прутка диаметром 3 — 5 мм.

Билет №2

1. Различают следующие характеристики сварного шва: ширину, выпуклость, вогнутость и корень шва.

Рис. 1.6. Прорезные швы

Ширина шва е - расстояние между видимыми линиями сплавления сварного шва (см. рис. 1.2, а). Выпуклость шва g определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости (см. рис. 1.2, а; 1.4, а). Вогнутость шва T определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы шва с основным металлом и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости (см. рис. 1.2, в; 1.3, в). Вогнутость корня стыкового шва является дефектом обратной стороны одностороннего шва. Корень шва - часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности (см. рис. 1.2, б; 1.4, а). По существу это обратная сторона шва, в которой различают ширину е₁ и высоту g₁ обратного валика (см. рис. 1.2, а).

Угловой шов имеет следующие размерные характеристики: катет, толщину, расчетную высоту. Катет углового шва к определяется кратчайшим расстоянием от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части (см. рис. 1.3, в; 1.4, а). Катет задается в качестве параметра режима, который нужно выдерживать при сварке. Толщина углового шва а - наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла (см. рис. 1.4, а). Для оценки прочности сварного соединения используют расчетную высоту углового шва - р (см. рис. 1.4, а). Для угловых швов более благоприятна вогнутая форма поверхности шва с плавным переходом к основному металлу (см. рис. 1.3, в).

По протяженности сварные швы подразделяют на непрерывные и прерывистые. Стыковые сварные швы, как правило, выполняют непрерывными. Угловые швы могут быть непрерывными (рис. 1.7, а) и прерывистыми (рис. 1.7, б), с шахматным (рис. 1.7, в) и цепным (рис. 1.7, г) расположением отрезков шва. Угловые швы могут быть выполнены и точечными швами (рис. 1.7, б, д).

Рис. 1.7. Угловые швы тавровых соединений

По способу выполнения различают сварку: одностороннюю и двустороннюю, однослойную и многослойную. Одностороннюю сварку стыкового сварного соединения выполняют со сквозным проплавлением кромок на подкладке или без подкладки (на весу). Двустороннюю сварку выполняют с зачисткой (удалением) корня шва (механической обработкой) перед сваркой обратной стороны сварного соединения или без зачистки корня шва. При двусторонней сварке зачастую приходится кантовать изделие или вести сварку в трудном потолочном положении.

Многослойный шов применяют при сварке металла большой толщины, а также для уменьшения зоны термического влияния. Подслоем сварного шва (I—IV на рис. 1.8) понимают часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков (1-5 на рис. 1.8), располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва. Валик - металл сварного шва, наплавленный за один проход. Под проходом при сварке подразумевается однократное перемещение в одном направлении источника тепла при сварке или наплавке.

Рис. 1.8. Многослойный шов

По пространственному положению с учетом требований международных стандартов различают следующие сварные швы: горизонтальные (на вертикальной плоскости), вертикальные, потолочные и швы, сваренные в нижнем положении (рис. 1.9, 1.10). На рисунках даны русские и в скобках международные обозначения. Схемы сварки, стыков труб с горизонтальной, вертикальной или наклоненной осью показаны на рис. 1.10.