Металлургические процессы при газовой сварке характеризуются следующими особенностями:
• малым объемом ванны расплавленного металла;
• высокой температурой и концентрацией тепла в месте сварки;
• большой скоростью расплавления и остывания металла;
• интенсивным перемешиванием металла гладкой ванны газовым потоком пламени и присадочной проволокой;
• химическим взаимодействием расплавленного металла с газами пламени.
Основными в сварочной ванне являются реакции окисления и восстановления. Наиболее легко окисляются магний, алюминий, обладающие большим сродством к кислороду.
Окислы этих металлов не восстанавливаются водородом и окисью углерода, поэтому при сварке их необходимы специальные флюсы. Окислы железа и никеля, наоборот хорошо восстанавливаются окисью углерода и водородом пламени, поэтому при газовой сварке этих металлов флюсы не нужны.
Водород способен хорошо растворяться в жидком железе. При быстром остывании сварочной ванны он может остаться в шве в виде мелких газовых пузырей. Однако газовая сварка обеспечивает более медленное охлаждение металла по сравнению, например с дуговой. Поэтому при газовой сварке углеродистой стали, весь водород успевает уйти из металла шва и он получится плотным.
Структурные изменения в металле при газовой сварке
Вследствие более медленного нагрева, зона влияния при газовой сварке больше чем при дуговой. Слои основного металла, непосредственно примыкающие к сварочной ванне, непрерывны и приобретают крупнозернистую структуру. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления основного металла с крупной структурой, характерной для не нагретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соединения.
Далее расположен участок нерекристализации, характеризуемый так же крупнозернистой структурой, для которого температура плавления металла не выше 1100–1200 °C. Последующие участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру нормализованной стали.
Для улучшения структуры и свойств металла шва и околошовной зоны иногда применяют горячую проковку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или общую термообработку с нагревом в печи.
1.
При открытых вентилях горелки установить рабочее давление по манометру редуктора (средние значения 4 кгс/см2 для кислорода и 1 кгс/см2 для ацетилена) в соответствии с толщиной свариваемого металла. Закрыть вентили.2.
Открыть на 1/4 оборота кислородный, а затем на один оборот ацетиленовый вентили.3.
Поджечь горячую смесь. Пламя должно гореть устойчиво, но отрываясь от мундштука.4.
Пламя регулируют ацетиленовым вентилем при полностью открытом кислородном.5.
По мере нагревания мундштука может образовываться пламя с избытком кислорода. Чтобы исключить это, создают запас ацетилена. Необходимо убедиться в его наличии. При этом средняя светящаяся зона пламени должна быть примерно в 4 раза больше длины ядра. Это соответствует 15 % — ному избытку ацетилена в пламени.Если при зажигании смеси горелка дает хлопок или при полном открытии ацетиленового вентиля появляется черная копоть, надо проверить:
- затянута ли накидная гайка;
- достаточно ли давление кислорода;
- нет ли воды в шлангах;
- не перекручены ли (придавлены) шланги