Слесарное дело

В зависимости от соотношения количества кислорода и ацетилена пламя может быть нейтральное (отношение объема ацетилена и кислорода 1: 1,25), восстановительное (с избытком ацетилена) и окислительное (при избытке кислорода).

Газовую сварку стальных деталей следует вести строго нейтральным пламенем, обеспечивающим наиболее прочный шов. Сварку деталей из чугуна, алюминия производят пламенем с небольшим избытком ацетилена. Резка металла выполняется окислительным пламенем.

Сварочную горелку выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась мощность пламени из расчета расхода 100–120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. При ремонте деталей часто используют горелку С-53 с комплектом наконечников. Наконечники выбираются в соответствии с толщиной свариваемых деталей.

В качестве присадочного материала при сварке стальных деталей и из сплавов цветных металлов применяются прутки (стержни) того же химического состава, что и основной металл; при сварке чугунных деталей — специальные чугунные прутки марок А и Б или выбракованные поршневые кольца, предварительно прокаленные.

Для защиты расплавленного металла от окисления применяют флюсы различных марок. После сварки шов следует зачистить до полного удаления остатков флюса.

При сварке чугуна вследствие большого содержания углерода после охлаждения шва происходит его отбеливание, повышается хрупкость, и образуются значительные внутренние напряжения, вызывающие образование повторных трещин.

Для уменьшения отрицательного воздействия высоких температур плавления сварку чугунных деталей рекомендуется вести в горячем состоянии при температуре 600–650 °C. Горячая сварка дает возможность получить прочный и плотный шов и применяется в основном для заварки трещин сложной формы (это картеры редукторов, головки и блоки цилиндров и др.).

При электродуговой сварке и наплавке стальных деталей расплавление металла свариваемых (наплавляемых) деталей, а при сварке плавящимся электродом присадочного материала осуществляется постоянным или переменным током.

При сварке постоянным током получается более устойчивая дуга, а следовательно, и более качественный шов. При этом можно регулировать распределение тепла (на положительном полюсе выделяется 43 % тепла, на отрицательном — 36 %), что позволяет, применяя обратную полярность («минус» на деталь), сваривать тонкостенные детали, уменьшать выгорание легирующих компонентов и употреблять электроды с фтористо-кальциевым покрытием.

Малоуглеродистые и низколегированные стали, содержащие углерод до 0,3 %, свариваются хорошо; сварка их ведется без предварительного нагрева. Углеродистые и легированные стали относятся к удовлетворительно сваривающимся. Перед сваркой детали желательно нагревать до температуры 150–300 °C, а после сварки — подвергать высокому отпуску.

При ремонте деталей применяются плавящиеся электроды с качественным покрытием толщиной 0,5–1,5 мм. В состав покрытия входят компоненты, стабилизирующие дугу (мел, поташ), создающие шлаковую и газовую защиту расплавленного металла от воздействия кислорода и азота и предохраняющие сварной шов от быстрого охлаждения.

Широкое применение при ремонте деталей получили фтористо-кальциевые покрытия, в состав которых входят мрамор и плавиковый шпат. Эти покрытия используются для изготовления электродов марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др. Применение электродов с фтористо-кальциевым покрытием позволяет получить сварной шов без трещин, высокой прочности и с хорошим сопротивлением ударным нагрузкам.

Стержни плавящихся электродов изготовляют из углеродистых или легированных сварочных проволок (Св-08, Св-08А, Св-10Г2, Св-08Г2С и др.) диаметром от 2 до 6 мм.

Марки электродов выбирают в соответствии с химическим составом восстанавливаемой детали и требованиями к прочности сварного шва или износостойкости наплавленного металла. Так, для сварки металлоконструкций грузоподъемных машин самое широкое применение имеют электроды УОНИ-13/45, ОМА-2, СМ-11, а для наплавки — электроды ОЗН-250, ОЗН-300, ЦН-250. Высокую твердость и износостойкость наплавленного слоя можно получить с помощью электродов Т-590, Т-620.

Качество сварки и наплавки находится в зависимости от качества подготовки деталей к сварке (наплавке) и от режима сварки. Подготовка деталей к сварке заключается в разделке фасок стыкуемых деталей, трещин, тщательной очистке деталей до металлического блеска в зоне сварки.

Перед наплавкой изношенные поверхности деталей очищают металлическим песком или щеткой, остатки нефтепродуктов удаляют (детали нагревают до температуры 250–300 °C). Если детали уже подвергались наплавке, то перед новой наплавкой ранее наплавленный слой металла должен быть удален.

Аналогично этому при незначительных износах (до 1,0 мм) с поверхности деталей, подлежащих наплавке, удаляют слой металла толщиной 0,5–1,0 мм, что обеспечивает образование однородной и качественной структуры наплавленного металла.

Диаметр электрода при сварке устанавливается по толщине свариваемого металла, а при наплавке — соответственно по толщине наплавляемого слоя металла.

Величина сварочного тока определяется главным образом диаметром электрода и находится в пределах от 20 до 450 А. Величину сварочного тока следует назначать таким образом, чтобы при максимальной производительности процесса электрод не подвергался перегреву, вызывающему растрескивание покрытия и нарушение нормального процесса сварки.

Скорость сварки выбирают такую, при которой можно получить наплавленный металл заданного поперечного сечения.

Род и полярность тока зависят от толщины и марки металла, марки электродов. Металлы небольшой толщины, среднеуглеродистые и высоколегированные стали сваривают на постоянном токе обратной полярности.

Длина дуги — расстояние между концом электрода и сварочной ванной находится в пределах от 0,5 до 1,2 диаметра электрода и зависит от марки электрода и пространственного положения шва. При очень короткой дуге шов плохо формируется, а при чрезмерно большой — уменьшается глубина провара, увеличивается разбрызгивание, в некоторых случаях образуются поры.

Сварку и наплавку следует вести так, чтобы не допустить или свести к минимуму искривление деталей. С этой целью швы нужно накладывать в такой последовательности, чтобы деформации от предыдущего шва ликвидировались обратной деформацией следующего шва (рис. 21.8). С этой целью следует применять, где это можно, кондукторы для сборки и сварки деталей в закрепленном состоянии.