Электродуговая резка и сварка металлов. Как резать металл электросваркой Как правильно резать металл электросваркой

Сварочный ток

Что же со сварочным током? Как вы уже, надеюсь, поняли, чем больше сварочный ток, тем больше энергии передается в зону сварки, тем сильнее и глубже плавится металл и тем более "толстые" изделия вы можете соединять. А чтобы передать ток большей силы, нужен более толстый проводник. Соответственно, мы можем выйти на прямую зависимость: толщина металла - толщина электрода - сила тока. Часто на сварочных аппаратах наносят таблички соответствия толщины электрода и сварочного тока. Я рекомендую вам не воспринимать подобные таблицы как догму - это всего лишь отправная точка для того, чтобы вы ориентировались. Для домашнего хозяйства вам вполне хватит тока до 160А, который позволяет использовать электрод 4 мм. На моей памяти я очень редко применял этот диаметр электродов. В основном - это 2 и 3 мм. Существует еще диаметр 2.5 мм для электродов марок УОНИ-13/45, 15/55, НИАТ-3М (типы для углеродистых сталей). Ориентировочно сила сварочного тока может быть определена по формуле: I=Kdэл. Где К- опытный коэффициент, равный 40-60 мм для электродов из низкоуглеродистой стали и 35-40 мм для электродов со стержнем из высоколегированной стали, а dэл - это диаметр вашего электрода.

Резка металла сваркой, сварочным аппаратом, прожиг

Теперь порассуждаем - что произойдет, если мы возьмем электрод, диаметром 2 мм для листа стали 2 мм, а ток выставим порядка 100А, который обычно соответствует диаметру электрода в 3 мм? А произойдет вот что - и электрод и сталь начнут активно плавиться и испаряться. Подавать электрод в зону сварки придется очень интенсивно. Никакую ванну вы не получите, а получите т.н. сквозной прожиг. Вроде неприятность, но повернем его во благо - начнем двигать электрод поступательно, контролируя возникновение прожига. И о чудо, мы режем сталь! Причем, таким образом, вы сможете разрезать достаточно толстостенный лист. Конечно, качество кромок будет намного более низким, чем при резке углошлифовальной машиной (болгаркой) , но этот способ иногда вполне применим, когда не предъявляются высокие требования по качеству кромок. Ток для резки металла обычно выше на 25-30% тока, необходимого для сварки.

Положение электрода при сварке. Электрододержатель, держак

Электрод вы вставляете в электрододержатель (сварщики называют его "держак"). Он должен быть удобным, легким, в нем должны быть канавки для установки электрода под различными углами. Существует много разных электрододержателей по конструкции и области применения. Как правило, известные изготовители комплектуют сварочные аппараты вполне приличными электрододержателями, и вам нет необходимости задумываться об их модификациях. Когда вы вставляете электрод в держатель обязательно проверьте (покачиванием) надежность его крепления в держателе. Иначе в месте крепления будет возникать искрение и дуга у вас будет либо неустойчива, либо вообще не зажжется.

Итак, как мы держим электрод? По отношению к плоскости шва он может находиться под углом 30-60° от вертикали, либо под прямым углом. При выполнении вертикальных швов снизу вверх угол должен быть 45-50° вниз от горизонтали. Если сверху вниз - 10-20° вниз от горизонтали. Кроме того процесс определяется направлением движения. При сварке углом "вперед" (от себя) уменьшается глубина провара, уменьшается высота выпуклости шва, но заметно увеличивается ширина шва, что позволяет рекомендовать это положение для соединения металлов небольшой толщины. В этом случае расплав и шлак движется впереди электрода. У этого метода есть ряд недостатков - например, накапливается много жидкого шлака впереди электрода, он стекает на металл, мешает поддержанию дуги. Возможны непровары и шлаковые включения. В этом случае необходимо выровнять положение электрода до вертикального.

Вообще говоря, вы будете наблюдать, как поток металла и дуга "отталкивают" расплав в сварочной ванне и будете наблюдать различие при разном положении электрода.

Сварка под "прямым углом" (электрод движется от вас) позволяет жидкому шлаку двигаться следом за сварочной ванной, накрывая жидкий металл шва сразу за электродом. Это обеспечивает формирование качественного валика.

Кроме того, при сварке электродами с рутиловым покрытием наклон электрода в сторону будущего шва должен быть всегда больше, чем для электродов с основным покрытием.

Самый распространенный способ - "углом назад ".

При сварке "углом назад" глубина провара и высота выпуклости увеличиваются, но уменьшается ширина. Прогрев кромок недостаточен, поэтому возможны несплавления и образование пор. При чрезмерном наклоне электрода вы увидите, как под воздействием дуги шлак выталкивается из ванны, оголяя металл. Это вызывает быстрое остывание металла шва. Это отрицательно сказывается на качестве шва. Шов получается неравномерный, чешуйками и значительными перепадами по краям к основному металлу. Необходимо поддерживать такой угол, чтобы жидкий шлак следовал непосредственно за электродом и не вытеснялся силой дуги.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.

Сам я работаю сварщиком 25 лет. Умею все, но объяснять не горазд. Сейчас мой сы н решил пойти по стопам своего отца. Я поискал в интернете материал, чтобы ему основы усвоить. И остановился на Вашем. Спасибо.

Электросварка предназначена не только для соединения поверхностей, но и для их разрезания. Процесс резки металла электросваркой производится тем же оборудованием, но отличается от создания сварного шва тем, что при резке металл проплавляется насквозь до разделения частей заготовки. Это происходит в результате применения большей силы тока, чем при сварке.

Применение электродуговой резки

Такая технология применяется при ремонтно-строительных работах для демонтажа металлоконструкций, разборки старых трубопроводов, грубой разделке металлолома. Её используют при необходимости прожигания отверстий или разрезания стальных, чугунных изделий, заготовок из цветного металла.

Электродуговая резка применяется в том случае, когда нет возможности осуществить газовую резку, а также при отсутствии необходимого оборудования для газовой резки металла.

Необходимые инструменты и оборудование

В процессе выполнения работ потребуются:

• сварочный инвертор (трансформатор), который производит ток заданной силы, необходимой для создания сварочной дуги;
• молоток по металлу;
• щётка для зачистки;
• электрические провода с соединительными муфтами;
• электроды и держатели для них.

Для резки металла целесообразно применять электроды, которые обозначены маркировкой ОЗР. Они отличаются особым покрытием с определённой теплоустойчивостью, обеспечивающим высокую производительность и хорошее качество полосы разреза. При их использовании образуется устойчивая дуга, которая создаёт требуемое количество тепла. Специальные электроды ОЗР позволяют проводить резку постоянным или переменным током из любого пространственного положения.

Резка сваркой – это процесс повышенной опасности для человека. При несоблюдении техники безопасности и отсутствии необходимой экипировки можно получить поражение электрическим током. Видимые и ультрафиолетовые лучи негативно воздействуют на глаза. Выделяющие при резке вредные вещества влияют на функционирование дыхательных путей. Есть угроза получить ожоги поверхности кожи горячим металлом. Поэтому в процессе резки необходимо обеспечить:

• надёжную защиту металлического корпуса сварочного аппарата;
• наличие вытяжной вентиляции в помещении;
• специальную защитную одежду: брезентовую робу, рукавицы, защитную маску с тёмными стёклами, обувь на резиновой подошве, респиратор.

При резке металла в замкнутом пространстве желательно, чтобы снаружи за действиями работника наблюдал помощник, готовый прийти на помощь в экстремальной ситуации.

Технология резки металла электродуговой сваркой

Процесс резки металла проще сваривания, так как нет особых требований к качеству кромки. Поэтому такая технология оптимальна для обучения, осваивания принципов работы с инвертором.

Перед началом работы необходимо убедиться в исправности всех используемых электрических кабелей. Создание и удержание дуги не вызывает особых сложностей. Она зажигается в результате постукивания или чирканья электрода о металлическую заготовку. Величина тока на инверторе выставляется в зависимости от размеров электродов, толщины материала, вида требуемого разреза. Существуют три основные разновидности разрезов.

Разделительная резка

Материал устанавливается таким образом, чтобы обеспечивалось свободное вытекание расплавленного металла из линии разреза. При вертикальном расположении листа разделительная резка проводится сверху вниз. На горизонтальной поверхности рез выполняется от кромки материала. Если разрезается лист большого размера, начинать процесс можно с отверстия, выполненного в середине заготовки.

Поверхностная резка

Эта разновидность применяется для прокладывания канавок на поверхности материала, выравнивания наплывов и дефектов. В процессе работы электрод должен быть расположен с наклоном 5º-10º к поверхности. При поверхностной резке движение производится с небольшим погружением в создаваемую полость. Если требуется проложить широкую канавку, электродом следует выполнять поперечные движения заданного размера.

Резка отверстий

Эта операция выполняется путём постепенного расширения небольшого отверстия до требуемых размеров. При резке отверстий перпендикулярное расположение электрода допускает небольшие отклонения в сторону образующейся окружности.

Особенности применения разных видов электродов

Для процесса резки металлических поверхностей возможно применение различных электродов:

• металлических плавящихся;
• угольных;
• неплавящихся вольфрамовых.

Резка плавящимся электродом сопровождается выплавлением металла электрической дугой из зоны воздействия. Работа выполняется стальными электродами диаметром от 2,5 до 6 мм, которые отличаются большей тугоплавкостью, чем при сварке. Качественное покрытие (марганцевая руда, поташ) создаёт небольшой козырёк, закрывающий зону дуги, что способствует сосредоточенному нагреву материала.

Угольные электроды применяют в том случае, когда не требуется определённое качество и ширина полученного реза. При работе поверхность материала располагается с небольшим наклоном для облегчения вытекания металла. Таким образом можно обрабатывать заготовки из чугуна, стали, цветных металлов. Оптимальным будет использование электрода толщиной 10 мм.

Электродуговую резку изделий из цветных металлов, легированной стали можно производить неплавящимися вольфрамовыми электродами, которые применяются гораздо реже, чем металлические или угольные. В этом случае резка должна проводиться в защитной газовой среде.

В случае отсутствия специальных электродов, предназначенных для резки материала, могут применяться обычные сварочные. При этом следует выбрать подходящий диаметр: для тонкого металла применяются электроды диаметром 3 мм, для более толстого – от 4 до 6 мм.

Преимущества и недостатки электродуговой резки

Резка сваркой, как и любая технология, имеет свои достоинства и недостатки, учёт которых позволит сделать работу быстро и достичь ожидаемого результата. К основным недостаткам метода относятся:

• низкая производительность, которая обусловлена невысокой скоростью работы;
• плохое качество реза, получаемого в результате затвердевания натеканий с обратной стороны заготовки.

Перечисленные недостатки делают метод неприменимым в условиях, когда требуется выдерживать точную разметку при резке металла.

Главные преимущества, которые отличают этот метод:

• отсутствие необходимости приобретения специального дорогостоящего оборудования, инструментов;
• отсутствие особых требований к окружающим условиям;
• быстрое обучение приёмам работы и освоение оборудования;
• возможность работы с постоянным или переменным током.

Многие организации строительной, ремонтной, автомобильной сферы, а также домашние умельцы успешно применяют резку электросваркой, так как этот метод предназначен для несложной, недорогой резки различных металлических поверхностей.

Каждый человек, который занимался сварочными работами, сталкивался с таким явлением, как прожигание металла. Это случается по нескольким причинам, например, из-за слишком тонкого листа, чрезмерно высокого тока и некоторым другим. Именно такая особенность этого процесса используется для резки металлов. Наиболее удобный способ разрезания металлической заготовки или листа - это дуговая электрическая сварка, предполагающая использование сварочных электродов.

Естественно, электрической сваркой не получится разрезать металл так, как плазмой, болгаркой или лазером, но такая технология все же применяется, причем довольно успешно. Используется она преимущественно там, где отсутствует необходимость в высокоточной резке металлов и их сплавов. К примеру, электросваркой легко можно отрезать кусок нержавейки или часть арматурного прута, которые можно сдать металлолом, ведь цена на прием черного металла http://foramet.ru/chernyj-metall довольно-таки высока.

Для такой технологии резки требуются только электроды и качественный сварочный аппарат. С их помощью можно резать любой металл независимо от толщины листа - чем больше сила тока, тем большей толщины заготовку можно обрабатывать. Если есть в наличии мощный сварочный аппарат и надежная электропроводка, то осуществлять резку можно до тех пор, пока не расплавится электрод, закрепленный в держаке.

Стоит отметить, что существует небольшая разница в резке толстого и тонкого металлического листа. При последнем варианте требуется электроток, величина которого примерно вдвое больше обычного. Сварочный электрод следует размещать как можно ближе к детали, одновременно углубляя в получаемый разрез. Лишний металл при этом как бы сдувается сваркой. Это может выполнить абсолютно каждый человек, но чтобы получить максимально ровные края, требуется определенная практика.

Аналогичным методом разрезается толстый металлический лист. Разница только в том, что здесь придется приложить больше усилий, чтобы продуть металл большой толщины. Сварочный электрод нужно углублять в расплавленный металл до того момента, пока не станет видимым сквозное отверстие.

В процессе разрезания металла электрической сваркой зачастую используют старые электроды, подбирая необходимый их диаметр. Для разрезания тонкого металла достаточно электрода диаметром 3 миллиметра («тройка»), а что касается металлических листов большей толщины, то для них можно использовать либо «четверку», либо «пятерку».

Очень востребованной сегодня является плазменная резка металлов и сплавов. С применением этого метода можно легко обработать углеродистую, нержавеющую и высоколегированную сталь. Также плазмой разрезаются различные цветные металлы, например, алюминий, бронза, титан, латунь и многие другие, а также заготовки, сочетающие в себе несколько разновидностей сплавов.

Подобные услуги сегодня оказывает большое количество компаний, гарантирующих отменное качество и оперативное выполнение заказа. Также они предоставляют услуги по различной обработке металлов и производстве изделий, используя чертежи заказчика. Ассортимент производимой продукции очень широкий, что стало возможным благодаря усилиям квалифицированных работников и применению необходимого оборудования. Все это в совокупности позволяет получать изделия максимально высокого качества, удовлетворяющие требования даже самого привередливого заказчика.

Сварка металла и резка сопровождаются его локальным расплавлением.

Отличие способов заключается в том, что в последнем случае подводимая энергия на 30-40% больше, и металл проплавляется и прожигается до его разделения.

Виды сварки

Сварка может отличаться способами нагрева, который производится следующим образом.

1. Электрическая дуга.
2. Пламя газа, сжигаемого на выходе из горелки.
3. Обработка соединения направленным потоком электронов.
4. Подача электрического тока через шлаковый расплав.

Сварка электрической дугой

Сварка - это способ создания неразъемного соединения деталей посредством их общего нагрева или пластической деформации. Она производится преимущественно путем местного расплавления частей соединения при применении тепловой энергии.

1. Сварные соединения

Соединения бывают следующими:

• стыковые - элементы соединяются в торцах;
• нахлесточные - наложение одного листа на другой с перекрытием;
• угловые - размещение деталей под углом друг к другу;
• тавровые - приваривание торца одного элемента к боковой поверхности другого.

Участок примыкания сваренных деталей называется сварным узлом. Соединение образуется за счет расплавления металлов деталей. После их кристаллизации образуется сварной шов.

2. Сварочная дуга

Способ дуговой сварки основан на создании замкнутой электрической цепи. Между электродом и деталью создается дуга, расплавляющая ее кромки и конец прутка. Электрическая цепь включает источник питания, сварочный кабель, электрод с держателем, зажим заземления, обратный кабель и обрабатываемую деталь. Ток начинает протекать через всю схему после образования дуги. Важным является включение обрабатываемой детали в схему электрического контура в процессе сварки или резки. Температура дуги при этом составляет 6000 0 С.

3. Сварочный ток

Для сварки применяется постоянный и переменный ток. Первый вариант предпочтительней, поскольку соединение получается с большей прочностью при меньшем расходе электродов. Сварка металла на постоянном токе производится проще, с большей производительностью. Его получают с помощью выпрямителя, установленного после трансформатора.

Присоединение электрода к отрицательному полюсу обеспечивает глубокое проникновение тепла в изделие (прямая полярность). Если подключить стержень к "+", проникновение будет неглубоким. При этом большая часть энергии сосредоточится на конце электрода (обратная полярность). Корневые швы выполняют при минусовой полярности, а укрывочные - при положительной.

Переменный ток обеспечивает глубину провара на 20% меньше, чем постоянный. Но результат сварки приемлемый, дешево обходится, а область применения широка: от бытовых до производственных работ.

4. Электроды

Качественное сварное соединение достигается за счет обмазки электродов, выполняющей следующие функции:

• защита металла от окисления в процессе нагрева;
• ввод присадок в материал шва;
• замедление процесса остывания деталей за счет шлакового покрытия.

Для сварки используют преимущественно плавящиеся электроды, хотя могут быть и неплавящиеся (графит, вольфрам). Материалом стержня может быть сталь, чугун, алюминий, медь. Чаще всего применяются стальные - для сварки углеродистых и легированных сталей.

5. Технология сварки металлов

Для получения качественного шва основной металл в местах соединения очищается от загрязнений на 20-30 мм. Процесс сварки включает следующие параметры:

• диаметр электрода;
• тип, сила и полярность тока (на его величину влияют диаметр стержня, марка стали и вид соединения);
• скорость перемещения электрода;
• положение электрода относительно шва.

Дуга образуется при касании или чирканьи электрода по металлу, после чего он отводится на интервал 0,5-1,1 мм от толщины стержня. Сварщик перемещает его в следующих направлениях:

• к детали, по мере расплавления металла стержня;
• в сторону проведения сварки;
• поперек формируемого шва.

При нагреве детали образуется сварочная ванна. В ней перемешивается электродный и основной металлы и образуется шов, который соединяет детали.

Когда производится сварка тонкого металла, поперечные движения электрода можно не делать. При этом ширина шва получается небольшой.

Положение электрода в пространстве стараются не менять. Если сварка металла производится в горизонтальной плоскости, его наклоняют на 15 0 от вертикали в направлении ведения шва. Тогда проплавление металла происходит на максимальную глубину.

Ширина шва составляет 1,5 часть диаметра электрода. Ее создают за счет определенной скорости сварки. Шов будет качественным, если он хорошо проварен, а наплавленный металл переходит к основной поверхности плавно. Сварка заканчивается медленным отводом электрода.

Когда делается сварка металла, цена зависит от того, сколько стоит сантиметр шва. Ручная работа штучными электродами обходится в 15-20 руб/см. Высококвалифицированная работа стоит дороже. За 1 стык труб придется заплатить от 100 до 600 руб, а за декоративные решетки - 80-100 руб/см.

Газовая сварка

Источником тепла является горючий газ, сжигаемый в кислороде. Максимальную температуру создает ацетиленокислородное пламя, поэтому оно чаще всего применяется.

Газовое пламя расплавляет кромки металлических изделий вместе с металлом, применяемым в качестве присадки.

Сварка с газовым нагревом применяется больше для создания соединений из тонкого стального листа, чугуна и цветных металлов.

Для сгорания горючих газов с большой скоростью и создания высокой температуры требуется кислород.

Ацетилен получают разложением водой карбида кальция или из жидкого горючего, воздействуя на него электродуговым разрядом. Газ является взрывоопасным. Не следует допускать его смешивания с воздухом и нагревания под давлением до температуры выше 450 0 С.

В промышленности применяют заменители ацетилена, например, метан или пропан. Их поставляют в газовых баллонах под давлением.

Сварка металла производится с применением проволоки из присадочного металла, близкого по составу к материалу обрабатываемой детали.

Ее не всегда можно найти. Когда делается сварка цветных металлов, в порядке исключения можно применять полоски, нарезанные из листов аналогичного материала.

Чтобы удалить окисные пленки с обрабатываемого металла, применяют флюсы, которые наносят на присадочную проволоку и кромки деталей в виде порошка или пасты. Их состав зависит от вида металла.

Резка металла

Резка производится тем же инструментом, что и сварка, но мощность источника тепла повышенная. Удаление расплавленного металла происходит путем его вытекания из рабочей зоны или выдувания газовой струей.

1. Электродуговая резка

Электродуговая резка плавящимся электродом производится от верхней к нижней кромке детали. Производительность процесса низкая, а качество реза получается хуже, чем другими способами.

Угольный или графитовый электроды применяются для резки низкого качества. Оплавляемая поверхность располагается наклонно, чтобы металл легче вытекал. Ток может быть постоянным или переменным.

Неплавящимся вольфрамовым электродом режут детали из цветных металлов или из легированной стали. Процесс осуществляется в защитной среде аргона и применяется крайне редко.

2. Газовая резка

При газовой резке металл нагревается газовым пламенем в среде кислорода, после чего он начинает сгорать в струе кислорода, которая также выдувает оксиды. Процесс облегчается при применении флюса, подаваемого в рабочую зону в виде порошка. При такой резке к термическому воздействию добавляется химическое и абразивное.

Заключение

Сварка и резка металлов сопровождаются локальным расплавлением участка детали. В зависимости от подводимой мощности образуется соединение или разделение деталей.

При сварке чаще всего применяется электрическая дуга. Лучшее качество соединения достигается при использовании постоянного тока. Резка металла при его сгорании в струе кислорода эффективней в плане производительности.

Сварка - процесс получения неразъемного соединения с местным нагревом или без него при использовании сил молекулярного сцепления. Применение сварки дает экономию металла (она намного экономичнее клепки, литья). Сварка широко используется в промышленности и строительстве. С ее помощью изготавливают металлические конструкции, арматурные каркасы, металлические резервуары, мостовые фермы и другие изделия.

При сварке различают следующие виды соединений : стыковые, внахлестку, угловые, тавровые (рис. 12.12).

В зависимости от способа соединения металла в момент сварки различают два основных ее вида:

Рис. 12.12. а - стыковые; б - внахлестку; в - угловые; г - тавровые

• ? сварка давлением , когда металл доводят до пластичного состояния и сдавливают;
• ? сварка плавлением , при которой металл нагревают выше температуры плавления, после чего сваривают без применения механического воздействия.

Высокий местный нагрев при сварке вызывает значительное изменение в структуре металла. Чем меньше околошовная зона термического воздействия, тем выше свойства сварного шва.

В зависимости от источника нагрева различают электрическую и химическую сварку.

Электрическая сварка. Эта сварка основана на использовании тепла, выделяемого при прохождении электрического тока. Электрическая сварка подразделяется:

• ? на сварку сопротивления (или контактную), при которой электрический ток выделяет тепло за счет омического сопротивления (в контактах свариваемых деталей);
• ? электро дуговую, основанную на использовании при сварке тепла, выделяемого электрической дугой.

При сварке методом сопротивления электрический ток подводится к двум свариваемым изделиям. При их контакте выделяется тепло, которое размягчает металл, и под нагрузкой они свариваются. Применяются три вида контактной сварки: точечная, роликовая и стыковая.

Точечная сварка служит для соединения внахлестку сеток и каркасов. Суммарная толщина свариваемых таким способом изделий не должна превышать 20 мм.

Роликовая сварка используется для соединения листового металла.

Стыковая сварка применяется для соединения металлических стержней арматуры.

Источником тепла при электродуговой сварке (рис. 12.13) является электрическая дуга, открытая в 1902 г. профессором В.В. Петровым. При этом температура, развивающаяся в центре столба дуги, достигает 6000 °С.

Практическое применение электрической дуги для сварки металлов было осуществлено русскими инженерами Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым.

По способу Бенардоса (рис. 12.13, а) электрическая дуга возбуждается в атмосфере между угольным электродом и сва-

Рис. 12.13. а - способ Н.Н. Бенардоса; б - способ Н.Г. Славянова; 1 - держатель; 2 - электрод; 3 - электрическая дуга; 4 - присадочный материал; 5 - свариваемая деталь; 6 - плита; 7 - гибкий провод

риваемой деталью. При этом способе пользуются постоянным током. Положительный полюс присоединяют к свариваемому изделию, отрицательный - к угольному электроду. Присадочный материал вводят отдельно. Этот способ сварки широко применяется при сварке цветных металлов.

Способ Славянова(рис. 12.13, б) - основной вид сварки, применяемый для соединения элементов металлических строительных конструкций. При контакте изделия и металлического электрода между ними возникает электрическая дуга с температурой выше 5000 °С. При этой температуре металл электрода переходит в мелкокапельное жидкое состояние и переносится на свариваемое изделие. Металл изделия также расплавляется на некоторую глубину, которая называется глубиной провара, образуя с наплавленным металлом однородный сплав, в результате чего соединение приобретает высокую прочность.

Несмотря на большую распространенность, электродуго- вая сварка имеет ряд существенных недостатков:

• ? малая скорость сварки за счет большой зоны разогрева металла, что вызывает коробление изделия;
• ? пористость шва и выгорание легирующих компонентов из сплавов во время окислительных процессов;
• ? затруднение сварки металлов с различными физико-механическими свойствами.

Для устранения отмеченных недостатков в последние годы применяется химическая сварка в среде защитных газов или под флюсом.

Химическая сварка. Эта сварка производится за счет тепла химических реакций и делится на газовую и термитную.

При газовой сварке тепловым источником служат продукты сгорания смеси кислорода с горючим газом или жидким распыленным топливом. В настоящее время применяются следующие горючие газы: ацетилен, водород, нефтегаз, природный газ, а также пары бензина, бензола, керосина и др.

Ацетилено-кислородная сварка наиболее экономична и эффективна. Ацетилен С 2 Н 2 - бесцветный газ с плотностью 906 кг/м 3 , который получают путем воздействия воды на карбид кальция СаС 2 + 2Н 2 0 -> С 2 Н 2 + Са(ОН) 2 .

При давлении 17,5 МПа и выше ацетилен взрывоопасен.

При полном сгорании ацетилена в кислороде образуется пламя с температурой около 3200 °С.

Для сварки используются специальные сварочные головки, в которых ацетилен смешивается с кислородом (рис. 12.14) и сгорает у выхода из горелки. Процесс сварки осуществляется наплавлением присадочного металла на нагретый ацетиленокислородным пламенем шов.

Присадочным материалом при газовой сварке служит стальная проволока диаметром 2...8 мм с содержанием углерода от 0,15 до 1,5 % в зависимости от состава свариваемого металла. Для уменьшения степени окисления шва во время сварки применяют флюсы (буру и борную кислоту).

Рис. 12.14.

1 - присадочный материал; 2 - свариваемый материал; 3 - наплавленный металл; 4 - корпус горелки; 5,7 - шланги для подачи ацетилена и кислорода; 6 - баллон с кислородом; 8 - ацетиленовый

генератор

Газовую сварку обычно применяют для изделий толщиной не более 30 мм. При большей толщине свариваемого изделия целесообразно применять электродуговую сварку.

Термитная сварка. Термит - смесь алюминиевого порошка (22 %) и оксидов железа Fe 2 0 3 или Fe 3 0 4 (78 %). Смесь предварительно тщательно перемешивают и подогревают до температуры около 1300 °С. После этого смесь вступает в реакцию и начинает выделять тепло при температуре 3000 °С:

Термитную сварку применяют для сварки труб, рельсов, при ремонтных работах. Наибольшее распространение термитная сварка получила на железнодорожном транспорте при сварке рельсов и труб.

Резка металлов. В строительстве широко применяется газовая резка металла. Наиболее распространена ацетиленокислородная резка металлов (рис. 12.15).

Рис. 12.15.

1 - режущий кислород; 2 - нагревательное пламя; 3 - выдуваемая окалина

Процесс резки распадается на три этапа:

• 1) подогрев стали до температуры воспламенения (=1250 °С) смесью ацетилена и кислорода (С 2 Н 2 + 0 2);
• 2) сжигание подогретого участка стали подводимой струей чистого кислорода (0 2).
• 3) выдувание струей кислорода оксидов, образовавшихся в разрезе.