Челябинскийгосударственный промышленно–гуманитарный техникум
Контрольнаяробота
Подисциплине: «Технология газовой сварки»
Тема: Сварочное пламя
Выполнил:
Руднев В.А.
Курс V группа 505з
Руководитель:
Панафидина Г.В.
Форма обучения: заочная
Челябинск2009
Содержание
1. Строение и состав ацетиленокислородногопламени при различных содержаниях кислорода и горючего газа в горящей смеси
2. Химическое взаимодействие пламени с металлом
3. Температура ацетиленокислородного пламени ипламени с использованием газов-заменителей ацетилена
4. Зависимость нагрева металла от состава горючейсмеси, расхода горючего, угла наклона пламени к поверхности металла, скоростьперемещения пламени, толщины и теплофизических свойств металла
Список литературы
1. Строение и состав ацетиленокислородногопламени при различных содержание кислорода и горючего газа в горюющий смеси
Окисление металла присварке. Металл окисляется преимущественно газами пламени горелки или припроникновении кислорода воздуха из окружающей среды. Некоторое значение можетиметь и окисление расплавляемого метала окислами (окалина, ржавчина),находящимися на поверхности свариваемого металла или присадочной проволоки.
Растворяясь в стали,кислород вступает в соединение не только с железом, но и с примесями, чтоувеличивает общее содержание кислорода в стали. Наличие кислорода в стали (ввиде окислов или в чистом виде) приводит к понижению механических свойствметалла. В процессе окисления содержание в металле некоторых элементовуменьшается, так как они выгорают. Так, при сварке стали выгорают углерод,кремний и марганец.
В результате выгоранияуказанных элементов свойства стали изменяются. Например, при выгорании углеродаобразуется окись углерода, которая, выходя из ванны, вызывает кипение ее иусиливает разбрызгивание металла сварочной ванны, — шов получается пористым спониженными механическими свойствами.
При сгорании горючихгазов или паров горючих жидкостей в смеси с технически чистым кислородом (иливоздухом) образуется сварочное пламя.
Оно характерно также длябольшинства газокислительных смесей.
Ядро ослепительно белогоцвета, имеет форму конуса с закругленным концом. В ядре происходит постепенныйнагрев до температуры воспламенения газовой смеси, поступающей из мундштука.Восстановительная зона имеет значительно более темный цвет, чем ядро, инаиболее высокую температуру на расстоянии 3 – 5 мм от края ядра. В факелепротекает горение ацетилена за счет атмосферного кислорода. Нормальное пламяиспользуют для сварки малоуглеродистых, низколегированных и высоколегированныхсталей, а также меди, магниевых сплавов, алюминия, цинка, свинца и др.
В зависимости отсоотношения смеси ацитилено-кислородное пламя может быть нормальным,науглероживающим (ацетиленистым) и окислительным (рис2). Ацетилен сгорает всмеси с чистым кислородом по следующей реакции:
C2H2+O2=2CO+H2
Продукты неполногосгорания догорают за счет кислорода окружающего воздуха по реакции
2CO+H2+1.5O2=2CO2+ H2O
Таким образом, на рис.1объем ацетилена требуется 2,5 объема кислорода.
Практически вследствиенекоторой загрязненности чистого кислорода нормальное пламя образуется принесколько большем количестве чистого кислорода, т. е. при соотношении смеси В= O2/ C2H2=1,1+1,2. при соотношение смеси В= O2/ C2H2
/>
Рис 1. Виды ацетиленокислородногопламени.
Ядро его увеличивается,приобретает расплывчатое очертание и начинает копить. В таком пламени ощущаетсянедостаток кислорода для полного сгорания ацетилена. При соотношение смеси В= O2/ C2H2>1,2 пламя становится окислительным. Ядро пламениукорачивается и заостряется.
Части пламени Содержание по объему,% СО H2 CO2 H2O N2 O2 прочие Вблизи конца ядра 60 31 - - 8 - остальное В конце восстан. зоне 33 15 9 6 33 - » В средней части факела 3,7 2,5 22 2,6 58 8 » Вблизи конца факела - - 8 2,2 74 15 »
2. Химическое взаимодействиепламени с металлом
При определении понятиясвариваемости различают металлургическую и технологическую свариваемость.
Металлургическаясвариваемость определяется процессами, протекающими в зоне сплавления свариваемыхдеталей, в результате которых образуется неразъемное сварное соединение. Награнице соприксновенния соединяемых деталей происходят процессы, протеканиекоторых определяется свойствами соединяемых металлов.
Сварка разнородныхметаллов может не произойти так как свойства таких металлов иногда не всостоянии обеспечить протекание необходимых физико-химических процессов в зонесплавления, поэтому эти металлы не обладают металлургической свариваемостью.
Под технологическойсвариваемостью понимается возможность получения сварного соединения,определяемого видов сварки. При различных видах сварки происходит окислениекомпонентов сплавов. В стали, например, выгорает углерод, кремний, марганец,окисляется железо. Технологическая свариваемость устанавливает оптимальноережимы и способы сварки, технологическую последовательность выполнениясварочных работ, обеспечивающие получение требуемого сварного соединение.
В процессе сварки всварном соединении возможно образование трещин. По расположению относительнооси шва они могут быть продольными и поперечными. Трещины являются наиболееопасными дефектом, так как исправление их требует к неисправимому браку.
3.Температураацетилено-кислородного пламени и пламени с использованием газов-заменителейацетилена
При сварке металлов можноприменять другие газы и пары жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавленияметалла при сварке необходимо чтобы to пламени была примерно в два разапревышала to плавления свариемого металла. Для сгорания горючих различных газовтребуется различное кол-во кислорода подаваемого в горелку.Газы заменителиацетилена применяют во многих отраслях промышленности. Поэтому их производствои добыча в больших масштабах и они являются очень дешевыми, в этом их основноепреимущество перед ацетиленом. Вследствие более низкой to пламени этих газовприменение их ограничено некоторыми процессами нагрева и плавления металлов.
При сварке же стали спропаном или метаном приходится применять сварочную проволоку содержащеюповышенное количество кремния и марганца, используемых в качествераскислителей, а при сварке чугуна и цветных металлов использовать флюсы.
Газы – заменители снизкой теплопроводной способностью неэкономично транспортировать в баллонах.Это ограничивает их применение для газопламенной обработки.
Таблица. Горючие газы для сварки и резки. Температура пламени при сгорании в кислороде Коэффициент замены ацетилена Ацетилен 3150 1,05 Водород 2400-2600 5,2 Метан 2400-2500 1,6 Пропан 2700-2800 0,6 Пары керосина 2400-2450 -
4. Зависимость нагреваметалла от состава горючей смеси, расхода горючего, угла наклона пламени кповерхности металла, скорость перемещения пламени, толщины и теплофизическихсвойств металла
Мощность пламени горелкиопределяется количеством ацетилена, проходящего за один час через горелку, ирегулируется наконечниками горелки. Мощность пламени выбирается в зависимостиот толщины свариваемого металла и его свойств.
Количество ацетилена вчас, необходимое на 1мм толщины свариваемого металла, устанавливаетсяпрактикой.
При сваркинизкоуглеродистой стали на 1мм толщины свариваемого металла требуется 100 –130дм3 ацетилена в час.
Для сварки низкоуглеродистойстали толщиной 4мм минимальная мощность сварочной горелки составит 400 дм3/ч,наибольшая 520 дм3/ч.
Для сварки различных металловтребуется определенный вид пламени – нормальное, окислительное,науглероживающие. Газосварщик регулирует и устанавливает вид сварочного пламенина глаз. Пламя горелки сварщик направляет на свариваемый металл так, чтобысвариваемые кромки находились в восстановительной зоне на расстояние 2 – 6 ммот конца ядра. Конец присадочной проволоки должен находится в восстановительнойзоне или в сварочной ванне.
Скорость нагреварегулируется изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемогометалла (рис. 2). Величина угла выбирается в зависимости от толщины и родасвариваемого металла. В начале сварки для лучшего прогрева металла угол наклонаустанавливают больше, затем по мере прогрева свариваемого металла его уменьшаютдо величины, соответствующей данной толщине металла, а в конце сваркипостепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережогметалла.
/>
Рис 2. угол наклона(а)и способы перемещение мундштука горелки(б).
Рукоятка горелки можетбыть расположена вдоль оси шва или перпендикулярно ей. То или иное положениевыбирается в зависимости от условий работы газосварщика, чтобы рука сварщика ненагревалось теплотой, излучаемой нагретым металлом.
Список литературы
1. Соколов И. И. Газовая сварка и резка металлов:Перед. И доп. – М.: Высшк., 1986 г. (Профтехобразование).