Вопрос 1

Ацетилено-кислородное пламя состоит из трех зон: ядра пламени 1, средней восстановительной зоны 2, факела пламени — окислительной зоны 3. Ядро представляет собой газовую смесь сильно нагретого кислорода и диссоциированного (разложенного) ацетилена — 2С + Н2 + O2, ядро выделяется резким очертанием и ярким свечением.

Рис. 1 Схема строения нормального ацетилено-кислородного пламени и распределения температур

Особенности сварки меди заключаются в следующем:

1. Медь обладает высокой теплопроводностью, большой текучестью, способностью окисляться в нагретом и особенно в расплавленном состоянии;

2. Сварка меди в значительной степени зависит от наличия в металле различных примесей: висмута, мышьяка, свинца, сурьмы. Они практически не растворяются в меди, но образуют с ней легкоплавкие химические соединения, которые располагаются по границам зерен, ослабляя межатомные связи. Чистая медь обладает наилучшей свариваемостью;

3. Водород в присутствии кислорода оказывает отрицательное действие на свойства меди. Расплавленная медь легко окисляется, образуя оксид меди Cu₂0, который легко поглощает водород и оксид углерода (Cu₂О+2Н –> H₂О + 2Сu). При охлаждении в объеме металла выделяются пузырьки паров воды и углекислого газа, которые не растворяются в меди. Эти газы, расширяясь, создают большое внутреннее давление и приводят к образованию местных трещин. Это явление получило название водородной болезни меди. С целью ее предупреждения следует снижать количество водорода в зоне сварки, прокаливать электроды, флюсы, использовать защитные газы;

4. При сварке покрытыми медными электродами без подогрева возможно возникновение горячих трещин;

5. При сварке с подогревом, создающим условие медленного охлаждения, водяной пар в большинстве случаев до затвердевания металла выходит наружу, но небольшая его часть остается между слоем сварочного шлака и поверхностью металла шва. В результате этого поверхность металла шва после удаления шлака становится неровной. Этого можно избежать при очень медленном охлаждении шва.

Подготовка к сварке медных деталей заключается в тщательной зачистке до металлического блеска кромок и протравке их в азотной кислоте. Детали плотно сжимают между собой без скоса кромок. Медь варят нормальным пламенем с применением  защитных флюсов, что препятствует образованию оксидов меди. Сварку ведут быстро, без перерывов в работе.

Сварку обычно выполняют ацетилено-кислородным, строго нормальным пламенем при соотношении объемов кислорода и ацетилена . Избыток кислорода или ацетилена приводит к образованию пор или трещин. Мощность пламени горелки определяют по расходу ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Исходя из этого выбираем расход ацетилена : 150—175 л/ч — для толщин до 3 – 4 мм [2, c.326]

Для раскисления меди, а также для предохранения меди от окисления при сварке применяют флюсы. В качестве флюса применяют одну буру или смесь буры и борной кислоты, взятых в равных количествах.

Выбираем флюс такого состава: буры прокаленной 78%, поваренной соли 13%, двууглекислого натрия 5%, борной кислоты 4%.

Флюс применяется в виде порошка или пасты, разведенной на воде. Флюсом покрывают шов и соседние с ним участки металла на расстоянии 20—30 мм от кромки

Исходя из толщины свариваемого металла, выбираем левый способ сварки:

Левая сварка – является наиболее применяемым способом при газовой сварке металлов, толщиной 4—5 мм. При этом способе горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку перемещают впереди горелки. Сварочное пламя, направленное от шва, хорошо прогревает несваренный участок и присадочную проволоку. При малой толщине металла (менее 8 мм) горелку, перемещают только вдоль шва. Левый способ хорош тем, что сварщик хорошо видит шов, что дает ему возможность обеспечить равномерность сварочного валика. Шов получает ровный и красивый.

В качестве присадочного материала используем проволоку М3р – проволока для газовой сварки медных конструкций общего назначения, не отличающуюся от основного материала, диаметром 4 мм.

Для определения массы наплавленного металла, определим площадь и объем наплавленного металла приближенно:

где – длина наплавленного металла.

Рассчитаем длину наплавленного металла:

Найдем массу наплавленного металла:

где – плотность меди,

Расход материалов устанавливаем согласно [3, c.168, табл.87] на 1м. пог. шва

– кислород, л –160;

– ацителен, л – 133;

– карбид кальция, г – 532;

Рассчитаем время, необходимое на сварку обечайки:

,

где – норма времени на газовую сварку детали, мин;

– неполное штучное время на сварку 1 пог. м шва, мин;

– общая длина всех однотипных швов на свариваемом изделии, м;

– количество швов на свариваемом изделии;

– время на разогрев металла в начале сварки, мин;

– вспомогательное время, зависящее от изделия и типа оборудования, мин.

Справочные данные берем из [3, c.165, табл.85]

Контроль качества сварных швов и соединений проводится согласно ГОСТ 3242—69 с целью выявления наружных, внутренних и сквозных дефектов.