ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварочное пламя из "Справочник молодого сварщика " Сварочное пламя образуется при сгорании горючего газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя нагревает и расплавляет основной и присадочный металл в месте сварки. Наиболее широко при газовой сварке применяется кислородноацетиленовое пламя, так как оно имеет высокую температуру (3150° С) и обеспечивает концентрированный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетилена часто используются (особенно при резке металлов) газы — заменители ацетилена пропан-бутан, метан, природный и городской газы, водород. [c.60] От состава горючей смеси, т. е. от соотношения кислорода и горючего газа, зависят внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл. С изменением состава горючей смеси изменяются и основные параметры сварочного пламени. [c.60] Для получения нормального пламени отношение кислорода к горючему газу должно быть для ацетилена 1,1—1,2, природного — газа 1,5—1,6, пропана — 3,5. [c.60] Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны ядро, восстановительную зону и факел (рис. 21). Водородное пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его регулировку по внешнему виду. [c.60] Процесс горения горючего газа в кислороде экзотермичен, т. е. идет с выделением тепла. [c.61] В зависимости от соотношения между кислородом и ацетиленом получают три основных вида сварочного пламени нормальное, окислительное и науглероживающее. [c.61] Нормальное пламя (рис. 21, б) теоретически получают тогда, когда в горелку на один объем кислорода поступает один объем ацетилена. Практически кислорода в горелку подают несколько больше — от 1,1 до 1,3 от объема ацетилена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода в его восстановительной зоне. Кислорода в горелку подается немного больше из-за небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водорода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны. [c.61] Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к форме цилиндра), плавно закругляющуюся на конце, с ярко светящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных частиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки. Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода и скорости истечения. Диаметр канала мундштука горелки определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения газовой смеси — его длину. [c.61] Восстановительная (средняя) зона располагается за ядром и заметно отличается от него более темным цветом. Длина ее зависит от номера мундштука и достигает 20 мм. Зона состоит из продуктов неполного сгорания ацетилена — окиси углерода и водорода. Она называется восстановительной, так как окись углерода и водорода раскисляет расплавленный металл, отнимая кислород от его окислов. Если в процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то сварочный шов получается без пор, газовых и шлаковых включений. Этой зоной пламени и производят сварку. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру (3150° С) в точке, отстоящей на 3—6 мм от конца ядра. [c.62] Зона полного сгорания (факел) располагается за восстановительной зоной. Она состоит из углекислого газа, паров и газа, которые образуются в пламени при сгорании углерода и водорода восстановительной зоны за счет кислорода окружающего воздуха. Температура этой зоны значительно ниже, чем температура восстановительной, и колеблется от 1200 до 2500° С. [c.62] Окислительное пламя (рис. 21, а) получается при избытке кислорода, при подаче в горелку на один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. При этом ядро приобретает конусообразную форму, значительно сокращается по длине, приобретает менее резкие очертания и более бледную окраску. Сокращаются по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя становится синевато-фиолетовым. Пламя горит с шумом, уровень которого зависит от давления кислорода. Температура окислительного пламени выше нормального, однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за избытка в нем кислорода. Избыток кислорода приводит к окислению металла шва, шов получается пористым и хрупким. Окислительное пламя можно применять при сварке латуни и панке твердыми припоями. [c.62] Науглероживающее пламя (рис. 21, в) получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода. Ядро такого пламени теряет резкость очертания, на конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об избытке ацетилена. Восстановительная зона значительно светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает желтоватую окраску. При большом избытке ацетилена пламя начинает коптить, так как не хватает кислорода, необходимого для полного сгорания ацетилена. Находящийся в пламени избыточный углерод легко поглощается расплавленным металлом и ухудшает качество металла и шва. Температура науглероживающего пламени ниже, чем нормального и окислительного. При уменьшении подачи ацетилена в горелку до полного исчезновения зеленого венчика на конце ядра ацетиленовое пламя становится нормальным. Слегка науглероживающее пламя применяют для сварки чугуна и при наплавке твердыми сплавами. [c.63] Характер сварочного пламени определяют на глаз по форме и окраске пламени. При регулировании пламени необходимо обращать внимание на правильность подбора расхода горючего газа и кислорода. [c.63] В процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны взаимодействует со сварочны.м пламене.м. Это взаимодействие обусловлено свойствами свариваемого металла и составом сварочного пламени. Сварочная- ванна характеризуется малым объемом расплавленного металла, высокой температурой в месте сварки и большой скоростью расплавления и кристаллизации металла. [c.63] Раскислители — это такие вещества, которые имеют большее сродство к кислороду, чем металл шва. При сварке стали раскисляющее действие оказывают углерод, окись углерода и водород, образующиеся при горении газовой смеси, подаваемой в сварочную горелку. Поэтому углеродистые стали можно сваривать без флюсов. [c.64] Закись железа (РеО) растворяется в расплавленном металле и взаимодействует с элементами, находящимися в сварочной ванне. В первую очередь закись железа-всту-пает во взаимодействие с углеродом, кремнием, марганцем и окисляет их. [c.64] Таким образом, углерод, кремний и марганец выполняют функции раскислители. [c.64] Образующаяся в процессе реакции окись углерода вызывает кипение и разбрызгивание металла. Кипение сварочной ванны до начала кристаллизации способствует удалению посторонних металлических включений. Если металл кипит во время кристаллизации шва, то образующиеся пузыри окиси углерода не успевают выделяться и остаются в шве в виде газовых пор. Для уменьшения образования окиси углерода в сварочную ванну вводят раскислители (марганец и кремний). [c.64] Большое влияние при сварке металлов на процесс окисления оказывает состав сварочного пламени. [c.64] Нормальное ацетилено-кислородное пламя в средней (восстановительной) зоне содержит 60% окиси углерода, 20% молекулярного и 20% атомарного водорода. Восстановителем железа из закиси железа в основном является атомарный водород. Он растворяется в расплавленном металле, а с понижением температуры стремится выделиться из сварочной ванны. Если затвердение происходит достаточно быстро, то водород в виде газовых пузырей может остаться в сварном шве. [c.65] Вернуться к основной статье