Главная → Статьи

Газы и пасты

Газы используют в качестве защитной среды при ручной дуговой сварке вольфрамовым электродом, а также при различных электродуговых способах резки металлов.

Защитные газы. Основным защитным газом при ручной дуговой сварке вольфрамовым электродом является аргон. Это инертный газ, который в большинстве металлов практически нерастворим. Аргон тяжелее воздуха и поэтому обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны. Сварочная дуга, горящая в аргоне, имеет высокую стабильность. Аргон чистый по ГОСТ 10157—73 поставляется трех составов: марки А (содержание аргона не менее 99,99%), Б (99,96%) и В (99,9%). Аргон марок А и Б поставляется также по ГОСТ 5457—75. Аргон содержится в серого цвета баллонах с надписью зеленого цвета «Аргон чистый». Кроме чистого используется технический аргон (содержание чистого газа не менее 83,3%). Баллон для технического аргона выкрашен в черный цвет и имеет белую горизонтальную полоску с синей надписью «Аргон технический». Технический аргон применяется лля сварки черных металлов. В баллонах аргон находится под давлением 15 МПа. В стандартном баллоне вместимостью 40 л помещается 6 м3 аргона. Для отбора газа из баллона к нему присоединяется редуктор, который снижает давление до необходимой при сварке величины (ниже 0,05 МПа) и поддерживает его постоянным независимо от давления в баллоне.

В последние годы используют и смеси аргона с другими газами. Смесь аргона с водородом (90% аргона и 10% водорода) применяется при сварке вольфрамовым электродом тонкого металла. Эта смесь позволяет увеличить скорость сварки, уменьшить выгорание легирующих элементов, зону термического влияния и остаточные деформации. Смесь из 92% аргона и 8% азота обеспечивает необходимые свойства сварного соединения из сталей типа Х18Н9Т толщиной 2—4 мм при однопроходной сварке. Смесь аргона с 10—12% азота дает возможность избежать предварительную термообработку, обеспечивает коррозионную стойкость металла шва, в то время как при сварке в чистом аргоне с применением предварительной термообработки швы подвержены межкристаллитной коррозии.

Сравнительно реже при сварке вольфрамовым электродом используется другой инертный газ — гелий. В отличие от аргона, гелий легче воздуха. Это усложняет защиту сварочной ванны и приводит к повышенному расходу газа. Гелий поставляется по ВТУ МХП 0446-54 двух составов: технический I (содержание чистого газа 99,6—99,7%) и технический II (98,5—99,5%). Хранится и транспортируется гелий в баллонах в газообразном состоянии при давлении 15 МПА. Гелий технический I содержится в баллонах коричневого цвета без надписей, гелий технический II — в баллонах, окрашенных в коричневый цвет с надписью белой краской «Гелий».

Нейтральным газом по отношению к меди является азот. Поэтому при дуговой сварке вольфрамовым электродом меди и ее сплавов в качестве защитного газа применяют азот. Азот поставляется по ГОСТ 9293—74. Для сварки применяется азот технический только 1-го и -ю сортов с соответственным содержанием чистого не менее 99,5 и 99%.

Газы для резки. Для резки плазменной дугой прямого действия применяют чистый аргон и его смеси. При резке алюминия и его сплавов для защиты кромок реза и вольфрамового электрода от окисления и облегчения зажигания вспомогательной дуги используют чистый аргон.

Однако для резки чистый аргон непригоден, так как выплавляемый металл трудно удаляется из места реза ввиду недостаточной жидкотекучести. Добавление к аргону водорода обеспечивает более чистые кромки реза, повышает производительность резки, так как водород, имея большую по сравнению с аргоном теплоемкость и теплопроводность, интенсивно передает металлу тепловую энергию дуги. Для ручной резки алюминия следует применять смесь из 65—80% аргона и 25% водорода. Повышение содержания водорода ухудшает при ручной резке стабильность горения дуги.

Для резки нержавеющих сталей вместо аргона, имеющего высокую стоимость и не обеспечивающего большей производительности по сравнению с кислородно-флюсовой резкой, используют азот или его смеси с водородом. При резке нержавеющей стали толщиной до 20—25 мм с последующей механической обработкой кромок защитным газом служит чистый азот, а при резке стали толщиной 26—70 мм — смесь из 25—30% водорода и 75—70% азота или 20% аргона и 80% водорода. Введение в смеси аргона снижает скорость резки, но при этом получается чистый рез.

При резке плазменной дугой косвенного действия применяют смесь из 80% аргона и 20% азота.

При кислородно-дуговой и кислородно-флюсовой резке применяется кислород. Он не имеет цвета и запаха, несколько тяжелее воздуха. Для резки и газовой сварки применяют технический кислород по ГОСТ 5583—68* трех сортов. Первый сорт содержит 99,7%, второй — 99,5%, третий —99,2% чистого газа. Жидкий кислород транспортируется в танках, газообразный — в стальных баллонах. Кислород в баллонах находится под давлением 15 МПА. Баллон окрашивается в голубой цвет и имеет надпись черными буквами «Кислород».

При кислородно-флюсовой резке кроме кислорода применяется ацетилен.

Флюс-паста. Для защиты и лучшего формирования обратной стороны корневого валика при односторонней сварке трубопроводов из легированных сталей аргон поддувается внутрь трубы. Такая технология требует специальных устройств и большого расхода аргона. В настоящее время разработана флюс-паста марки ФП8-2, которая полностью заменяет аргон, применяемый для поддува при сварке трубопроводов из корро-зионно-стойких сталей аустенитного класса.

В состав флюс-пасты входит сухая шихта и жидкая силикатная связка. Пасту получают, смешивая шихту с силикатной связкой в отношении 1:1. Перед смешиванием шихту необходимо просушить в течение 2 ч при температуре 80—100°С. После чего она остывает до комнатной температуры вместе с печью. Потребители получают пасту в виде сухой шихты и силикатной связки раздельно друг от друга. Флюс-пасту приготавливают перед ее применением. Шихту и связку тщательно перемешивают до полного исчезновения комочков и получения пастообразной массы. Шихта и связка должны перевозиться и храниться в плотно закрытых металлических, стеклянных или пластмассовых сосудах.

В процессе плавления флюс-пасты входящие в ее состав компоненты диссоциируют и образуют газовую защиту, а сама флюс-паста, расплавляясь, образует шлаковую защиту, которая защищает металл ванны от газов атмосферы и способствует хорошему формированию корня шва. Для сварки трубопроводов из низкоуглеродистых сталей разработана флюс-паста ФП8-Н. Шихту и связку смешивают в отношении 1 : 1,5.

Флюс-пасту наносят (рис. 34) в виде полос на кромки стыка с внутренней стороны металлическим, Деревянным или пластмассовым шпателем, имеющим ширину 3—5 мм в разделке не должно быть флюс-Попавшую в разделку флюс-пасту следует убрать реоком. Ширина полосы нанесенной флюс-пасты не должна превышать 5—7 мм, а толщина 0,4—0,7 мм.

Рис. 34. Схемы нанесения флюс-пасты

Флюс-паста полностью высыхает через 15—20 мин после нанесения ее на кромки при температуре воздуха 15—20°С и нормальной влажности. При отрицательных температурах флюс-пасту рекомендуется наносить в утепленных помещениях. Высыхание флюс-пасты контролируют визуально (она изменяет цвет: из блестящей темно-коричневой становится матовой).

Хранение электродов в строительно-монтажных организациях. Одним из важнейших условий получения сварного соединения хорошего качества является применение электродов соответствующего качества. Однако качество электродов зависит не только от технологии их изготовления, но и от условий хранения. Поэтому на центральных складах строительно-монтажных организаций, на складах монтажных участков и на рабочих местах должны быть созданы определенные условия, при которых электроды сохраняют все свои свойства.

Склады для электродов должны быть оборудованы стеллажами для хранения электродов, разложенных по маркам и диаметрам, печами для сушки и прокаливания электродов. Температуру необходимо поддерживать постоянной не только в разные времена года, но и в течение суток, так как иначе в ночное время нагревшееся за день помещение остынет и содержащаяся в нем влага сконденсируется в виде росы на пачках электродов и перейдет при негерметичной упаковке в покрытие.

Режим сушки и прокалки электродов устанавливают в зависимости от типа электродного покрытия и приводят его на этикетках, в паспортах, каталогах. Следует тщательно соблюдать рекомендуемые режимы, так как при сварке недосушенными или пересушенными элек-т‘подами резко ухудшается качество наплавленного металла. Как в первом, так и во втором случае возникает опасность образования пор, причинами появления которых являются влага и ухудшение защиты зоны дуги вследствие выгорания органических составляющих покрытия.

Очень удобны в эксплуатации передвижные склады, размещаемые в сборно-разборных домиках. В новгородском монтажном управлении треста Нефтезавод-монтаж создан передвижной универсальный склад с разовой загрузкой до 3 т электродов. Для транспортирования по строительно-монтажной площадке склад устанавливают на сани из труб. Корпус склада двойной. Наружная облицовка выполнена из листового металла, внутренняя — из досок. Между ними проложен изоляционный слой из стекловаты. Склад оборудован двухъярусными стеллажами и печью для сушки и прокалки электродов. На лицевой стороне стеллажей прикреплены таблички с указанием марок и диаметров электродов.

Печь изготовлена из листового металла. Между наружной и внутренней обшивкой уложена изоляция из стекловаты толщиной 60 мм. Нагревательные элементы выполнены из нихромовых спиралей диаметром 2—3 мм. Диапазон рабочих температур от 15 до 400°С. Максимальная разовая загрузка электродов 420 кг. Печь состоит из двух камер. Необходимые температуру и время выдержки обеспечивает система управления, позволяющая вести нагрев путем ручного включения и визуального контроля температуры или в автоматическом цикле. Система управления работает точно благодаря встроенным в цепь регулирования электроконтактным регуляторам. Продолжительность работы нагревателей в автоматическом цикле устанавливается при помощи реле времени в пределах 0—120 мин с погрешностью не более ±20 с. Время выхода на режим максимальной температуры 11 — 13 мин. Электроды в печи прокаливают в пеналах специальной конструкции, которые подвешивают к потолку. В случае необходимости электроды можно прокаливать россыпью.

В зависимости от условий эксплуатации печи для сушки и прокаливания электродов бывают стационарные и передвижные.

ВНИИмонтажспецстроем разработана стационарная печь для применения на производственных базах и монтажных участках при температуре воздуха не ниже —20°С. Печь аналогичной конструкции, предназначенную для работы на заводах и промбазах при температуре окружающего воздуха не ниже 10°С, разработал трест Львовэнергоремонт. Печь состоит из двух металлических каркасов, расположенной между ними изоляции, электронагревателей пуокорегулирующей аппаратуры и устройств для задания и автоматического поддержания температуры прокалки и времени выдержки. Единовременная загрузка электродов в печах 80 кг.

Имеется несколько конструкций переносных печей. Сварочная лаборатория треста Востокметаллургмонтаж разработала печь для единовременной загрузки электродов до 30 кг. Печь представляет собой цилиндрическую емкость, установленную на основании, в котором размещена вся электроаппаратура. В корпус печи вмонтирован терморегулятор, обеспечивающий регулирование температуры в пределах 100—400°С. На определенный режим прокалки печь настраивают с помощью регулирующего диска. Мощность нагревательного элемента 3 кВт. Габарит печи 600X500X150 мм. Масса 53 кг.

При строительстве магистральных трубопроводов используют специальные печи. Одни из них предназначены для эксплуатации в передвижных или стационарных перевозимых установках, не работающих на ходу, другие — только в стационарных условиях.

Для сушки и прокалки электродов на строительно-монтажной площадке имеются переносные печи конструкции треста Ленинграддоргстрой и ВНИИмонтаж-спецстроя. Принцип работы печей основан на выделении тепла в рабочем пространстве при прохождении по нагревательному элементу электрического тока. Температуру регулируют ступенями пакетным переключателем. Единовременная загрузка печи 10—15 кг электродов, масса до 25 кг.

Для хранения электродов на рабочих местах сварщик должен применять перенос-ные пеналы (рис. 35) емкостью до 5 кг электродов. Рис 35- Пенал для хранения Электроды защищены от электродов действия влаги благодаря конструкции пенала, обеспечивающей его герметичность. Защиту электродов можно выполнять и с помощью специальных средств (силикагель и др.). Для переноски пенала или подвешивания его на рабочем месте сварщик может пользоваться ручкой или заплечным ремнем. Масса пенала без электродов 0,6 кг, диаметр 100 мм, высота 480 мм.

—

Кислород — бесцветный газ, не имеющий запаха, активно поддерживающий горение. Некоторые физические свойства кислорода и горючих газов, применяемых при газопламенной обработке металлов, приведены в табл.9.

Горючие газы и некоторые горючие жидкости образуют в соединении с кислородом взрывчатые смеси. Жир ! и масло при контакте с сжатым кислородом приведут к j самовоспламенению.

Для сварки и резки выпускают газообразный технический кислород высшего сорта с чистотой 99,5%. сорта А с чистотой 99,2% и сорт Б с чистотой 98,5%.

При сгорании горючих газов в смеси с кислородом температура пламени значительно повышается по сравнению с температурой пламени, получающейся при сгорании этих газов в смеси с воздухом. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С 1 м3 газообразного кислорода весит 1,33 кг. Из 1 кг жидкого кислорода при испарении получается 0,75 м3 газообразного. Газообразный кислород транспортируют в стальных j баллонах под давлением 150 кгс/см2. Жидкий кислород транспортируют в теплоизолированных резервуарах.

Пропан-бутан. Газовые смеси пропана и бутана в нормальных условиях (при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст.) находятся в газообразном состоянии. Эти смеси обладают характерной особенностью: при понижении температуры или повышении давления они сжижаются и превращаются в жидкость. Объем газов при этом резко уменьшается. Так, например, 500 л про-пан-бутановой газовой смеси, сжижаясь, занимают объем всего около 2 л.

Ваш отзыв