Гинберг А.M. и др. Технология важнейших отраслей промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

271

Методами порошковой металлургии получают втулки, шестерни,

поршневые кольца и другие детали из композиционных порошковых

материалов (железных, медных и т. д.). Кроме того, изготовляют подшипники

из пористых материалов на основе железа и меди.

При порошковой металлургии имеется возможность использовать отходы

металлообрабатывающей промышленности более полно по сравнению с

традиционной переплавкой металлических отходов.

§ 18.3. Изготовление неразъемных соединений

Понятие о неразъемных соединениях. Виды неразъемных соединений

В различных конструкциях изделий и сооружений используют подвижные и

неподвижные соединения отдельных их частей и деталей, а также разъемные

соединения.

К разъемным (демонтируемым) соединениям относят такие, которые могут

быть полностью разобраны без повреждения составляющих их частей и

крепежных деталей. Остальные относят к неразъемным соединениям, которые

можно разделить на две группы. К первой группе относят соединения с

гарантированным натягом, получаемым без дополнительных средств крепления.

Они используются, как правило, при сборке готовых деталей. Ко второй группе

относят соединения, осуществляемые с помощью сварки, пайки, склеивания,

клепки. Их широко используют как при сборке, так и в заготовительном

производстве.

Заготовки сложной конфигурации и крупногабаритные, состоящие из

нескольких частей, наиболее часто получают методом сварки.

Применение сварных заготовок обеспечивает значительную экономию

металла и снижение их массы по сравнению с заготовками, полученными

ковкой или литьем, и клепаными, а также снижение трудоемкости

изготовления. Сварные соединения часто обеспечивают большую прочность и

надежность при эксплуатации по сравнению с другими видами неразъемных

соединений. Поэтому сварку считают одним из прогрессивных технологических

процессов изготовления металлоконструкций. Ее можно применять в сочетании

с другими процессами, например со штамповкой. Комбинированные методы

заготовительного производства (штамповка — сварка) обеспечивают

изготовление заготовок сложной формы, близких по размерам к готовым

деталям при снижении расхода металла и трудоемкости последующей

обработки. Внедрение комбинированных технологических процес- сов является

одним из направлений решения задачи, поставленной XXVI съездом КПСС по

совершенствованию заготовительной базы машиностроительного производства.

Нашей стране принадлежит приоритет в изобретении и развитии методов

сварки. В 1802 г. русский ученый акад. В. В. Петров открыл явление

электрической дуги, которая обеспечила возможность нагревать и расплавлять

металлы.

272

В 1882 г. русский инженер Н. Н. Бенардос предложил способ

электродуговой сварки неплавящимся угольным электродом, а в 1888 г.

инженер Н. Г. Славянов разработал метод дуговой сварки плавящимся

металлическим электродом. Эти методы являются основой современного

сварочного производства, они получили широкое распространение во всех

странах мира.

Наука о процессах сварки и сварочная техника получили бурное развитие

после Великой Октябрьской революции. Особые заслуги в области создания и

совершенствования современных методов сварки, их автоматизации и

механизации принадлежат Научно-исследовательскому институту

электросварки АН УССР и его основателю акад. Е. О. Патону. В 1969 г. впервые

в мире была осуществлена сварка в космосе плазменной дугой, дугой с

плавящимся электродом и электронным лучом.

В решении одной из важных задач, поставленных XXVI съездом КПСС

перед металлообрабатывающими отраслями промышленности по снижению

металлоемко- сти и экономии металла, существенная роль принадлежит

процессам сварки. Более широкое внедрение сварных конструкций взамен

полученных ковкой и литьем, как правило, обеспечивает значительную

экономию металла и облегчает процессы их изготовления.

Важнейшей задачей, стоящей перед сварочным производством, является

комплексная механизация и автоматизация процессов сварки. В настоящее

время полностью механизированные сварочные станы используются при

изготовлении тонкостенных труб большого диаметра, котлов для

нефтехранилищ; сварочные конвейеры — при изготовлении автомобилей и

комбайнов в массовом производстве. Сейчас создается робототехника,

способная выполнять заданную программу и управлять процессами при

больших скоростях. На промышленных предприятиях имеются отдельные

роботы- сварщики 1-го поколения, работающие по жесткой программе и

выполняющие тяжелые физические работы Уже разрабатываются роботы 2-го

поколения, оснащенные органами, реагирующими на изменения условий

сварки.

Сущность процессов сварки материалов и их классификации

Сварка — это технологический процесс получения неразъемных соединений

металлов, сплавов и других материалов, осуществляемый на основе сил

межатомного сцепления свариваемых материалов. Она широко применяется в

машиностроении, приборостроении, металлообработке, в строительстве и

других отраслях народного хозяйства; сварка является незаменимой в

судостроении, мостостроении, авиастроении, создании трубопроводов. Сварка

позволяет соединять между собой однородные металлы и сплавы, разнородные

металлы (например, медь с алюминием, сталь с медью), металлы с неметаллами

(керамикой, стеклом, графитом и др.), а также пластмассы.

Развитие сварки, особенно в последние годы, привело к появлению новых

методов сварки, расширило возможности применения ее традиционных

методов.

273

Сварные соединения можно получить двумя способами: плавлением и

давлением. В первом случае кромки свариваемых деталей расплавляют.

Подвижность атомов материала в жидком состоянии приводит к образованию

общей сварочной ванны. При охлаждении происходит кристаллизация атомов

двух металлов и в результате образования единого литого ядра сварного шва

получается прочное неразъемное соединение. В другом случае сварку

осуществляют сдавливанием свариваемых поверхностей, при котором сварное

соединение образуется за счет взаимного проникновения (диффузии) атомов

одного материала в другой. Удельные давления, обеспечивающие межатомные

связи, должны быть весьма высокими и соответствовать пределу текучести

данного материала; при этом материал переходит в пластичное состоять.

Необходимость получения высоких удельных давлений, сложность обеспечения

плотного контакта по всей свариваемой поверхности, наличие на поверхности

оксидов, адсорбированных газов и других загрязнений затрудняют

осуществление холодной сварки. Поэтому сварку давлением часто

осуществляют с предварительным подогревом, повышающим пластичность

материала.

Все методы сварки можно классифицировать: по физическим признакам, по

способу образования сварного соединения, виду используемой энергии, степени

автоматизации. Классификация сварки по физическим признакам является

стандартной (рис. 18.28).

По виду энергии, используемой для нагрева материала, все методы сварки

можно разделить на шесть групп: 1) электрическая, 2) химическая, 3)

механическая, 4) лучевая, 5) электромеханическая, 6) химико-механическая.

В промышленности наиболее широкое применение получили электросварка

(электродуговая, плазменная. электрошлаковая) и электромеханическая сварка

(контактная, диффузионная). Из химических методов наибольшее значение

имеет газовая сварка. В механических способах широкое развитие получают

ультразвуковая, трением и др.

В зависимости от степени автоматизации процесса различают ручную,

полуавтоматическую и автоматическую сварку. При сварке автоматизируются

обычно процессы подачи присадочного материала и флюса, а также управления

274

источником энергии. По способу образования сварного соединения все виды

сварки делятся иа две группы: плавлением и давлением.

Основными видами сварных соединений (рис. 18.29), применяемых при

изготовлении различных конструкций, являются:

а — стыковые, б —

внахлестку,

в — угловые, г — тавровые.

Предварительная подготовка кромок, расположение сварного шва

регламентируются стандартами и зависят от материала свариваемых деталей, а

также его толщины.

Способность материала образовывать надежное и прочное сварное

соединение является одним из важных его технологических свойств,

называемым

свариваемостью. Сварные соединения должны по возможности

обладать теми же свойствами, что и свариваемые материалы. При сварке

металлических деталей возникает неоднородность свойств металла в различных

его зонах, обусловленная различием структуры и величины зерна.

Нагрев до высоких температур приводит к образованию крупнозернистой

структуры в сварном шве и может вызвать окисление, азотирование,

газонасышение, выгорание легирующих компонентов в металле сварного шва.

Металл околошовной зоны также претерпевает структурные изменения.

В настоящее время сварочная техника обеспечивает сварку большинства

металлов и сплавов, хотя их свариваемость и качество сварных соединений

различны. На свариваемость стали большое влияние оказывает содержание

углерода, марганца, хрома, молибдена, никеля. Хорошей свариваемостью

обладают низкоуглеродистые и низколегированные стали, технически чистый

алюминий. Низкую свариваемость имеют чугуны, высокохромистые стали,

медно-цинковые и алюминиевые сплавы, химически активные и тугоплавкие

металлы (титан, вольфрам, ванадий, ниобий, молибден и др.). Наиболее сложно

сваривать детали из разнородных материалов. В этих случаях для получения

сварных соединений высокого качества необходимо применять особые

технологические приемы или новые способы сварки.

Сварка плавлением

Электродуговая сварка. В настоящее время электродуговая сварка по

сравнению с другими методами имеет наибольшее распространение. Для

плавления кромок свариваемых деталей при электродуговой сварке

используется электрическая дуга, которая может обеспечить высокую

температуру (до 6000°С) и большую силу тока в зоне разряда. Электрические

параметры дуги могут изменяться в широких пределах. Применяют токи от 1 до

3000 А при напряжении 10—50 В. Мощность можно изменять от 0,01 до 150

кВт, что позволяет выполнять электродуговую сварку металлов с различной

температурой плавления и разных толщин.

Электрическая дуга возникает между двумя электродами 1, один из

которых, как правило, является свариваемой деталью 2, а второй —

специальный стержень (рис. 18.30,а). Такой способ называют сваркой дугой

прямого действия или зависимой дугой. Независимая электрическая дуга горит

275

между двумя стержневыми электродами (рис. 18.30,б). Плавление кромок

свариваемых деталей осуществляется за счет косвенного действия дуги. Этот

метод менее эффективен и применяется довольно редко.

На качество сварки большое влияние оказывает стабильность горения дуги.

Напряжение, необходимое для поддержания горения дуги, зависит от материала

и размеров электрода, силы тока и длины дуги (I

, и I

). Эта зависимость

выражается вольт-ампериой или статической характеристикой дуги (рис. 18.31).

Горению электрической дуги предшествует дуговой разряд, который

возникает при напряжении 45—50 В для стальных электродов и 55—65 В для

угольных электродов. После возникновения дугового разряда напряжение

понижается до 18—25 В для стальных и 30— 40 В для угольных электродов.

Устойчивое горение дуги обеспечивается при силе тока, превышающей 50 А,

когда напряжение на дуге не зависит от силы тока. Для устойчивого горения

дуги необходимо сохранить ее длину в пределах 0,6—0,8 диаметра электрода.

Для питания электрической дуги может использоваться постоянный или

переменный ток. Устойчивость горения дуги на постоянном токе выше, чем на

переменном. Однако постоянный ток энергетически менее выгоден, а

применяемое в этом случае оборудование более громоздко. Повышенный

расход электрической энергии при сварке на постоянном токе увеличивает ее

стоимость. Для питания дуги постоянным током используют сварочные

генераторы и выпрямители электрического тока. Сварочные генераторы бывают

однопостовые и многопостовые, стационарные и передвижные, работающие от

электродвигателя или от двигателя внутреннего сгорания.

Электрическая дуга на переменном токе менее устойчива из-за

непрерывного изменения направления тока, в результате чего дуга может

гаснуть. Стабильность дуги повышается при применении переменного тока

повышенной частоты (150 — 450 Гц) или использовании специальных

стабилизирующих покрытий, наносимых тонким слоем на электродные

стержни. Такие покрытия обеспечивают ионизацию дугового столба и тем

самым предотвращают угасание дуга. Электродуговая сварка на переменном

токе имеет наибольшее распространение. При этом применяют сварочные

трансформаторы, понижающие напряжение до 60—65 В. Устойчивость горения

дуги и возможность саморегулирования процесса обеспечивается источниками

электрического тока — сварочными генераторами и трансформаторами с

падающей внешней вольт-амперной характеристикой (рис. 18,31, кривая а).

Напряжение при таком оборудовании должно уменьшаться с повышением силы

тока, а при токе короткого замыкания напряжение должно падать до нуля (рис.

18.31, точка 1). В точке 2 пересечения характеристик дуги и источника питания

имеет режим, при котором горение дуги устойчивое.

Электродуговая сварка выполняется плавящимися металлическими

электродами (по способу Славянова) и не- плавящимися графитовыми (по

способу Бенардоса) или вольфрамовыми электродами. Неплавящиеся электроды

служат только для поддержания горения дуги, которая расплавляет кромки

свариваемых деталей, образуя сварной шов. При сварке деталей больших

276

толщин дополнительно применяют присадочный материал в виде проволоки,

химический состав которого должен соответствовать составу металла

свариваемых частей. Присадочная проволока расплавляется в зоне горения дуги

и переходит в металл сварного шва. Сварка неплавящимися графитовыми

электродами осуществляется только на постоянном токе.

Плавящиеся электроды служат для поддержания горения дуги и являются

дополнительным присадочным материалом для образования сварного шва

Размеры всех электродов стандартизованы. Плавящиеся электроды для

ручной сварки изготовляют из специальной сварочной проволоки, по

химическому составу близкой к химическому составу металла свариваемых

деталей. Их выпускают с покрытием (обмазкой), которое служит для защиты

расплавленного металла от насыщения его кислородом и азотом, создания

устойчивости горения дуги, обеспечения легирования металла сварного шва и

придания ему свойств, близких к основному металлу

По толщине обмазки различают электроды с тонким и толстым покрытием.

Тонкие покрытия (толщиной 0,15—0,3 мм) являются стабилизирующими. Они

обычно состоят из смеси известняка и жидкого стекла. Образующиеся в

процессе сварки ионы кальция способствуют повышению стабильности горения

дуги. Такие электроды применяют при сварке неответственных конструкций из

углеродистой стали. При сварке ответственных изделий применяют электроды

с толстым покрытием толщиной 1—3 мм. В состав толстого покрытия входят

газообразующие, шлакообразующие, легирующие и связующие элементы.

Газообразующие элементы состоят из органических веществ — древесной муки,

крахмала. Они предназначены для создания вокруг дуги и жидкого металла

защитной среды, состоящей из оксида углерода и других продуктов распада

углеводородов. Шлакообразующие элементы состоят из минеральных веществ

— полевого шпата, марганцевой руды, ильменита и др., которые при плавлении

электрода образуют шлаковую защиту металла сварного шва. Кроме того, шлак

замедляет охлаждение металла шва, что способствует улучшению его

структуры. Легирующие элементы вводят в состав обмазки в виде ферросплавов

(ферромарганца, ферросилиция, ферротитана, феррохрома и др.). При

выплавлении они переходят в металл сварного шва и тем самым обеспечивают

улучшение его механических свойств.

Электродуговая сварка выполняется открытой или защищенной дугой. Она

может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.

При ручной сварке электрод перемещают вдоль сварного шва и по мере его

расплавления обеспечивают постоянство длины дуги в процессе сварки.

Качество сварного шва зависит от постоянства длины дуги, поэтому при ручной

сварке оно неоднородно по длине шва. В этом случае трудно также осуществить

защиту дуги, а сварка открытой дугой приводит к образованию оксидов металла

на поверхности, газонасыщенности, рыхлой структуре и снижению

механических свойств сварного шва. Повышение качества сварного соединения

обеспечивается электродуговой сваркой защищенной дугой, при которой в

качестве защитных сред используются флюсы или защитные газы.

277

Широкое применение находит автоматическая дуговая сварка под слоем

флюса (рис. 18.32). Оборудование для автоматической сварки состоит из

сварочной головки, источника питания и регулирования сварочного тока.

Сварочная головка обеспечивает автоматическую подачу электродной

проволоки в зону сварки со скоростью, поддерживающей длину дуги

постоянной, а также подачу флюса в зону сварки. Сварочная автоматическая

головка перемещается вдоль сварного шва (при неподвижном изделии). Иногда

используют неподвижную головку при автоматическом перемещении изделия.

При автоматической сварке применяют голую плавящуюся электродную

проволоку, намотанную в кассете 1. В рассматриваемом способе дуга горит под

толстым слоем флюса, защищающем расплавленный металл от воздействия

окружающей среды и предотвращающем его разбрызгивание, что улучшает

условия формирования шва между двумя свариваемыми заготовками

4, 5. В

состав флюсов входят раскислители и отдельные легирующие элементы,

улучшающие структуру, механические свойства сварного шва. Флюс в виде

гранул засыпается в зону сварки из бункера 2. Расплавляясь в процессе сварки,

он равномерно покрывает шов, образуя при остывании твердую корку шлака на

его поверхности. Впоследствии шлаковая корка легко удаляется. Оставшийся

после сварки сыпучий гранулированный флюс отсасывается обратно в бункер с

помощью сопла 3.

Основными преимуществами автоматической электродуговой сварки под

флюсом являются: повышение качества шва, обеспечение однородности

качества шва по его длине, повышение производительности сварки в 10—15 раз

по сравнению с ручной, уменьшение расхода электроэнергии и электродной

проволоки, улучшение условий труда, уменьшение выделения пыли и газов,

отсутствие светового излучения. Но автоматическую сварку нельзя применять

для вертикальных, потолочных и фасонных швов. Сварочные автоматы

наиболее эффективно применять при производстве швов большой

протяженности.

Для защиты дуги и расплавленного металла от воздействия кислорода и

азота воздуха кроме флюса применяют защитные газы. Наибольшее применение

в промышленности нашли аргоно-дуговая, атомно-водородная и сварка в среде

углекислого газа.

К преимуществам дуговой сварки в среде защитных газов относятся:

надежность защиты сварочной ванны и обеспечение высокого качества

сварного соединения, отсутствие флюсов и покрытий, высокая

производительность процесса, широкие возможности автоматизации и

механизации процесса, возможность получения сварного шва в различных

пространственных положениях, высокая степень концентрации теплоты,

возможность наблюдения за дугой, что облегчает управление процессом.

Защитный газ выбирают в зависимости от химического состава свариваемого

металла и его чувствительности к примесям, содержащимся в газе.

Атомно-водородная сварка. Такую сварку осуществляют, как правило, дугой

независимого действия, горящей между двумя вольфрамовыми электродами 1, 5

278

(рис. 18.33). В зону сварки

8 по специальным каналам 3, 4 электрододержателей

2, 6 поступает водород, обладающий способностью восстанавливать оксиды

металлов и оказывать защитное действие. Кроме того, водород переносит

теплоту от горящей дуги к свариваемому металлу, благодаря чему дуга

независимого действия может обеспечить высокие температуры (до 4000°С).

Водород в зоне горения дуги диссоциирует на атомы. Процесс диссоциации

водорода протекает с поглощением большого количества теплоты

→ 2H - Q

В месте сварки атомы водорода, соприкасаясь с более холодной поверхностью

металла заготовок 7, 9, вновь соединяются в молекулы, выделяя при этом

поглощенную теплоту.

Чистый водород взрывоопасен, поэтому при атомно- водородной сварке

обычно применяют азотоводородную смесь, получаемую путем разложения

аммиака при 500— 600 °С.

Атомно-водородная сварка обеспечивает получение плотных и прочных

сварных соединений меди, нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов,

обладающих плохой свариваемостью. При атомно-водородной сварке

возможно применение присадочной проволоки. Для защиты дуги используют

также инертные газы — аргон, гелий или их смеси.

Аргоно-дуговая сварка нашла наибольшее применение для соединения

деталей из высоколегированных сталей и сплавов на основе титана, магния,

никеля, меди. Она выполняется дугой зависимого действия. В качестве

электродов используют плавящиеся и неплавящиеся (вольфрамовые)

электроды. Плавящимися электродами сваривают детали толщиной более 3 мм.

Сварку неплавящимися электродами можно выполнять с применением

присадочной проволоки. Аргон подается к месту сварки под давлением 30—50

кПа. В некоторых случаях, например при сварке заготовок сложной формы или

изготовленных из активных, быстроокисляющихся металлов, используют

специальные камеры, заполненные аргоном. Сварку в камерах выполняют

вручную или автоматически. Аргоно-дуговую сварку выполняют также с

использованием подвижных защитных микрокамер.

Сварка в среде углекислого газа осуществляется дугой зависимого действия

с помощью плавящейся электродной проволоки, которая автоматически

подается в зону сварки с постоянной скоростью. Для устранения пористости

сварного шва сварку производят постоянным током обратной полярности.

Углекислый газ подается в зону сварки через сопло горелки из баллона. Так как

углекислый газ обладает окислительным действием, в электродную проволоку

вводят раскислители (кремний и марганец).

Такой способ является относительно дешевым, поэтому получает все

большее распространение. Этим методом сваривают заготовки из углеродистых

и низколегированных сталей с прямыми и кольцевыми швами, устраняют

дефекты стальных отливок. Процесс сварки может выполняться на автоматах и

полуавтоматах.

279

Электрошлаковая сварка. Электрошлаковая сварка, разработанная НИИ

электросварки им. Е. О. Патона и отмеченная золотой медалью на Всемирной

выставке в Брюсселе, является разновидностью автоматической сварки под

слоем флюса. В этом случае флюсы должны быть электропроводными и иметь

температуру плавления на 100 — 120 °С выше температуры плавления

свариваемого ме- талла и электродной проволоки. В зависимости от толщины

свариваемых заготовок сварку выполняют одним или несколькими

плавящимися голыми электродами.

Первоначально процесс сварки начинается с возбуждения и поддержания

горения дуги под слоем флюса. После расплавления флюса и образования

достаточного количества жидкого шлака дуговой процесс прекращается и

начинается электрошлаковый (рис. 18.34). Кромки свариваемых заготовок 6, 7 и

электроды 1 плавятся за счет теплоты, выделяющейся при прохождении

электрического тока через цепь; электроды 1 — жидкий токопроводящий шлак

— жидкий металл 4 — свариваемые заготовки 6, 7. Количество теплоты,

необходимое для протекания электрошлакового процесса, определяется по

закону Джоуля — Ленца. Металл электродов, опущенных в жидкий шлак,

плавится и каплями стекает в сварной шов. Проходя через шлак, металл

очищается от серы, неметаллических включений, газов, т. е. рафинируется.

Полученный сварной шов обладает высокими механическими свойствами,

почти не отличаясь по прочности и пластичности от основного металла.

Сварной шов 5 формируется между двумя медными ползунами

2, 8,

охлаждаемыми водой. По мере плавления электроды автоматически подаются в

зону сварки. Ползуны вместе с механизмом подачи электродов автоматически

перемещаются вдоль сварного шва.

Этот способ позволяет сваривать металл практически неограниченной

толщины, причем заготовки толщиной до 50 — 60 мм сваривают одним

электродом, а толщиной до 400—450 мм — несколькими электродами. С

помощью электрошлаковой сварки изготовляют разнообразные

крупногабаритные конструкции: станины прессов, детали прокатных станов,

емкости высокого давления, а также выполняют наплавку сплавов со

специальными свойствами. Применение электрошлаковой сварки позволяет

заменить цельнокованые и цельнолитые конструкции аналогичными сварными,

обеспечивая значительную экономию расхода металла и затрачиваемых

средств.

Обеспечивая высокие качество и производительность, электрошлаковая

сварка считается одним из прогрессивных методов. Способ электрошлаковой

сварки запатентован во многих передовых капиталистических странах. Принцип

электрошлаковой сварки положен в основу получения высококачественного

металла в металлургических процессах электрошлаковым переплавом.

Газовая сварка. При газовой сварке для расплавления кромок свариваемых

заготовок и присадочной проволоки используют теплоту, выделяемую при

сгорании газа в кислороде (ацетилена, водорода, пропана, природного газа и

др.). Наибольшее применение находит ацетилен, обладающий высокой

280

теплотой сгорания и дающий наибольшую температуру пламени (3150°C).

Ацетилен может подаваться для сварки непосредственно от газогенератора, в

котором его получают из карбида кальция, либо из баллона, где он находится в

растворенном состоянии под давлением 1,5—1,6 МПа. Ацетилен взрывоопасен,

поэтому баллоны наполняют пористой массой (активированным углем),

пропитанной ацетиленом. Давление ацетилена при сварке понижается до 0,01—

0,15 МПа с помощью редукторов, установленных на выходе из баллона.

Кислород, используемый при сварке, транспортируется в жидком виде в

специальных резервуарах (танках). С помощью газификаторов кислород

переводят в газообразное состояние и по трубопроводам подают к рабочему

месту сварщика. Кислород можно транспортировать и хранить, так же как и

ацетилен, в баллонах в газообразном состоянии под давлением 15 МПа. При

сварке давление кислорода снижается до 0,3 — 0,5 МПа. Кислородные баллоны

окрашиваются в синий, а ацетиленовые — в белый цвет.

Для смешивания газов в заданном соотношении и получения устойчивого

газового пламени применяют сварочную горелку, схема которой показана на

рис. 18.35, а. В сварочную горелку газы подаются по шлангам. По принципу

действия различают горелки инжекторные (всасывающие) — низкого давления

и безинжекторные — высокого давления.

Газовое пламя обеспечивает плавление металла, а также его восстановление,

науглероживание или окисление. Получение того или иного пламени

достигается за счет изменения соотношения горючего газа и кислорода в смеси.

Наиболее благоприятные условия сварки обеспечиваются при соотношении

объемов кислорода и ацетилена, равном 1,1 — 1,2. Такое пламя называют

нормальным или восстановительным. Нормальным пламенем сваривают

большинство сталей. Газовое пламя состоит из трех основных зон. Зона 1 —

ядро, содержащее свободный кислород и продукты распада ацетилена, В зоне 2

содержатся продукты неполного сгорания ацетилена, оксид углерода (СО) и

водород (Н

)

+ О

= 2СО + Н

Эта зона имеет наивысшую температуру (3150°С). Поэтому она называется

сварочной или восстановительпой. В зоне 3 происходит полное сгорание

ацетилена за счет кислорода воздуха с образованием паров воды (H

O) и

углекислого газа (CO

). Пламя с избытком ацетилена является

науглероживающим. Его применяют при сварке чугуна. В этом случае углерод,

выгорающий при сварке, компенсируется за счет пламени.

Окислительное пламя (с избытком кислорода) применяют при сварке

латуней для получения оксидных пленок, препятствующих испарению цинка.

Содержащиеся в пламени восстановительные газы — оксид углерода (СО) и

водород (H

) — несколько защищают металл or окисления, однако при сварке

активных металлов такая защита недостаточна, поэтому необходимо

применять флюсы (например, при сварке алюминиевых сплавов).