Газовая сварка и резка металлов - Соколов И.И.

Автор: Соколов И.И.
Теги: технология обработки без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства газовая сварка резка металлов
Год: 1986
Похожие
Газовая сварка и резка металлов
Сварка, резка, пайка металлов своими руками
Газовая сварка
Текст
                    и. и. СОКОЛОВ
Газовая
сварка
и резка
металлов
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
weldworld.ru
ББК 34.G4
С 59
УДК 621.791.0
Рецензент — канд. техн, наук Г. В Полегой
(МВТУ им. Н. Э. Баумана)
Соколов И. И.
С59 Газовая сварка и резка металлов: Учебник для
сред. ПТУ.— 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш,
шк.» 1986.— 304с.: ил. (Профтехобразование).
В пер.: 55 к.
Рассмотрены оборудование, инструмент и приспособления для газовой
снарки и резки металлов; приведелы различные виды сварных соединений
и швов, а также сведении о сварке и резке углеродистых и легированных
сталей» чугуна, цветных металлов и их сплавов, о наплавке и пайке
металле в-
Б третье издание (2-е — в 1981 г.) внесены изменения, связанные
с совершенствованием технологических процессов газовой сварки и резки
металлов»
2704060000—177	ББК 34.64
С 052 (01)—86 С6~86	6П4.3
© Издательство «Высшая школа», 1978
(с) Издательство «Высшая школа», 1986, с изменениями
ВВЕДЕНИЕ
Первостепенная роль в повышении технического уровня
и улучшении качественных показателей всех отраслей мате-
риального произволе! ва принадлежит машиностроению.
Значение сварочного производства в машиностроении
очень велико — сейчас трудно назвать отрасль народного
хозяйства, где бы ни применялся тот или иной вид сварки.
С применением сварки стало возможным создание таких
конструкций машин и аппаратов, которые практически
нельзя было изготовить другими способами. Сварка внесла
коренные изменения в конструкцию и технологию произ-
водства многих изделий.
Сварка металлов является одним из выдающихся изобре-
тений русских ученых и инженеров и впервые была освоена
в нашей стране. Наследие В. В. Петрова, Н. Н. Бенардоса
и II. Г. Славянова получило новое развитие в трудах совет-
ских ученых, инженеров, рабочих.
Способ газовой сварки стал применяться в конце прош-
лого столетия, когда началось промышленное производство
ацетилена и кислорода. Сравнительная простота и порта-
тивность оборудования для газовой сварки, большая уни-
версальность делают газовую сварку незаменимой для сое-
динения небольших деталей из различных металлов и для
всевозможных ремонтных работ в строительстве и сельском
хозяйстве. Она находит широкое применение при сварке ста-
лей малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов.
Широкое применение во многих отраслях народного хо-
зяйства получила газотермическая резка металлов. Для рез-
ки высоколегированных сталей широко используют кисло-
родно-флюсовую резку, для резки цветных металлов и спла-
вов — воздушно-дуговую, плазменную, плазменно-дуговую.
Плазменно-дуговая резка позволяет осуществлять чистовую
вырезку деталей, что резко повышает производительность
заготовительно-сборочных работ.
Непрерывно повышающиеся требования к качеству про-
дукции, совершенствование технологических процессов про-
изводства и методов труда, внедрение в народное хозяйство
новейших достижений науки и техники — все это повышает
требования к уровню подготовки рабочих на производстве.
3
В нашей стране квалпфинированных рабочих подготавлива-
ют в средних профессионально-технических училищах или
на предприятиях бригадным или индивидуальным метода-
ми обучения. Знания, полученные в ПТУ, дают возмож-
ность рабочим быстрее осваивать профессию, новую тех-
нику, повышать свое мастерство.
Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР
приняли постановление «О дальнейшем развитии системы
профессионально-технического образования и повышении
се роли в подготовке квалифицированных рабочих кадров».
В принятом постановлении обращено особое внимание всех
работников профессионально-технического образования па
то, чтобы учащиеся овладевали глубокими и прочными зна-
ниями, на выработку у них современного экономического
мышления, высокого профессионального мастерства, твор-
ческого отношения к труду.
ГЛАВА I
K^AWE СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ
И РЕЗКЕ МЕТАЛЛОВ
• § 1. СУЩНОСТЬ И КЛАССИФИКАЦИЯ СВ АЙКИ
Сваркой называется процесс получения неразъемных
соединений посредством установления межатомных связей
между свариваемыми частями при их местном (или общем)
нагреве или пластическом деформировании или совместным
действием того и другого.
Для получения неразъемных соединений раньше пре-
имущественно использовалась клепка. Процесс клепки свя-
зан с большими затратами металла. Сварка позволяет эко-
номить металл; сварное изделие проще в изготовлении и де-
шевле, чем клепаное. Сварные соединения но сравнению с
клепаными имеют более высокую плотность, прочность и на-
дежность. При использовании сварки уменьшаются затраты
Рис. 1. Стержни, имеющие различную форму попе-
речного сечения, полученные клепкой (а) и свар-
кой (б)
труда на изготовление металлоконструкций, улучшаются
условия труда в производстве.
Применение сварки позволяет использовать самые раз-
нообразные профичи металла. Для сжатых стержней в кле-
паных изделиях часто применяют уголки (рис. 1, а). Свар-
кой можно получить расположение уголков, дающее труб-
чатообразный профиль (рис. 1,6).
Благодаря своим преимуществам сварка металлов нашла
широкое применение во всех отраслях народного хозяйства.
Целесообразность применения сварки не исчерпывается ее
5
экономическими преимуществами. В ряде отраслей промыш-
ленности сварка металлов — незаменимый технологический
процесс, без применения которого нельзя создать современ-
ные конструкции. При применении сварки отпадают мно-
гие ограничения по толщине соединяемых элементов, сни-
жается масса конструций, становится возможным примене-
ние высокопрочных и специальных сталей.
В зависимости от формы энергии, используемой для об-
разования сварного шва, сварка металлов делится на три
класса (ГОСТ 19521—74); термический, термомеханический,
механический.
К термическому классу относятся виды сварки, осуществ-
ляемые плавлением с использованием тепловой энергии, тер-
момеханическому — с использованием тепловой энергии и
давления, механическому — с использованием механиче-
ской энергии и давления.
Вид сварки объединяется по виду легочника энергии, не-
посредственно используемого для образования сварного
соединения.
К термическому классу относятся дуговая, газовая,
электро шлаковая, элсктропно-лучевая, плазменная сварка
и др., к термомеханнческому классу — контактная, диф-
фузионная, газопрессовая, термитно-прессовая и печная
сварка и др., к механическому классу — холодная, взрывом,
ультразвуковая, трением и магнитно-импульсная сварка.
§ 2.	ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ
Ручная дуговая сварка металлическим электродом. При
сварке металлическим электродом тепло, необходимое для
расплавления основного металла и электродного стержня,
образуется при горении между ними электрической дуги.
Электрическая дуга обладает высокой температурой —
до 4000—6000°С. Расплавленные основной и электродный
металл перемешиваются в сварочной ванне, образуя при
затвердевании сварной шов.
Применяют электроды со специальным покрытием, ко-
торое, расплавляясь, создает газовую и шлаковую защиту
сварочной ванны от вредного влияния кислорода и азота
воздуха.
Сварку выполняют на постоянном и переменном токе.
При сварке на постоянном токе источниками питания слу-
жат сварочные преобразователи и выпрямители, а на пере-
менном — сварочные трансформаторы.
Ручная дуговая сварка плавящимся электродом является
наиболее распространенной, ее применяют для сварки и
6
наплавки углеродистых и легированных сталей, чугуна и
цветных металлов.
Электронно-лучевая сварка. Сварка осуществляется теп-
лом, которое выделяется при ударе быстро движущихся
электронов о поверхность свариваемых деталей. Этот вид
сварки выполняется в камерах с разряжением до 133 X
X (10~4—10“6) Па. Источником излучения электронов слу-
жит раскаленный катод. Электронный луч фокусируется
магнитной линзой. Сварной шов имеет малую ширину, так
как электронный луч представляет собой концентрирован-
ный источник тепла, проникающего на значительную глу-
бину- Электронно-лучевая сварка нашла применение для
соединения металлов, имеющих высокую температуру плав-
ления (вольфрам, молибден, ниобий).
Дуговая сварка под флюсом. 11ри этом виде сварки элект-
рическая дуга горит под флюсом между свариваемым метал-
лом и электродной проволокой. Флюс, частично расплавля-
ющийся при сварке, образует на поверхности шва слой шла-
ка, который защищает расплавленный металл от вредного
влияния кислорода и азота воздуха.
При м е х а и и з и р о в а я и о й сварке под флюсом
электродная проволока подается механизмом в держатель
по гибкому шлангу. Ток к проволоке подводят через кон-
тактные губки держателя от сварочного трансформатора.
Держатель с бункером для флюса перемещают вдоль шва
вручную. ^Механизированная сварка топкой проволокой под
флюсом (диаметром 1,2—2,0 мм) нашла широкое примене-
ние при сварке коротких швов в труднодоступных местах
при толщине свариваемого металла 3—6 мм.
При автоматической сварке под флюсом
электродная проволока подается в зону сварки и дуга пере-
мещается вдоль шва автоматически специальным устрой-
ством — сварочной головкой или сварочным трактором.
Токоподвод к проволоке осуществляют через скользящий
контакт при прохождении проволоки через мундштук, из-
готовляемый из меди. Флюс поступает в зону сварки сверху
из бункера.
При этом виде сварки достигается высокая производи-
тельность труда и хорошее качество шва, она нашла широкое
применение при изготовлении резервуаров, котлов, сосудов,
мостов, строительных конструкций и других ответственных
изделий.
Дуговая сварка в защитных газах. При этом виде сварки
в зону дуги подают защитный газ, струя которого, обтекая
электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет
7
расплавленный металл от воздействия кислорода и азота
воздуха. В качестве защитного газа применяют аргон Аг,,
гелий Не, азот N2, углекислый газ СО2.
Сварку в защитных газах осуществляют вручную, по-
луавтоматически и автоматически плавящимся и иеплавя-
щемся электродами.
При сварке неплавящимся электродом (рис. 2) защитный
газ (Аг или Не) подают в зону сварки через газовое сопло, а
Гиг. 2. Сварка в среде защитных
газов неплавящимся электродом:
/ — электрическая Дуга, 2 — газовое
сопло, .7 — Болъфрамоеин э чеку род,
4 — присадочный пруток, 5 — шов
Рис. 3. Сварка вереде защитных
газов плавящимся электродом:
J — электрическая дуга, 2 — сопло,
3 — ролики подающие, 4 — элект-
родная проролока, 5 — токоподводя-
щий мундштук, 6 — защитный газ
электрическая дуга горит между вольфрамовым электро-
дом и свариваемым металлом. Дугу возбуждают кратковре-
менным замыканием дугового промежутка. Для заполнения
шва в зону сварки вводят присадочную проволоку; тонкий
металл (с отбортовкой) сваривают без присадочной прово-
локи. Сварку выполняют па постоянном или переменном
токе. Сварочный ток, диаметр присадочной проволоки, ско-
рость сварки выбирают в зависимости от рода свариваемого
металла и его толщины. Этот вид широко применяют при
сварке различных конструкций из высоколегированных
сталей, титана Ti, алюминия AI и других цветных металлов
и их сплавов.
При сварке плавящимся электродом (рис. 3) газ в зону
дуги подают так же, как и при дуговой сварке неплавящимся
электродом. Дуга поддерживается между электродной про-
волокой и свариваемым металлом. В качестве защитных га-
зов применяют инертные (Аг и Не) и активный (COS) газы.
Инертные газы используют при сварке высоколегиро-
ванных сталей и цветных металлов, углекислый газ — при
сварке углеродистых и легированных сталей. Сварку ведут
автоматическим и полуавтоматическим способами.
я* «
а
Газопреесовая сварка. Свариваемые детали (рис. 4) в
месте их соединения нагревают специальной многопламешюй
газокислородной горелкой до пластического состояния или
до оплавления кромок, а
затем сдавливают внешним
усилием. Данным способом
сваривают рельсы, трубы,
стержни и другие профиль-
ные детали. К преимуще-
ствам газопрессовой свар-
ки относятся высокая про-
изводите л ыюст ь, з iec лож-
ность сварочного обору,чо-
кания, возможность приме-
нения в полевых условиях.
Контактная сварка. При
контактной стыковой свар-
Рис. 4. Газопрессоьая сварка:
/, 2 — концы свариваемых тру<5, 3 —«
кногсильмснная горел иа
ке (рис. 5, а) свариваемые детали закрепляют в зажимах сты-
ковой сварочной машины и пропускают через них электри-
ческий ток. В месте соприкосновения (контакта) торцы де-
талей разогревают до пластического состояния или до плав-
/ 2	?
Сжатие
в)
Рис. 5. Контактная сварка:
а — стыковая. б — точечная, а — шенная; ], 2 — сьярик&емые ДГ’ТЯЛ». 3 — мед-
ные электроды, 4 — спарной шс», 5 — сварочный трансформатор
9
•ления и сваривают при сдавливании. Данный вид сарки при-
меняют при соединении проволоки, стержней, труб, полос.
При точечной сварке (рис. 5, б) свариваемые детали со-
бирают внахлестку. Собранные и размеченные под сварку
листы помещают между вертикально расположенными мед-
ными электродами, к которым подводят сварочный ток.
Металл под электродами разогревается и при сдавливании
сваривается в отдельных точках. Этим способом сваривают
тонкий металл при изготовлении автомобилей, пассажир-
ских вагонов, самолетов и производстве бытовых приборов.
При шовной сварке (рис. 5, в) свариваемые детали сжа-
ты вращающимися электродами (роликами), через которые
пропускают сварочный ток от трансформатора для нагрева и
расплавления металла. Ток может проходить кратковре-
менными импульсами или непрерывно. В результате каждого
импульса образуется сварная точка, причем для получения
плотного шва каждая предыдущая точка перекрывается
последующей.
Этот вид сварки применяют при изготовлении топкостен-
ных баллонов, бидонов, бензобаков, огнетушителей и дру-
гих изделий.
§ 3.	ГАЗОВАЯ СВАРКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ
Одной из важнейших областей сварочного производства
является газопламенная обработка. Опа охватывает такие
широко распространенные в промышленности и строитель-
стве технологические процессы, как газовая сварка и на-
плавка, пайка, газовая и газоэлектрическая резка, терми-
ческая правка с применением газового пламени, пламенная
поверхностная закалка, газовая металлизация, сварка
пластмасс и других неметаллов.
Эти процессы широко применяют при изготовлении и
ремонте различных конструкций и изделий. Классификация
существующих процессов газопламенной обработки приве-
дена па рис. 6.
Наибольшее применение в промышленности из представ-
ленных способов газопламенной обработки имеют сварка,
пайка и термическая резка.
Газовая сварка относится к термическому классу- Ис-
точником нагрева при газовой сварке служит пламя сва-
рочной горелки, получаемое сжиганием горючего газа в
смеси с технически чистым кислородом. Газовую сварку
выполняют как с применением присадочной проволоки, так
10
и без нее, если формирование шва возможно за счет расплав-
ления кромок основного металла.
Этим способом можно сваривать почти все металлы, при-
меняемые в технике. Такие металлы, как чугун, медь, сви-
нец, латунь, легче поддаются газовой сварке, чем дуговой.
Рис. 6.
Классификация способов газопламенной обработки
Широкое применение в настоящее время получили много-
пламенные горелки, которые позволяют нагревать сразу
значительную поверхность металла и используются при га-
зопрессовой сварке. К преимуществам газовой сварки мож-
но отнести и то, что она не требует сложного, дорогого обо-
рудования и источника электроэнергии.
Недостатками газовой сварки являются понижение про-
изводи гельности с увеличением толщины свариваемого
металла и большая зона нагрева. Однако при правильном
выборе мощности и вида сварочного пламени и марки при-
садочной проволоки газовая сварка обеспечивает получение
качественных сварных соединений.
Рабочее место сварщика, оборудованное всем необходи-
мым для выполнения сварочных работ, называется сва-
рочным постом. Для организации газосварочного поста
необходимы:
кислородный баллон с редуктором;
11
ацетиленовый генератор для получения ацегилена то
карбида кальция или ацетиленовый баллон с редуктором
(при централизованной подаче кислорода и горючих газов
по трубопроводам надобность в поегэзых ацетиленлвык
Рис. 7. Рабочее место газосварщика:
/ - ящик для ВОДЫ, 2 — СТОЯ, 3 — ящик
для ирис 1дочкою материала, 4 — кис-
лородный редуктор, 5 — крышка стола,
6 — предохранительный ззтаор. 7 — го-
релка
генераторах, ацетиленовых
и кислородных баллонах
на рабочих местах отпада-
ет);
резиновые рукава дЛя
подачи кислорода и ацети-
лена в горелку или резак;
сварочные горелки с на-
бором наконечников, для
резки — резаки с комплек-
том мундштуков и приспо-
соблениями для резки;
присадочная проволока
для сварки и наплавки;
флюсы, если они требу-
ются для сварки данного
металла;
принадлежности для
сварки и резки;
сварочный стол и при-
способления для сборки;
средства пожаротуше-
ния — ящики с песком, огнетушители, лопаты, ведра
Стационарный сварочный пост газосварщика показан
па рис. 7.
Пайка металлов. Пайкой называется процесс соединения
частей изделия, обеспечиваемый за счет кристаллизации
расплавленного промежуточного металла — припоя, тем-
пература плавления которого всегда более низкая, чем тем-
пература плавления соединяемых металлов.
Пайку можно рассматривать как сочетание трех одновре-
менно протекающих процессов: нагревание паяемого метал-
ла до температуры расплавления припоя, плавление припоя,
взаимодействие припоя с паяемым металлом и возник-
новение межкристаллитных связей. Свойства паяного сое-
динения определяются свойствами литого припоя, промежу-
точною слоя и основного металла, подвергнутого термиче-
скому воздействию при пайке. В технике применяют боль-
шое количество разнообразных припоев в зависимости от
соединяемых металлов и назначения паяных соединений.
12
. Важнейшей характеристикой припоев является температу-
ра. плавления.
По ГОСТ 17325—79 различают два основных вида пайки;
высокотемпературную и низкотемпературную. Температу-
ра плавления припоев для высокотемпературной пайки со-
ставляет свыше 550°С, а -для низкотемпературной — ниже
550сС.
В основу припоев с высокой температурой плавления вхо-
дят кадмий Cd, мель Си, цинк Zn и серебро Ag, а в основу
•привоев с низкой температурой — олово Sn, свинец РЬ и
сурьма Sb.
Пайку широко применяют в различных отраслях народ-
ного хозяйства при изготовлении изделий из чугуна и цвет-
ных металлов.
§ 4.	КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ
МЕТАЛЛОа И СПЛАВОВ
Термическую резку металлов и сплавов можно класси-
фицировать по способу нагрева разрезаемого металла —
газовая или электрическая резка, по способу механиза-
ции — ручная или механизированная резка.
Резка начинается с нагрева металла в начале реза по-
догревающим пламенем резака до температуры воспламене-
ния металла в струе кислорода. Металл сгорает с выделе-
нием тепла, которое передается через образовавшийся шлак
нижележащим слоям; происходит сгорание металла по всей
толщине разрезаемого листа с образованием узкой щели
(реза). Образующиеся в процессе резки окисли и шлаки
удаляются из реза струей кислорода, а также под действием
силы собственного веса.
По характеру применяемого подогрева резка подразде-
ляется на кислородную, кислородно-флюсовую, кислородно-
дуговую, плазмснно-кислородную и другие виды.
Различают поверхностную (срезается поверхностный
слой металла), разделительную (металл разрезается на час-
ти) и копьевую (в металле прожигается глубокое отверстие)
кислородную резку.
Разделительная кислородная резка нашла широкое при-
менение при раскрое листов и резке профильного материала.
В настоящее время получила значительное распростране-
ние машинная разделительная кислородная резка, которую
выполняют на стационарных и перенс сных машинах. Основ-
ное применение-поверхностной кислородной резки —,исп-
13
равлсние брака на лисье и прокатке. Копьевая резка нахо-
дит широкое применение при обработке неметаллических
материалов, например бетона.
К о нтро л ь и ы е вопрос w
1. Какое значение имеет сварка металлов в народном хозяйстве
и каковы ее преимущества перед клепкой?
4.	Чю называется сваркой?
3.	Какие вады сварки Вы знаете?
4.	В чем сущность процессов сварки клав пением и давлением?
5.	В чем сущность процесса резки металлов?
ГЛАВА II
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ШВЫ
§	5. ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Сварным соединением называется неразъемное соеди-
нение нескольких деталей, полученное сваркой.
В зависимости от взаимного расположения свариваемых
элементов в пространстве различают следующие основные
виды сварных соединений:
стыковые, угловые, тавро-
вые, нахлесточные (рис. 8).
При газовой сварке ос-
новное применение нашли
стыковые соединения
(ряс. 8, я), в которых со-
ставляющие его элементы
расположены в одной пло-
скости или на одной по-
верхности.
Металл толщиной до 2 мм
соединяют встык без раздел-
ки кромок и без зазора или с отбортовкой кромок без примене-
ния присадочного материал. При толщине металла от 2 до
5 мм стыковые соединения выполняют без разделки кромок
с зазором между сравниваемыми кротиками, больше 5 мм —
с разделкой кромок. При толщине металла от 5 до 15 мм
применяют V-образпую разделку кромок, свыше 15 мм —
X-образную разделку кромок.
Нахлесточным называется такое сварное сое-
диненно (рис. 8, б), в котором свариваемые элементы распо-
ложены параллельно и частично перекрывают друг друга.
И
При газовой сварке металла толщиной свыше 3 мм нахлес-
точное соединение применять нежелательно, так как в ре-
зультате больших собственных напряжений возникают зна-
чительные деформации, которые при жестком закреплении
свариваемых деталей могут привести к образованию трещин.
Т а в р о в ые соединения (рис. 8, в) применяют при
сварке деталей толщиной до 3 мм. Тавровым называется
сварное соединение, в котором торец одной детали соединя-
ется с боковой поверхностью другой. Тавровое соединение
используют при приварке ребер жесткости, косынок, тру-
бопроводных муфт и др.
Угловы м называется соединение (рис. 8, а), в кото-
ром свариваемые детали расположены под прямым углом
и соединяются по кромкам.
Для обеспечения полного провара по всей толщине сва-
риваемого металла и получения прочного сварного соеди-
нения необходимо правильно подготавливать свариваемые
кромки. Общий угол разделки свариваемых кромок состав-
ляет 70—90°С. При малых толщинах свариваемого металла
сварные соединения сваривают без скоса кромок, при тол-
щине металла свыше 5 мм делают разделку кромок. Перед
сваркой свариваемые кромки, а также прилегающие к шву
участки основного металла тщательно очищают пламенем
газовой горелки от масла, ржавчины, окалины, влаги и
других загрязнений.
§	6. В'^ДЫ СВАРНЫХ швов
Сварным швом называется участок сварного соединения,
образовавшийся в результате кристаллизации металла сва-
рочной ванны.
Сварочное пламя горелки расплавляет одновременно с
основным металлом присадочный пруток. Металл присадоч-
ного прутка, смешиваясь с расплавленной частью основно-
го металла, образует металл шва.
Сварные швы по характеру выполнения бывают одно-
сторонние и двусторонние.
По отношению к направлению действующих усилий
(рис. 9) сварные швы разделяют на фланговые, лобовые,
комбинированные и косые. В фланговом шве действующее
усилие параллельно оси шва, в лобовом — ось шва перпен-
дикулярна направлению действующего усилия. Комбини-
рованный шов — это комбинация лобового и флангового,
в косом шве ось шва располагается под углом к направле-
нию действующего усилия.
15
В зависимости от положения в пространстве разлит
нижние» вертикальные, горизонтальные и потолочные свар-
ные швы (рис. 10).
По внешней форме сварные швы бывают нормальные,
усиленные и ослабленные.
Поперечное сечение сварного шва показано на рис. 11.
Сварной шов характеризуется следующими геометричеекя-
Pic. 9. Классификация сварных шзов
по отношению к действующему усилию:
а —	6 — лобовой, й — комби-
ки роденный, г — косой
Рис, К). Классификация свар-
иых швоз по положению в
пространстве:
а — нижний, б — гори «окталь-
ный, в — нертикалъиый» г
ПЗТЭЛОЧНЫЙ
— высота, мм (у нормаль-
ми размерами: I — ширина, мм; q
вых швов не превышает 2,5—3 мм); с — величина притупле-
ния, мм; b — величина зазора, мм; S — толщина сваривае-
мого металла, мм.
При газовой сварке за один
проход сваривают металл
толщиной до 4—5 мм. Для
обеспечения провара по
всему сечению металла тол-
щиной 6 мм и более приме-
няют специальную раздел-
ку кромок и сварка осу-
Рис. II. Поперечное сечение
сварного шва
ществляется за несколько проходов. В табл. 1 даны виды
подготовки кромок стыковых соединений при газовой свар-
ке углеродистых сталей.
16
. Подготовка кромок при газовой сварке стыковых соединений
17
Продолжение табл.
18
§	7. ОБОЗНАЧЕНИЕ СВАРНЫХ ШВОВ НА ЧЕРТЕЖАХ
И РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
Сварные швы изображают па чертежах условно в соот-
ветствии с ГОСТ 2.312—72.
Видимые швы изображают сплошными основными ли-
ниями, в невидимые — штриховыми линиями. При условном
методе обозначения сварпые швы обозначают ломаной ли-
нией, состоящей из наклонного участка и полки. Наклонный
участок заканчивается односторонней стрелкой, указыва-
ющей место расположения шва. Обозначение сварных швов
проставляют над полкой, если шов расположен на лицевой
стороне, или под полкой, если шов расположен на обратной
стороне.
Условные обозначения сварного шва включают:
вспомогательные знаки шза по замкнутой линии и мон-
тажного шва;
обозначение стандарта на типы и конструктивные эле-
менты швов сварных соединений;
буквенно-цифровое обозначение шва пэ стандарту;
условное обозначение способа сварки по стандарту.
Для обозначения сварных швов приняты вспомогатель-
ные знаки, которые приведены в табл. 2. Знак монтажного
шва и знак шва, выполняемого по замкнутому контуру» рас-
полагается на изломе линии наклонного участка и пол-
ки.
Для обозначения видов и методов сварки используют
следующие буквенные обозначения: Г — газовая, Э — ду-
говая, Ш электрошлаковая, И — в инертных газах;
Дф — диффузионное Вз — взрывом, Пз — плазменная,
К — контактная, У — в углекислом газе, Тр — трением,
X — холодная.
Буквенное обозначение дуговой сварки в связи с ее ши-
роким применением па чертежах не проставляется.
Способы сварки обозначаются следующими буквами:
Р — ручная, AV—механизированная, А — автоматиче-
ская.
Если шов по своей форме не предусмотрен ГОСТом, то
перед его обозначением ставится буква О (особый).
Виды соединений обозначаются либо соответствующим
знаком, либо буквами: С — стыковое, У — угловое, Т —
тавровое, Н — нахлесточное. Цифры возле букв указывают
на условный порядковый нохмер, вид соединения и формы
разделки кромок.
19
2. Вспомогательное знаки для обозначения сварных швов
Условны А
знак
Значение знака
Расположение знака на
обозначении
с лицевой
стороны
с обратной
сторони
Прерывистый шов с цеп-
ным расположением участ-
ков
Прерывистый шов с шах-
матным расположением уча-
стков
Шов по незамкнутому кон-
туру
Монтажный пюв
Шов со снятым усилием
о
Шов по замкну тому кон-
туру
Нввлыбы и неровности об-
работать с плавным перехо-
дом к основному металлу
Условное обозначение сварных швов на чертежах:
Г 8*'ом— односторонний шов па остающейся подклад-
/	ке со скосом двух кромок, выполненный газо-
К	вой сваркой (толщина шва 8 мм, длина шва
1000 мм);
Г5 Ь — односторонний шов без скоса кромок с кате-
J	том 5 мм, выполненный по замкнутому копту-
'	ру газовой сваркой;
ГУ — двусторонний шов без скоса кромок с кате-
/ Г5 к тами 5 мм, выполненный газовой сваркой при
г	длине шва 500 мм;
—шов без скоса кромок с расчетным катетом
/	" 5 мм с шахматным расположением участков,
выполненный газовой сваркой.
20
Расчет’сварных соединений на прочность. Проектирова-
ние сварных конструкций осуществляется на основании
расчетов, которые сводятся в основном к определению на-
пряжений в различных элементах свариваемых конструк-
ций. Существуют два метода расчета на прочность: по до-
пускаемым напряжениям и но предельному состоянию. При
расчете конструкций по допускаемым напряжениям расчет-
ное напряжение сравнивается с допускаемым и условие проч-
ности имеет виц где о — напряжение в опасном се-
чении; |о] — допускаемое значение напряжения. Допус-
каемое напряжение устанавливается в зависимости от
свойств материала, характера нагрузки и других факторов.
Допускаемые напряжения на растяжение для машино-
строительных конструкций, работающих при статических
нагрузках, определяют по формуле |aip=oc/n, где of —
предел текучести металла, п — коэффициент запаса проч-
ности.
Прочность сварного соединения характеризуется вели-
чиной фактических напряжений, которые возникают в кон-
струкции от воздействия действующих усилий при ее экс-
плуатации. Фактические напряжения зависят от действия
прилагаемого усилия и вида сварного соединения и долж-
ны быть меньше допускаемых.
Контрольные вопросы
L Что называется сварным соединением и какие виды сварных
соединении вы знаете?
2.	Что называется.сварным шзом?
3.	Как классифицируются сварные швы по отношению к действую-
щим усилиям, по внешней форме и положению в пространстве?
4.	Как изображаются шаы на чертежах?
ГЛАВА Ш
ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
§ 8> ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И СПОСОБЫ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
Газовая сварка относятся к группе сварки плавлением.
Метод газовой сварки прост, нс требует сложного оборудова-
ния и источника электрической энергии. К недостаткам га-
зовой сварки относятся меньшая скорость и большая зона
нагрева, чем при дуговой сварке.
Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте
изделий из тонколистовой стали толщиной 1—3 мм, монтаже
21
труб малого и среднего диаметров, сварке соединений й
узлов, изготовляемых из тонкостенных труб, сварке изде-
лий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца, свар-
ке чугуна с применением в качестве присадки чугунных, ла-
тунных и бронзовых прутков, наплавке твердых сплавов
и латуни па стальные и чугунные детали.
Газовой сваркой могут соединяться почти все металлы
и сплавы, применяемые в настоящее время в промышлен-
ности. Наиболее широкое применение газовая сварка по-
лучила гфи строительно-монтажных работах, в сельском хо-
зяйстве и при ремонтных работах.
Для выполнения сварочных работ необходимо, чтобы
сварочное пламя обладало достаточной тепловой мощно-
стью. Мощность пламени горелки определяется количеством
ацетилена, проходящего за один час через горелку, и регу-
лируется наконечниками горелки. Мощность пламени вы-
бирается в зависимости от толщины свариваемого металла
и его свойств. Количество ацетилена в час, необходимое на
1 мм толщины свариваемого металла, устанавливается прак-
тикой.
Пример. При сварке низкоуглеродистой стали на I мм толщины
свариваемого металла требуется 100—130 дм3 ацетилена в час.
Для сварки ннзкоуглеродистой стали толщиной 4 м.м минимальная
мощность сварочной горелки составит 100-4—400 дм3/ч, наибольшая —
130-4—520 дм3/ч.
Для сварки различных металлов требуется определен-
ный вид пламени — нормальное, окислительное, науглеро-
живающее. Газосварщик регулирует и устанавливает вид
сварочного пламени на глаз. При ручной сварке сварщик
держит в правой руке сварочную горелку, а в левой —
присадочную проволоку. Пламя горелки сварщик направ-
ляет па свариваемый металл так, чтобы свариваемые кром-
ки находились в восстановительной зоне на расстоянии 2—
6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки дол-
жен находиться в восстановительной зоне или в сварочной
ванне.
Скорость нагрева регулируется изменением угла на-
клона а мундштука к поверхности свариваемого металла
(рис. 12, а). Величина угла выбирается в зависимости от
толщины и рода свариваемого металла. Чем толще металл
и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона
мундштука горелки к поверхности свариваемого металла.
В начале сварки для лучшего прогрева металла угол на-
клона устанавливают больше, затем по мере прогрева сва-
риваемого металла его уменьшают до величины, соответст-
22
вующей данной толщине металла, а в конце сварки посте-
пенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и преду-
предить пережог металла.
Рукоятка горелки может быть расположена вдоль оси
шва или перпендикулярно ей. То или иное положение вы-

АЩШН1
б)
Рис. 12 Угол наклона (а) и способы перемещения мупдипука горелки
бярается в зависимости от условий (удобств) работы газо-
сварщика, чтобы рука сварщика не нагревалась теплотой,
излучаемой нагретым металлом,
В процессе сварки газосварщик концом мундштука го-
релки совершает одновременно два движения: поперечное —
перпендикулярно оси шва и продольное — вдоль оси шва.
Основным является продольное движение, поперечное слу-
жит для равномерного прогрева кромок основного и при-
садочного металла и получения шва необходимой ширины.
Иа рис. 12, б показаны способы перемещения мундшту-
ка горелки по шву. Способ /, при котором пламя периоди-
чески отводится в сторону, применять при газовой сварке по
рекомендуется, так как при этом возможно окисление рас-
плавленного металла кислородом воздуха. Способ 2 — по
спирали и способ 3 — полумесяцем рекомендуются при
сварке металла средней толщины, способ 4 — при сварке
тонких листов.
Присадочной проволокой можно совершать такие же
колебательные движения, но в направлении, обратном дви-
жениям конца мундштука горелки.
Конец присадочной проволоки не рекомендуется извле-
кать из сварочной ванны и особенно из восстановительной
зоны пламени. Движения, совершаемые концом мундштука
горелки и концом присадочной проволоки в процессе свар-
ки, зависят от положения шва в пространстве, толщины
23
свариваемого металла, рода металла и требуемых размеров
сварочного шва. Для сварки швов в нижнем положении наи-
более распространено движение полумесяцем.
§ 9. СВОЙСТВА КИСЛОРОДА И СПОСОБЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
При газовой сварке и резке нагрев металла осуществля-
ется высокотемпературным газовым пламенем, получаемым
при сжигании горючего газа или паров жидкости в смеси-
с технически чистым кислородом.
Кислород является самым распространенным эле-
ментом на земле, встречающимся в виде химических сседиис-*
ний с различными веществами: в земле — до 50% по массе,
в соединении с водородом в воде — около 86% по массе и
в воздухе — до 21% по объему и 23% по массе.
Кислород при нормальных условиях (температура 20сС,
давление 0,1 МПа) — это бесцветный, негорючий газ, не-
много тяжелее воздуха, не имеющий запаха, но активно под-
держивающий горение. При нормальном атмосферном дав-
лении и температуре 0‘С масса 1 м3 кислорода равна 1,43 кг,
а при температуре 20гС и нормальном атмосферном давле-
нии — 1,33 кг
Кислород имеет высокую химическую активность, об-
разуя соединения со всеми химическими элементами, кроме
инертных газов (аргона, гелия, ксенона, криптона и неона).
Реакции соединения с кислородом протекают с выделением
большого количества теплоты, т. е. носяг экзотермический
характер.
При соприкосновении сжатого газообразного кислорода
с органическими веществами, маслами, жирами, уголь-
ной пылью, горючими пластмассами может произойти их
самовоспламенение в результате выделения теплоты ври
быстром сжатии кислорода, трении и ударе твердых частиц
о металл, а также электростатического искрового разряда.
Поэтому при использовании кислорода необходимо тща-
тельно следить за тем, чтобы он не находился в контакте
с легковоспламеняющимися и горючими веществами.
Всю кислородную аппаратуру, кпелородопроводы и бал-
лоны необходимо тщательно обезжиривать. Кислород спо- 
собен образовывать в широких пределах взрывчатые смеси
с горючими газами или парами жидких горючих, что также
может привести к взрывам при наличии открытого огня или
даже искры.
Отмеченные особенности кислорода следует всегда иметь
в виду при использовании его в процессах газопламенной
обработки.
24
Атмосферный воздух в основном представляет собой ме-
ханическую смесь трех газов при следующем их объемном
содержании: азота — 78,08%, кислорода — 20,95%, ар-
гона — 0,94%, остальное—углекислый газ, водород, за-
кись азота и др. Кислород получают разделением воздуха на
кислород и азот методом глубокого охлаждения (сжижения),
попутно идет отделение аргона, применение которого при
аргснодуговей сварке непрерывно возрастает. Азог приме-
няют как защитный газ при сварке меди. Кислород можно
получать химическим способом или электролизом воды. Хи-
мические способы малопроизводительны и неэкономичны..
При электролизе воды постоянным током кислород полу-
чают как побочный продукт при производстве чистого во-
дорода .
В промышленности кислород получают из атмосферного
воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации.<
В установках для получения кислорода и азота из воздуха
последний очищают от вредных примесей, сжимают в ком-
прессоре до ссх/тветсгвующего давления холодильного цикла
0,6—20 МПа и охлаждают в теплообменниках до темпера-
туры сжижения, разница в температурах сжижения кисло-
рода и азота составляет 13 "С, что достаточно для их пол-
ного разделения в жидкой фазе.
Жидкий чистый кислород накапливается в воздухоразде-
лительном аппарате, испаряется и собирается в газгольдере,
откуда компрессором его накачивают в баллоны под давле-
нием до 20 МПа.
Технический кислород транспортируют также по тру-
бопроводу. Давление кислорода, транспортируемого по
трубопроводу, должно быть согласовано между изготови-
телем и потребителем. К месту сварки кислород доставляет-
ся в кислородных баллонах, и в жидком виде — в специаль-
ных сосудах с хорошей теплоизоляцией.
Для превращения жидкого кислорода в газ используют
газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кис-
лорода. При нормальном атмосферном давлении и темпера-
туре 2(ГС 1 дм3 жидкого кислорода при испарении дает
860 дм3 газообразного. Поэтому доставлять кислород к мес-
ту сварки целесообразно в жидком состоянии, так как при
этом в 10 раз уменьшается масса тары, что позволяет эко-
номить металл на изготовление баллонов, уменьшать рас-
ходы на транспортировку и хранение баллонов.
Для сварки и резки по ГОСТ 5583—78 технический кис-
лород выпускается трех сортов: 1-й — чистотой не менее
99,7%, 2-й — не менее 99,5%, 3-й — ие менее 99,2% по
25
объему. Чистота кислорода имеет большое значение для
кислородной резки. Чем меньше содержится в нем газовых
примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше
расход кислорода.
ЯК
§ 1©. КАРБИД КАЛЬЦИЯ
Карбид кальция является основным сырьем для получе-
ния ацетилена. Карбид кальция — химическое соединение
кальция с углеродом (СаС2) — представляет собой твердое
вещество темно-серого или коричневого цвета. Плотность
карбида кальция 2,22кг/см3. Карбид кальция имеет резкий
чесночный запах и жадно поглощает воду. Его получают в
электрических дуговых печах при температуре 1900—2300°С
сплавлением кокса с негашеной известью по эндотермиче-
ской реакции: СаО + ЗС=СаС2 + СО—452,5 кДж/моль.
Расплавленный карбид кальция сливают из печи в спе-
циальные изложницы, в которых он остывает и затвердева-
ет. Затвердевший карбид кальция дробят и сортируют па
куски размером от 2 до 80 мм. По ГОСТ 1460—81 установле-
ны следующие размеры (грануляция) кусков карбида каль-
ция: 2x8; 8x15; 15x25; 25x80 мм.
Технический карбид кальция содержит 75% химически
чистого карбида кальция, остальное — примеси (негашеная
известь, окисли железа, магния, алюминия и др.).
Карбид кальция активно взаимодействует с водой и ин-
тенсивно поглощает влагу из воздуха, выделяя при этом
ацетилен. Поэтому его упаковывают в специальные бараба-
ны из кровельной стали вместимостью 100 и 130 кг. На скла-
дах и рабочих местах сто храпят в специальных бидонах,
снабженных герметической крышкой. Вскрывать барабаны
с карбидом кальция необходимо специальным латунным но-
жом или латунным зубилом и молотком с соблюдением мер
безопасности, исключающих возможность образования иск-
ры. При раскупорке барабана за счет влаги воздуха может
образоваться взрывоопасная ацетилено-воздушная смесь,
что при наличии искры может привести к взрыву.
Карбид кальция, взаимодействуя с водой, быстро разла-
гается с образованием газообразного ацетилена и гашеной
извести: СаС2 + 2Н2О=С2Н2 + Са(ОН)2-|-127,3 Дж/моль.
Реакция взаимодействия карбида кальция с водой про-
текает бурно с выделением большого количества теплоты.
Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция тре-
буется 0,562 кг воды, но так как реакция взаимодействия
карбида кальция с водой идет с большим выделением тепла,
26
практически берут от 5 до 20 кг воды. Скорость разложения
карбида кальция зависит от температуры и чистоты воды,
грануляции и чистоты карбида кальция. Чем выше чистота
и температура воды, том быстрее разлагается карбид каль-
ция. Чем мельче куски карбида кальция, тем больше ско-
рость его разложения. Например, карбид кальция размером
8х 15 мм разлагается за 6,5 мин, а размером 50x80 мм —
за 13 мин.
Карбидная пыль (частицы меньше 2 мм) при взаимодейст-
вии с водой разлагается почти мгновенно, поэтому ее нельзя
применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчи-
танных для работы на кусковом карбиде кальция, так как
это может привести к взрыву.
Из 1 кг карбида кальция в зависимости от его чистоты и
грануляции можно получить от 235 до 285 дм3 ацетилена.
ГОСТ 1460—81 устанавливает следующие нормы выхо-
да ацетилена в зависимости от размеров кусков карбида
кальция:
Размеры кусков, мм
2X8
8X15
15X25
25X80
Смешанные размеры . . . .
Выход ацетилена, дм3/кг
сорт	11 сорт
255	235
265	245
275	255
285	265
275	265
§ 11, АЦЕТИЛЕН И ДРУГИЕ ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ
Ацетилен является основным горючим газом для
газовой сварки и резки металлов, температура его плавления
при сгорании в смеси с технически чистым кислородом до-
стигает 3150 С.
Ацетилен С2Н2 является химическим соединением уг-
лерода и водорода. Технический ацетилен при нормальных
давлении и температуре представляет собой бесцветный газ с
резким специфическим чесночным запахом, обусловленным
содержащимися в нем примесями сероводорода, аммиака,
фосфористого водорода и др. Длительное вдыхание его вы-
зывает тошноту, головокружение и даже отравление.
Ацетилен легче воздуха, I м3 ацетилена при нормальном
атмосферном давлении и температуре 20сС имеет массу
1,09 кг. При нормальном давлении и температуре от
—82,4°С (190,6 К) до —84,0сС (189 К) ацетилен переходит
в жидкое состояние, а при температуре —85СС (188 К) за-
твердевает.
27
t - Ацетилен — самое распространенное горючее, исполь-
зуемое в процессах газопламенной обработки. При исполь-
зовании ацетилена необходимо учитывать его взрывоопас-
ные свойства. Ацетилен — высокое эндотермическое сое-
динение, при разложении 1 кг ацетилена выделяется
8373,6 кДж. Темперитура самовоспламенения колеблется
в пределах 240—;630°С и зависит от давления и присутст-
вия в нем различных веществ.
Повышение давления существенно снижает температуру
самовоспламенения ацстилона. Присутствие в ацетилене
других веществ увеличивает поверхность контакта и тем
понижает температуру самовоспламенения.
Зависимость температуры воспламенения ацетилена от
давления приведена ниже:
Темпера гура, °C.......
Абсолютное давление, МПа
630 530 475 350
0.2 0.3 0,4 2.2
 При взрыве ацетилена происходит резкое повышение дав-
ленья и температуры, что может вызвать большие разруше-
ния и тяжелые несчастные случаи. Ацетилен с воздухом об-
разует взрывоопасные смеси в пределах от 2,2 до 81 % ацети-
лена по объему при нормальном атмосферном давлении, а с
технически чистым кислородом — в пределах от 2,3 до
93% ацетилена. Наиболее взрывоопасны ацетиленовоздуш-
ныс смеси, содержащие 7—13% ацетилена. Взрыв ацетиле-
нокислородной и ацетиленовоздушной смеси в указанных
пределах может произойти от сильного нагрева и искры.
Присутствие окиси меди снижает температуру самовос-
пламенения ацетилена до 2КГС. При определенных условиях
ацетилен реагирует с медью, образуя взрывоопасные соеди-
нения; вот почему категорически запрещается при изготов-
лении ацетиленового оборудования применение сплавов,
содержащих более 70% меди.
Взрываемость ацети лена понижается при растворении его
в жидкостях. Особенно хорошо он растворяется в ацетоне.
В одном объеме технического ацетона при 20°С и нормальном
атмосферном давлении можно растворить до 20 объемов аце-
тилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается
с увеличением давления и понижением температуры.
Технический ацетилен получают двумя способами: из
карбида кальция и из природного газа, нефти, угля.
Ацетилен, полученный из природного газа, называется
ниролизн ы м. Пиролизный ацетилен выпускается
по МР ГУ-03-165—64. Получение ацетилена из природного
газа на 30—40% дешевле, чем из карбида кальция.
28
К месту сварки ацетилен доставляется в специальных
стальных баллонах, заполненных пористой пропитанной
ацетоном массой, под давлением 1,9 МПа.
Кроме ацетилена при сварке и резке металлов применя-
ют и другие более дешевые и менее дефицитные горючие
газы и пары горючих жидкостей. Основная область примене-
ния газсв-за.меньтечен — кислородная резка, однако в пос-
ледние годы они находят широкое применение и при других
видах газопламенной обработки металлов — пайке, на-
плавке, газопламенной закалке, металлизации, газопрессо-
вой сварке, сварке цветных металлов и сплавов. Правиль-
ное использование газов-заменителей не ухудшает качество
сварки и резки металлов; применение их дает более высокую
чистоту реза при резке металлов малых толщин.
При сварке температура пламени должна примерло в
два раза превышать температуру плавления металлов, по-
этому газы-заменители, температура пламени которых ниже,
чем у ацетилена, необходимо использовать при сварке ме-
таллов с более низкой температурой плавления, чем у ста-
лей. При кислородной резке используются горючие газы,
которые при сгорании в смеси с кислородом дают пламя с
температурой пе ниже 2000сС. Выбор горючего газа зави-
сит ст его теплотворной способности. Теплотворной способ-
ностью газа называется количество теплоты в килоджоулях,
получаемое при полном сгорании 1 м3 газа. Чем выше теп-
лотворная способность газа, тем меньше сто расход при
сварке и резке металлов. Для полного сгорания одинакового
объема различных горючих газов требуется различное коли-
чество кислорода, от этого зависит эффективная мощ-
ность пламени.
Эффективной мощностью пламени называется количест-
во тепла, вводимое в нагреваемый металл в единицу времени.
Для расчетов замены ацетилена другим газом-заменителем
пользуются коэффициентом замены ацетилена. Коэффициен-
том замены ацетилена ф называется отношение расхода
газа-заменителя V3 к расходу ацетилена Иа при одинаковой
эффективной тепловой мощности: ф^из/1/а.
В табл. 3 приведены основные свойства горючих газов
и жидкостей и области их применения.
Водород Н2 в нормальных условиях представляет
собой горючий газ без цвета и запаха. Это одни из самых лег-
ких газов, он в 14,5 раза легче воздуха. Водород способен
образовывать в определенных пропорциях взрывоопасные
смеси с воздухом и кислородом. Поэтому при сварочных
работах необходимо строго соблюдать правила безопасности
29
3. Основные свойства горючих газов и жидкостей для сварки и резки металлов
Наименова- ние 1 аза	Плотность при 2 93 К и 0,1 МПа, кг/мя	Низшая тесл отпор’ пая способность при 20°С и 0,1 МПа, кДж/м5	Температура пламе- ни в смеси с кисло- РОДОМ, ПС	Коэффициент замены ацетилена	Количество кисло- рода на 1 ма газа, кг	Пределы взрываемости смеси. %		Область применения	Способ транспортировки и хранения
						с воз- духом	С кис- лоро* дом		
' Ацетилен	1,09	52 800	3100—	1	ко—	2,2-	2.3-	Все виды газопламен-	Растворенных в ацетоне
Водород	0,084		3200		1.3	81,0	93,0	ной обработки	в баллонах под давлени- ем до 1.9 МПа
		10 100	2100—	5,2	0.3—	3,3—	2 6—	Для сварки сталей тол-	Газообразный в балле-
			2300		0,4	81,5	95.0	щи ной до 2 мм, чугуна,	нах под давлением до
								алюминия, латуни	15 МПа
Коксовый газ	0.4— 0,55	14 700— 17 600	2100— 2300	3,2	0,6— 0,8	—*	—.	Сварка легкоплавких металлов, пайка, кисло-	По газопроводу
Городской	0.84—	17 200—	2000—	3,0	1,5-	3.8—	10,0—	родная резка То же	По газопроводу под
газ	1,05	21 000	2300		1 .6	24,6	73,6		давлением до 0,3 МПа и
Нефтяной газ									в баллонах под давлени- ем 15 МПа
	0,87— 1.37	41 000— 56 600	2000— 2400	1,2	1,5— 1.6	1 1   W			По газопроводу
Метан	0,67	35 600	2400—	1,6	1,5-	4,8— 16,7	5.0—		Газообразный в балла-
			2700		1,8		59,2		нах под давлением 15 МПа или по трубопроводу
									
Продолжение табл» 3
Наименова- ние' газа	при 293 К , кг/м3	плотвор- ность при МПа,	эа пламе- с кисло-	!нт замены	) кнело- м3 газа.	Пределы взрываемости смеси, %		Область применения	т Способ транспортировки		
	Плотность и 0.1 МПа	Низшая те пая способ 2 (PC и 0,1 кДж/м3	Температу! ни в смеси родом. °C	Коэффицш: ацетилена	Количества рода на I Г	с воз- духом	с кис- лоро- дом		и хранение		
Пропан	1,88	93 000	2600— 2750	0,6	3,4- 3,8	2,0— 9,5	2.0- 48	Кислородная	резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, ме- таллизация, правка, гиб- ка, огневая зачистка	В ЖИДКОМ лонах под 1,6 МПа	виде в бал давлением	
Бутан	2,54	116 500	2400— 2500	0,45	1 ”* со	1,5- 8,5	45,0	То же	То же		
Пропан- бутан Бензин	1,867 0,7- 0,76 кг/дм8	22 200 10 500	2500— 2700 2490— 2590	0,6 1,4	3,5 1,1- 1,4 м3/ кг	 0.7— 6,0	2,1— 28,4	Кислородная резка стали, сварка, пайка легкойлавких металлов	» В жидком тернах или	виде в бочках	цис-
Керосин	0,82— 0,84	10 000— 10 200	2400	1,0— 1,3	1,7— 2.4 М3; КГ	сл [	2,0— 28	То же	То же		
труда. Получают водород разложением воды электрическим
током. К месту сварки водород доставляют в стальных бал-
лонах в газообразном состоянии под давлением 15 МПа
Баллоны для водорода окрашивают в нелепый цвет. Водород,
применяемый для сварочных работ, должен удовлетворять
требованиям ГОСТ 3022—80 «Водород технический». Водо-
родпе-кнелородное пламя имеет синюю окраску и не имеет
четких очертаний зон пламени, что затрудняет его регули-
ровку.
Коксовый газ — бесцветный газ с запахом серо?
водорода. Коксовый газ получают при выработке кокса из
каменного угля, состоит он из смеси газообразных горючих
продуктов водорода, метана и других непредельных углево-
дородов. Применяют в основном для резки сталей, сварки и
пайки легкоплавких цветных металлов. Для сварки и резки
применяют коксовый газ, очищенный от сернистых соеди-
нений и смолистых веществ. Для полного сгорания 1 м3
необходимо 0,9 м3 кислорода. К месту сварки и резки коксо-
вый газ подают по трубопроводам под давлением 1,3—
1,5 кПа.
Городской газ является составным горючим
газом. Обычно основным компонентом городского газа яв-
ляется природный газ, к нему добавляют коксовый и гене-
раторный газы. Состав городского газа непостоянен, газ
типа московского имеет следующий состав: метан (70—95%),
водород (до 25%), тяжелые углеводороды (до 1%), азот
(до 3%.), оксид углерода (до 3%), двуоксид углерода (до
1%), кислород (до 0,5%). К месту сварки городской газ
доставляют по трубопроводам. Как заменитель ацетилена оп
используется для резки сталей, сварки и пайки легкоплав-
ких цветных металлов.
Пропан технический — бесцветный газ с резким
запахом, состоящий из пропана С3Н8 или из пропана и
пропилена CsHftJ суммарное содержание которых должно
быть не менее 93%. Получают пропан при переработке неф-
тепродуктов. При нормальных условиях пропан находится
в газообразном состоянии, а при понижении температуры
гли повышении давления переходит в жидкое состояние.
Зак, при температуре 293 К пропан переходит в жидкое
состояние при давлении 0,85 А\Па. Испарение 1 кг жидкого
пропана дает 0,53 м3 паров.
Пропан-бутановая смесь — бесцветный газ с резким за-
IVком — является побочным продуктом при переработке
нефти.
Смесь легко превращается в жидкое состояние, например
32
при температуре 233 К пропан-бутановая смесь сжижается
при атмосферном давлении. Сжиженные газы хранят только
в закрытых емкостях, так как испарение жидкости происхо-
дит даже при 273 К-
Плотность пропан-бутана больше плотности воздуха,
поэтому необходимо тщательно следить за герметичностью
аппаратуры и коммуникаций во избежание образования
взрывоопасной смеси газа с воздухом внизу помещения.
Заполнение емкостей пропаном и пропан-бутановой смесью,
транспортирование их, а также слив газа должны выпол-
няться в соответствии с «Правилами устройства и безопас-
ной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», ут-
вержденными Госгортехнадзором СССР.
Пропан-бутановые смеси широко применяются при резке
сталей, сварке и пайке легкоплавких цветных металлов, за-
калке, газовой сварке пластмасс. К месту сварки смесь по-
ставляют в стальных баллонах под давлением 1,6 МПа или
по газопроводам через перепускную рампу. При испарении
1 кг пропана образуется 500 дм3 газа.
Бензин является продуктом переработки нефти. Он
представляет собой легко испаряющуюся прозрачную жид-
кость с резким характерным запахом. Пары бензина при
сгорании в кислороде дают температуру пламени 2400—
2500°С. Для очистки бензина его фильтруют через войлок.
Бензин используется для кислородной резки, а также для
сварки и пайки легкоплавких металлов.
К е р о с и н также является продуктом переработки
нефти и представляет собой бесцветную желтоватую легко
испаряющуюся жидкость. Керосин, применяемый для свар-
ки и резки металлов, должен удовлетворять требованиям
ГОСТ 4753—68. Керосин применяют также для сварки и
пайки легкоплавких цветных металлов.
§ 12.	ФЛЮСЫ
В процессе сварки все металлы и их сплавы, соединяясь
с кислородом окружающего воздуха и кислородом свароч-
ного пламени, образуют оксиды, которые имеют более высо-
кую температуру плавления, чем сам металл. Для защиты
раейлавленного металла от окисления и удаления образо-
вавшихся при сварке оксидов применяют сварочные по-
рошки или пасты, называемые .флюсами, Следовательно,
флюсы — это вещества, которые вводят в сварочную ван-
ну для раскисления расплавленного металла и удаления из
него образовавшихся окидов и неметаллических включений.
2—463
При газовой сварке флюс применяется в виде порошков,
паст или легкоиспаряющейся жидкости. В первых двух слу-
чаях он подается в зону сварки вручную, т. е. наносится на
кромки свариваемого металла и па присадочные прутки,
либо вносится в ванну в процессе сварки периодическим по-
гружением присадочного прутка в сосуд с флюсом.
В случае применения флюса в виде паров (например,
флюса БМ-1 при сварке меди, медных и никелевых спла-
вов) он подается в пламя горелки автоматически в строго
дозированном количестве специальным прибором.
В процессе сварки флюсы, вводимые в сварочную вал-
ву, расплавляются и образуются с окисламн легкоплавкие
шлаки, всплывающие на поверхность сварочной ванны. При
этом пленка покрывает расплавленный металл шва, предох-
раняя его от дальнейшего воздействия атмосферного возду-
ха. Необходимость применения флюсов при сварке метал-
лов и сплавов, высоколегированных сталей и чугуна вызы-
вается тем, что при нагревании металлов до высокой темпе-
ратуры на их поверхности образуется оксидная пленка, ко-
торая при расплавлении переходит в сварочную ванну,
препятствуя при этом надежному сплавлению основного и
присадочного металла. При сварке углеродистых сталей
флюсы, как правило, не применяют.
К сварочным флюсам, применяемым при сварке и пайке,
предъявляют следующие, требования:
флюс должен быть более легкоплавким, чем основной и
присадочный металлы;
расплавленный флюс должен хорошо растекаться по
нагретой поверхности металла, т. е. обладать достаточной
ж пдкотску честью;
расплавленный флюс не должен выделять ядовитых газов
в процессе сварки и вызывать коррозию сварочного соедине-
ния;
флюс должен обладать высокой реакционной способно-
стью, активно раскислять окислы, переводить их в более
легкоплавкие химические соединения или удалять их, раст-
воряя так, чтобы процесс растворения заканчивался до
затвердевания сварочной ванны;
образовавшийся в процессе сварки шлак должен хорошо
защищать металл от окисления кислородом и азотом воз-
духа;
шлаки должны хорошо отделяться от шва после свар-
ки;
плотность флюса должна быть меньше плотности основ-
ного и присадочного мегалла, чтобы в процессе сварки об-
34
разусмый флюсом шлак всплывал на поверхность сварочной
ванны, а не оставался в металле шва;
флюс должен сохранять свои свойства на протяжении
всего процесса сварки:
флюс должен быть дешевым и недефицитным.
В зависимости от вида свариваемого металла в свароч-
ной ванне образуются основные и кислые оксиды. Если об-
разуются основные оксиды, то применяют кислый флюс,
если кислые — основной флюс. В обоих случаях реакция
протекает по следующей схеме: кислотный оксид -|- основ-
ной оксид = соль.
В качестве флюсов используют буру, борную кислоту,
оксиды и соли бария, калия, лития, натрия, фтора и др.
Состав флюса выбирают в зависимости ог свойств сваривае-
мого металла. При сварке чугуна в сварочной ванне обра-
зуется кислый оксид SiO2, для растворения его вводят силь-
ные основные оксиды — К2О, Ха2О. В качестве основных
флюсов применяют углекислый натрий Na2СО3, углекислый
калий К2СО3 и буру Na2B4O7.
При газовой сварке меди, латуни образуются основные
оксиды (Cu2O, ZnO, FeO и др.), поэтому для растворения их
вводят кислые флюсы. Они обычно представляют собой сое-
динения бора.
При кислородной резке нержавеющих сталей, чугуна и
цветных металлов флюс вводится в струю режущего кис-
лорода. Основой флюса для кислородной резки служит же-
лезный порошок.
Составы флюсов и способы их применения рассмотрены
ниже, при описании технологии сварки и резки соотвстст-
вуеощп х металлов.
§ 13.	СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА
Для заполнения зазора между кромками свариваемого
металла и образования валика шва в сварочную ванну вво-
дят присадочный металл в виде проволоки, прутков или
полосок, нарезаемых из металла того же или близкого со-
става, что и свариваемый металл. Нельзя сваривать металл
проволокой неизвестной марки. Для улучшения свойств ме-
талла шва в присадочный металл добавляют легирующие
элементы.
Сварочная проволока перед сваркой должна быть тща-
тельно очищена от краски, масла» ржавчины и других за-
грязнений.
Сварочная проволока поставляется в мотках массой не
более 80 кг. На каждый моток проволоки крепят бирку, где
Z*
35
. Проволока стальная сварочная (ГОСТ 2246—70)
гг
с с о о с с
со 04 СО со СО
С О О С О О
о ОС оо о
СО со со
ООО
ООО
О Ю С VO
со 04 0104
С О О О
СОСО
О С С Ш LC о
-d- СО 04 04 04 СО
сс оо о о
с с ОС с о
UT LQ ю
О1 04 04
О О' о
** *
ООО
I I I
О 1© 1О ю О о
СО 04 04 04 СО СО
С О О О С О*
I© о »©
04 со 04
ООО
ГС
*С Ю> i© О О О
со со со со to
ГО со со со со со
о о о о о о
о о оо со
О о О О 04 04
п к СП Д ш ©
Ю со оою
о о о о
с о с о
эх
V©
с с с
со О1 04 Г-
Ю 04 С С О ©
—я — —	04 04
О О О О О О
о о с ОС о
О CD О — тГ О
ООО
04 04 04
ОСО
с
W
ю ю ю
о с с со
04 04 04 04
Ю О 1©
ООО о
ООО
о
Е
ОО 1Q О О^
ОС' Tf' -rf
*—( О1 04
О
С
3G
указывается завод-изготовигель, условное обозначение про-
волоки, иомер партии.
Марки сварочной проволоки применяют по ГОСТ 2246—
70, который включает в себя 6 марок низкоуглеродистой,
30 марок легированной, 41 марку высоколегированной нео-
медненпой и омедненной проволоки. Для сварки изготов-
ляют стальную холоднотянутую пповолоку диаметром 0,3;
0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3*0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0;
12,0 мм.
Обозначение сварочной проволоки состоит из букв Св
(сварочная) и буквенно-цифрового обозначения ее состава.
Легирующие элементы, содержащиеся в металле проволок,
обозначаются: Б — ниобий, В—вольфрам, Г — марганец,
Д — медь, Н — никель, С — кремний, Ф — ванадий, X —
хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий. Цифры после букв
Св указывают па содержание в проволоке углерода в сотых
б. Марки и химический состав чугунных прутков
для газовой сварки чугуна (ГОСТ 2671—80)
Марка прутка	Химический состав» %			
	углерод	кремний	марганец	сера, не более
А	3—3,5	3—3,4	0,5—0,8	0,03
Б НЧ-1	3-3.5	Tt* Tj* 1 со 1 СО оо	0,5—Ю ,8	0,05
НЧ-2 БЧ	2,5—3	j 1 00 —<	0,2—0,6	0,05
хч		1,2—1,5.	0,5—0.8	
Продолжение табл. 5
Марка прутка	Химический состав. %				Примеси, нс более	
	фосфор 1	титан	  хром	никель	хром	ни- кель
А	0,2—0,4	—			0,05	0.3
Б НЧ-1	0,3—0,5 0,2—0,4	0,03—0,06		0,4—0,6	0,05	
НЧ-2 БЧ	Не более		1,2—2	—-—-а	—	
ХЧ	0.1		1			
37
долях процента, а цифры после буквенного обозначения ле-
гирующего элемента указывают на содержание данного
элемента в составе проволоки в процентах. Отсутствие цифр
после буквы обозначает, что данного легирующего элемента
в проволоке меньше 1 %. Буква Л в конце условного обозна-
чения марок низкоуглеродистой и легированной проволоки
указывает на повышенную чистоту металла по содержанию
серы и фосфора. Сдвоенная буква А указывает па пониже-
ние содержания серы и фосфора по сравнению с проволокой,
в обозначении которой одна буква А.
Например, проволока сварочная диаметром 4 мм, мар-
ки Св-08А, с омедненной поверхностью обозначается
4Св-08А-0 ГОСТ 2246—70; проволока сварочная диаметром
3 мм, марки Св-0872С, с неомедненной поверхностью —
ЗСв-С8Г2С ГОСТ 2246—70.
Химический состав некоторых марок сварочной проволо-
ки, применяемой для газовой сварки углеродистых и ле-
гированных сталей, а также чугуна, приведен в табл. 4 и 5.
Назначение проволоки и прутков из меди и ее сплавов
приведено ниже:
Марка сплава
Ml
М1р, МЭр
MCpl
МН/К 5-1
J1C3
J1K62-05
J1C60-1
ЛКБ062-02-004-05
ЛМц58-2, ЯЖМц59-1-1,
ЛОК59-1-0.3
Назначение
Сварка леответс! венных со-
единений из меди
Сварка конструкций общего
назначения из меди
Сварка ответственных и
электротехнических конструк-
ций из меди
Сварка конструкций из мсд-
но-никетевого сплава, медне-
никелевого сплава и латуни или
алюминисво-марганцевой бронзы
Газовая сварка латуни
Сварка латуни
Газовая сварка латуни, ле-
гированной оловом
Сварка латуни, пайка меди
без применения флюса
Сварка латуни, пайка меди
и меди с латунью
Присадочный металл при газовой сварке должен отве-
чать следующим требованиям:
температура плавления присадочного металла должна
быть не выше температуры плавления основного металла;
поверхность проволоки и стержней должна быть ров-
ной и чистой — без окалин, ржавчины, масла, краски и
других загрязнений;
38
присадочный металл должен плавиться 'спокойно, без
.разбрызгивания, способствуя получению наплавленного
металла по свойствам близкого к основному;
присадочный металл должен содержать минимальное ко-
личество вредных примесей.
Диаметр присадочной проволоки и прутков выбирают
в зависимости от толщины и вида свариваемого металла.
§ 14.	ВИДЫ СВАРОЧНОГО ПЛАМЕНИ
Сварочное пламя образуется при сгорании горючего
газа или паров горючей жидкости в кислороде. Пламя на-
гревает и расплавляет основной и присадочный металл в
месте сварки. Наибольшее применение при газовой сварке
нашло кислородно-ацетиленовое пламя, так как оно имеет
высокую температуру (3150;С) и обеспечивает концентри-
рованный нагрев. Однако в связи с дефицитностью ацетиле-
на в настоящее время получили широкое распространение
(особенно при резке метал-
лов) газы—заменители аце-
тилена — пропан-бутан, ме-
тан, природный и город-
ской газы.
От состава горючей сме-
си, т. е. от соотношения
кислорода и горючего газа,
завися г внешний вид, тем-
пература и влияние свароч-
ного пламени па расплав-
ленный металл. Изменяя
состав горючей смеси, свар-
щик тем самым изменяет ос-
новные параметры свароч-
ного пламени.
Для получения нормаль-
ного пламени отношение
кислорода к горючему газу
должно быть для ацетиле-
на — 1,1—1,2, природного
газа — 1,5—1,6, ппопапа
— 3,5.
а)	б)
Рис. 13. Виды сварочного пламени:
а — окислительное, б — нормальное,
в — науглероживающее; / — ядро, 2 —
восстановительная зона, 3 — фкпеел
Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют
сварочное пламя, которое имеет три ярко различимые зоны:
ядро, восстановительную зону и факел (рис. 13). Водородное
пламя ярко различимых зон не имеет, что затрудняет его
регулировку по внешнему виду.
39
При зажигании газовой струи, вытекающей из сопла,
пламя перемещается по направлению движения струи газо- .
вой смеси. Скорость истечения для каждого газа подбирает-
ся такой, чтобы пламя не проникало внутрь сопла горелки
и не отрывалось от него. Газ в струе должен прогреваться до
температуры воспламенения, ацетилен воспламеняется при
температуре 450—500е С, а газы-заменители — 550—650' С.
Поэтому ядро пламени при сгорании газов-заменителей
длиннее, чем при сгорании ацетилена.
Процесс сгорания ацетилена в кислороде можно условно
разделить на две стадии. Сначала под влиянием нагрева
происходит распад ацетилена на элементы: С2П2—2С-ЬН2,
Затем происходит первая стадия сгорания ацетилена за
счет кислорода смеси по реакции 2C-|-lI2hO2—2СО I Н2.
Вторая стадия горения протекает за счет кислорода возду-
ха: 2С0+Нй4-1>502—2СОг+Н2О. Процесс горения горю-
чего газа в кислороде экзотермнчеп, т. е. идет с выделением
теплоты.
Ядро имеет резко очерченную форму (близкую к фор-
ме цилиндра), плавно закругляющуюся в конце, с ярко све-
тящейся оболочкой. Оболочка состоит из раскаленных час-
тиц углерода, которые сгорают в наружном слое оболочки.
Размеры ядра зависят от состава горючей смеси, ее расхода
и скорости истечения. Диаметр капала мундштука горелки
определяет диаметр ядра пламени, а скорость истечения га-
зовой смеси — его длину.
Площадь поперечного сечения канала мундштука горел-
ки прямо пропорциональна толщине свариваемого металла.
Сварочное пламя не должно быть слишком «мягким» или
«жестким». Мягкое пламя склонно к обратным ударам и
хлопкам, жесткое — способно выдувать расплавленный ме-
талл из сварочной ванны. При увеличении давления кисло-
рода скорость истечения горючей смеси увеличивается и
ядро сварочного пламени удлиняется, при уменьшении ско-
рости истечений ядро укорачивается. С увеличением номера
мундштука размеры ядра увеличиваются. Температура ядра
достигает 1000'С.	•	•	- > -
На рис. 14 приведены длина и диаметр ядра пламени .
(мм) для различных номеров мундштуков, соответствующие. •
им диаметры канала сопла (мм) и расход ацетилена (дм’/ч).
Восстановительная (средняя) зона рас-
полагается за ядром и по своему более темному цвету замет-
но отличается от него. Длина ее зависит от номера мундшту-
ка и достигает 20 мм. Зона состоит из продуктов неполного
сгорания ацетилена — оксид углерода и водорода. Она на-
40
зывается восстановительной, так как оксид углерода и во-
дорода раскисляют расплавленный металл, отнимая кисло-
род от его оксидов. Если в процессе сварки расплавлен-
ный металл сварочной ванны находится в средней зоне, то
Восстановительная
зона
Окись углам?#
* ОоОооод
№Нятечним 1 2	3 4 S О 7
Раа^ОС^Дн/ч 150 250 400 500 1000 1700 2500
Диаметр F/t
канала соплаА\\
мм
Рис. 14. Схема образования пламени и распре-
деление .температуры по зонам и размеры ядра
пламени-для мувдппуков разных номеров
сварочный шов получается без пор, газовых и шлаковых
включений. Этой зоной пламени выполняют сварку и поэто-
му ее называют рабочей. Восстановительная зона имеет
наиболее высокую температуру (31405С) в точке, отстоящей
на 3—6 мм от конца ядра.
Зона полного сгорания (факел) располага-
ется за восстановительной зоной. Она состоит из углекис-
лого газа, паров воды и газа, которые образуются в пламени
при сгорании оксида углерода и водорода восстановительной
41
зоны за счет кислорода окружающего воздуха« Температура
згой зоны значительно ниже, чем температура восстанови-
тельной, и колеблется от 1200 до 2520°С.
Схема нормального ацетилепокислородного пламени и
график распределения температур по его длине, а также со-
став пламени по зонам представлены на рпс. 14.
В зависимости от соотношения между кислородом и аце-
тиленом получают три основных вида сварочного пламени:
нормальное, окислительное и науглероживающее. Н о р-
м а л ь ное пламя (см. рис. 13, б) теоретически полу-
чают тогда, когда в горелку на один объем кислорода по-
дают несколько больше от 1,1 до 1,3 объема ацети-
лена. Нормальное пламя характеризуется отсутствием сво-
бодного кислорода и углерода в его восстановительной зоне.
Кислорода в горелку подается немного больше из-за
небольшой его загрязненности и расхода на сгорание водо-
рода. В нормальном пламени ярко выражены все три зоны.
О к и с л и т е л ь и о е п л а м я (см. рис. 13, я) по-
лучается при избытке кислорода, при подаче в горелку на
один объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. При этом
я про приобретает конусообразную форму, значительно со-
кращается по длине, становится с менее резкими очерта-
ниями и приобретает более бледную окраску. Сокращаются
по длине также восстановительная зона и факел. Все пламя
приобретает синевато-фиолетовую окраску. Пламя горит с
шумом, уровень которого зависит от давления кислорода.
Температура окислительного пламени выше нормального,
однако сваривать стали таким пламенем нельзя из-за нали-
чия в пламени избытка кислорода. Избыток кислорода при-
водит к окислению металла шва, шов получается пористым
и хрупким. Окислительное пламя можно применять при
сварке латуни и пайке твердыми припоями.
Я а у г л ер о ж и в а ю-щее пламя (см. рис. 13, в)
получается при избытке ацетилена, когда в горелку на один
объем ацетилена подается 0,95 и менее объема кислорода.
Ядро такого пламени теряет резкость своего очертания, па
конце его появляется зеленый венчик, по которому судят об
избытке ацетилена. Восстановительная зона значительно
светлее и почти сливается с ядром, а факел приобретает жел-
товатую окраску. При большом избытке ацетилена пламя
начинает коптить, так как в нем ощущается недостаток кис-
лорода, необходимого для полного сгорания ацетилена. На-
ходящийся в пламени избгяточный углерод легко поглоща-
ется расплавленным металлом и ухудшает качество металла
шва. Температура науглероживающего пламени ниже, чем
42
нормального и окислительного. Уменьшая подачу ацетиле-
на в горелку до полного исчезновения зеленого венчика па
конце ядра, ацетиленовое пламя превращается в нормаль-
ное. Слегка науглероживающее пламя применяют для свар-
ки чугуна и при наплавке твердыми сплавами.
Характер сварочного пламени сварщик определяет на
глаз по форме и окраске пламени. При регулировании пла-
мени необходимо обращать внимание на правильность под-
бора расхода горючего газа и кислорода.
Вытекающая из мундштука горючая смесь оказывает
механическое воздействие на расплавленный металл сва-
рочной ванны и формирует валик шва. Жидкий металл от-
жимается к краям ванны. Характер формообразования ме-
талла зависит от угла наклона мундштука горелки к поверх-
ности свариваемого металла (рис. 15, а, б).
Давление газов оказывает влияние на жидкий металл,
перемещая его к задней стенке сварочной ванны, образуя
Направление
пламени
^Направление потоноо
металла
Рис. 15. Схема механического воздействия пламени на жидкий металл
сварочный ванны при различных положениях мундштука:
а — вертикальном, б — наклонном, е — схема перемещения жидкого металла
в ванне
металл
чешуйки шва (рис. 15, в). При большом давлении кислорода
горючая смесь вытекает из мундштука с большой скоростью,
пламя становится «жестким» и выдувает расплавленный
металл из сварочной ванны, затрудняя тем самым сварку.
Качество наплавленного металла и прочность сварного
шва зависят от состава пламени, поэтому во время сварки
сварщик должен следить за его характером, регулировать
его состав в течение всего процесса сварки. Характер пламе-
ни подбирают в зависимости от свариваемого металла и его
свойства. Для сварки сталей требуется нормальное пламя,
для сварки чугуна, наплавки твердых сплавов — наугле-
роживающее, для сварки латуни — окислительное пла-
мя.
43
§ 15.	СПОСОБЫ ГАЗОВОЙ СВАРКИ
В практике различают два способа ручной газовой свар-
ки: правый и левый.
Левым способом газовой сварки (рис. 16, а)
называется такой способ, при котором сварку ведут спра-
Рис. 16. Способы сварки:
а — левый, о — правый
ва налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные
кромки металла, а присадочную проволоку перемещают
впереди пламени. Левый способ наиболее распространен и
применяется при сварке топких и легкоплавких метал-
лов. При левом способе сварки кромки основного металла
предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее не-
44
ремешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик
хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва
лучше, чем при правом способе.
Правым способом сварки (рис. 16, б) называет-
ся такой способ, когда сварку выполняют слева направо,
сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а
присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой.
Мундштуком горелки при правом способе выполняют не-
значительные поперечные колебания. Так как при правом
способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечи-
вается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и
азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в
процессе кристаллизации. Качество шва при правом спо-
собе выше, чем ври левом. Теплота пламени рассеивается
меньше, чем при левом способе. Поэтому при правом способе
сварки угол разделки шва делается не 90е, a G0—70°, что
уменьшает количество наплавляемого металла и коробле-
ние изделия.
Правый способ экономичнее левого, производительность
сварки при правом способе на 20—25% выше, а расход
газов на 15—20% меньше, чем при левом. Правый способ
целесообразно применять при сварке деталей толщиной бо-
лее 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводно-
стью. При сварке металла толщиной до 3 мм более произво-
дителен левый способ.
Мощность сварочной горелки для стали при правом спо-
собе выбирается из расчета ацетилена 120—150 дм:7ч, а при
левом — 100—130 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого
металла.
Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависи-
мости от толщины свариваемого металла и способа сварки.
При левом способе сварки диаметр присадочной проволоки
d— S/2-Ь1 мм, а ври правом мм, где S — толщина
свариваемого металла, мм.
Сварка пламенем повышенной мощности. При этом спо-
собе сварки горелка берется мощностью в два раза большей,
чем при обычном способе сварки, и устанавливается пламя
с избытком ацетилена на 7—10%. Кромки металла нагре-
ваются только до начала оплавления. Сварка стали произ-
водится следующим образом. Кромки нагреваются наугле-
роживающим пламенем, вследствие чего верхний слой их
обогащается углеродом и температура плавления металла
понижается. При температуре 1200гС кромки начинают оп-
' лавляться (потеть). В это время в сварочный шов вводят при-
садочную проволоку, нагретую до плавления. Расплавлен-
45
иый металл проволоки растворяет науглероженный верхний
слой основного металла и прочно сосдньлс^яс ним.Глубо-
кое расплавление кромок производить нельзя, так как полу-
чится высокоуглеродистый хрупкий слой.	и
Диаметр проволоки берут больший, чем при обычной
сварке. Скос кромок 60—70°С. Сварка производится правым
способом.
Этот способ обеспечивает большую скорость сварки, но
требует высокой квалификации сварщика.
§ 15. СБОРКА ИЗДЕЛИЙ ПОД СВАРКУ, СВАРКА
В РАЗЛИЧНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ
Перед газовой сваркой кромки свариваемого металла и
прилегающие к ним участки должны быть очищены от ржав-
чины, окалины, краски и других загрязнений. Очищают
свариваемые кромки металлической щеткой или пламенем
сварочной горелки с последующей зачисткой металлической
щеткой.
Перед сваркой детали соединяют друг с другом сваркой
в отдельных местах короткими швами, с тем чтобы в процессе
сварки зазор между ними оставался бы постоянным. Эти сое-
динения называют прихватками. Размеры прихва-
ток и расстояние между ними выбирают в зависимости от
толщины свариваемого металла и длины шва.
При сварке тонкого металла и коротких швах длина
прихваток не должна превышать 5 мм, а расстояние между
ними — 50—100 мм. При сварке толстолистовой стали и
швов значительной длины длина прихваток может состав-
лять 20—30 мм при расстоянии между ними 300—500 мм.
Прихватки выполняют на тех же режимах, что и сварку.
Во время сварки особое внимание необходимо обращать на
тщательное приваривание участка прихватки во избежание
непровара в этих местах.
Стыковые швы можно выполнять и без прихваток, в этом
случае для сохранения постоянного зазора в процессе свар-
ки листы укладывают так, чтобы они образовали между со-
бой небольшой угол. По мере сварки листы стягиваются за
счет поперечной усадки шва и таким образом величина зазо-
ра остается постоянной по всей длине шва.
От правильной и тщательной подготовки и сборки дета-
лей под сварку во многом зависит качество, внешний вид
сварочного соединения, его надежность и прочность.
При сварке длинных швов применяют ступенча-
тую и о б р а т н о с т у и е н ч а т у ю сварку. При дан-
<46
ных способах сварки весь шов разбивается на участки, ко-
торые сваривают в определенном порядке. Схема наложения
швов показана на рис. 17. При наложении каждого после-
дующего участка предыдущий участок перекрывают на
10—20 мм в зависимости от толщины свариваемого металла.
Рис. 17. Порядок наложения швов:
о — сварка от кромки, б — сварка от середины шва
В зависимости от положения в пространстве сварные швы
подразделяют па нижние, горизонтальные, вертикальные и
потолочные.
Н и ж н и е ш в ы выполнять наиболее легко, так как
расплавленный присадочный металл под действием силы тя-
жести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны.
Кроме того, наблюдение за сваркой нижнего шва наиболее
удобно. Нижние швы выполняют как левым, так и правым
способами в зависимости от толщины свариваемого металла.
Вертикальные швы при малых толщинах вы-
полняют сверху вниз правым способом (рис. 18, а) и снизу
вверх левым способом (рис. 18, б, в). При сварке металла тол-
щиной от 2 до 20 мм вертикальные швы целесообразно вы-
полнять способом двойного валика (рис. 18, г). В этом слу-
чае скоса кромок не делают и свариваемые детали устанав-
ливают с зазором, равным половине толщины свариваемого
металла. Процесс ведется снизу вверх.
При толщинах более 6 мм сварку ведут два сварщика.
При этом способе в нижней части стыка проплавляется
сквозное отверстие. Пламя, располагаясь в этом отверстии и
постепенно поднимаясь снизу вверх, оплавляет верхнюю
часть отверстия. Шов формируется на всю толщину, а уси-
ление получается с обеих сторон стыка. Затем переме-
шают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия
и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону
отверстия и так до полного выполнения шва.
Горизонтальные швы, при сварке которых
металл стремится стечь па нижнюю кромку, выполняют пра-
вым способом, держа конец проволоки сверху, а мундштук
47
горелки снизу ванны (рис. 19, а). Сварочная ванна распо-
лагается под некоторым углом к оси шва, что облегчает фор-
мирование шва и удерживание жидкого металла от стека-
ния.
Наибольшие трудности возникают при сварке п о т о-
л о ч н ы х швов. При сварке этих швов (рис. 19, б, в)
Рис. 18. Выполнение вертикальных швов:
а — сверху вниз, б, в — снизу вверх, г — схема снарки двойным валиком
Рнс. 19. Выполнение горизонтальных швов (а) и
потолочных швов левым (б) и правым (в) спосо-
бами
кромки нагревают до начала оплавления и в этот момент в
сварочную ванну вводят присадочную проволоку, конец ко-
торой быстро оплавляется. Металл сварочной ванны удер-
живается от стекания вниз давлением газов пламени.
Сварку лучше вести правым способом и выполнять в не-
сколько слоев с минимальной толщиной каждого слоя.
§ 17.	ТЕХНИКА НАЛОЖЕНИЯ СВАРНЫХ UJBOB
Основными параметрами режима газовой сварки явля-
ются характер и мощность сварочного пламени, диаметр при-
садочной проволоки, скорость сварки. Выбор режима за-
48
висит от вида и толщины свариваемого .металла и конструк-
ции изделия. На характер газовой сварки большое влияние
оказывает техника наложения сварочных швов.
При многослойной сварке шов заполняется
в несколько слоев. Многослойная сварка имеет ряд преиму-
ществ перед однослойной — дает меньшую зону нагрева
металла и возможность проковки швов перед наложением
последующих, обеспечивает отжиг нижележащих слоев
при наплавке последующих.
Многослойную сварку выполняют короткими участками,
стыки валиков в различных слоях не должны совпадать.
При наложении каждого последующего слоя поверхность
предыдущего тщательно -очищают металлической щеткой
до блеска.
К недостаткам многослойной сварки относятся малая
производительность и большой расход газов. Поэтому много-
слойную сварку применяют при сварке ответственных конст-
рукций и сварке металла большой толщины.
Сварку окис л и т с ль иы м п л а м е н е м
применяют при сварке низкоуглеродистой стали. Ведут
сварку окислительным пламенем состава р = —— 1,4
Сз —Г?2
при мощности 200 дм*/ч на 1 мм толщины стали. В сварочной
ванне образуются окислы железа, для их раскисления при-
меняют сварочную проволоку Св-12ГС, Св-08Г и Св-08Г2С,
содержащую повышенные количества раскислителей — мар-
ганца и кремния. При данном'способе сварки производи-
тельность труда повышается на 10—15%. Диаметр приса-
дочной проволоки берется 6—8 мм, сварку ведут правым
способом. При этом способе увеличивается производитель-
ность сварки, но требуется высокая квалификация сварщи-
ка, так как можно перегреть металл шва, что снизит его
прочностные свойства.
При сварке газами-заменителями ацетилена в качестве
горючего газа используется пропан-бутан. Для сварки низ-
коуглеродистой стали в качестве присадочной проволоки
используют марганцово-кремнистую сварочную проволоку
Св-12ГС или Св-08ГС. Диаметр присадочной проволоки бе-
рется на 1 мм больше половины толщины свариваемого ме-
талла. Присадочный пруток наклоняют к поверхности сва-
риваемого металла на 35—40°.
Коэффициент замены ацетилена пропан-бутаном при
сварке стали равен 0,6. Соотношение кислорода и пронан-
бутапа в пламени Р=3,5—4. ’
Сварку с применением^ сжиженных газов можно вести во
49
всех пространственных положениях специальными или аце-
тилепокисл сродными горелками. Для получения пламени
нормальной мощности наконечник горелки выбирают на
два номера больше, чем при ацетиленокислородной сварке.
Сварку городским газом выполняют окислительным пла-
менем горелкой ГЗУ с применением присадочной проволоки
Св-212ГС. Мощность сварочного пламени для сварки стали
выбирается из расчета 180 дм3/ч на 1 мм толщины сваривае-
мого металла. Прочность свариваемого соединения ниже,
чем при сварке ацетиленом.
§ 18.	СВАРКА ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, ТРУБ
И РЕМОНТНАЯ СВАРКА
Детали из листового материала толщиной до 1 мм сва-
ривают без присадочного металла. У листов делают отбор-
товку кромок, сложенные вместе листы сваривают пламе-
нем сварочной горелки расплавлением отбортованных кро-
мок.
Более толстые листы сваривают с применением присадоч-
ной проволоки. Между листами делают зазор, который дол-
жен соответствовать толщине свариваемого металла, и
скрепляют между собой прихват-
ками. Для того чтобы во время
выполнения прихваток зазор не
уменьшился, между листами ус-
танавливают прокладки, кото-
рые затем удаляются. Для стя-
гивания кромок листовых конст-
рукций и их закрепления при-
меняют болтовые стяжные ус-
Рис. 20. Последовательность
сварки коробчатого изделия
тройства и струбцины.
При сварке длинных швов листовых конструкций приме-
няют обратноступенчатый способ сварки.
При изготовлении коробчатых конструкций (рис. 20)
вначале делают угловые швы /, 2, 3 боковых стенок, затем
стенки приваривают к днищу швами 4,5, 6 и 7. Заканчивает-
ся сварка выполнением вертикального шва 8. Указанный
порядок сварки дает наименьшее коробление изделия. При
толщине свариваемого металла более 5 мм применяется
V- или Х-образная разделка кромок.
Широкое применение получила газовая сварка
труб небольшого диаметра (до 100 мм), особенно при мон-
таже систем отопления и горячего водоснабжения, водопро-
водов, газопроводов и других трубчатых конструкций.
Трубы сваривают чаще всего встык, так как стыковые
соединения требуют наиболее простой подготовки кромок,
наименьших затрат времени и расхода горючего газа.
= При толщине стенок труб до 5 мм сварку проводят без
разделки кромок, а стык собирают с зазором 1,5—2 мм. При
сварке труб с толщиной стенок более 5 мм применяют одно-
стороннюю разделку кромок под углом 70—90е1, оставляя
притупление от 1,5 до 2,5 мм. Притупление необходимо для
того, чтобы при сварке кромки не проплавлялись и расплав-
ленный металл не протекал внутрь трубы.
В зависимости от назначения конструкции используют
и другие способы стыковки труб — без скоса кромок с под-
кладным кольцом, с раструбом и вставным кольцом.
Перед сваркой трубы выравнивают так, чтобы оси их
совпадали, и прихватывают; для центровки труб применяют
центраторы и другие приспособления. Сварку труб можно
выполнять как левым, так и правым способами. Если трубу
можно поворачивать, то сварку ведут в нижнем положении;
неповоротный стык сваривают во всех пространственных
положениях, что является наиболее трудным для свар-
щика.
При сварке труб большого диаметра (300 мм и более)
сварку начинают с какой-либо точки окружности трубы и
Рис. 21. Последовательность сварки труб большого диаметра:
а — 200—300 .мм, б — 500—600 мм, в — сварка без поворота
выполняют четырьмя отдельными участками, как показано
на рис. 21, а. При сварке труб диаметром 500—600 мм свар-
ку могут вести одновременно два сварщика. Вначале зава-
ривают верхнюю часть трубы на участках 1 и 2 (рис. 21, б),
затем трубу поворачивают и также одновременно заваривают
участки 3 и 4. Если поворачивать трубу нельзя, то участки
3 и 4 сваривают в порядке, указанном на рис. 21, в пунктир-
ными стрелками.
При ремонтных работах часто приходится
заваривать трещины, возникающие в сварных швах и в ос-
51
новном металле. При заварке трещин необходимо предва-
рительно засверлить концы трещины, чтобы при нагреве
трещина не распространялась дальше.
В деталях из низкоуглеродистой стали концы трещин
можно не засверливать. При толщине металла свыше 3 мм
трещину разделывают с одной или двух сторон в зависимости
от толщины завариваемого изделия. Трещина заваривается
от середины к краям. Если протяженность трещины более
500 мм, то сварку ведут участками обратноступенчатым
методом. Кромки трещины перед сваркой должны быть за-
чищены до металлического блеска. Небольшие трещины за-
варивают в одном направлении.
При ремонте закрытых сосудов из-под горючих веществ
необходима тщательная очистка тары от остатков горючих
продуктов, так как остатки их могут образовывать взрыво-
опасные соединения с воздухом. Тару промывают горячей
водой с каустической содой.
При заварке сосудов из-под нефтепродуктов используют
способ Г. Л. Медведева, при котором сосуд заполняется
отработанными газами двигателей внутреннего сгорания.
Газы подают непрерывно и в процессе сварки. Заварка осу-
ществляется обычным способом с применением присадочной
проволоки. Пламя горелки зажигают и гасят в стороне от
завариваемой тары.
§ 19.	СВАРКА СОСУДОВ И ГАЗОПРОВОДОВ
К сварке сосудов, газопроводов, и их элементов допуска-
ются сварщики, имеющие удостоверения на право выполне-
ния сварочных работ, выданные в соответствии с Правилами
испытания газосварщиков и электросварщиков, утвержден-
ными Госгортехнадзором СССР.
В сварных сосудах в основном применяют стыковые сое-
динения, днища сосудов должны иметь эллиптическую фор-
му. Сварные соединения втавр допускаются только в слу-
чае приварки плоских днищ, фланцев или штуцеров.
В стыковых сварных соединениях элементов с различной
толщиной стенок должен быть обеспечен плавный переход
от одного элемента к другому. Сварные швы должны быть
доступными при изготовлении сосудов. Пересечение свар-
ных швов при ручной газовой сварке не допускается.
В случае приварки опор или других элементов к корпу-
су .или днищу сосуда расстояние между сварным швом со-
суда и швом приварки должно- быть не менее толщины
стенки.	 .
52
Все сварные соединения сосудов и их элементов должны
подвергаться тщательному контролю. Дефекты, обнаружен-
ные в процессе изготовления, монтажа и испытания, долж-
ны быть устранены с последующим контролем исправлен-
ных участков.
Сортамент труб, материалы для фасонных частей, тины
и конструкции запорной арматуры, применяемые для соо-
ружения газопроводов, определяются в соответствии с тре-
бованиями СНиП 1-Г. 8—68.
На применяемые для изготовления газопроводов тру-
бы должны быть сертификаты заводов-изготовителей. При-
меняемая для сварки присадочная проволока также должна
иметь сертификат, а при отсутствии его — подвергаться про-
верке механическими испытаниями образцов, которые выре-
заются из пробных сварных стыков.
Газовую сварку применяют для газопроводов диаметром
не более 150 мм, при толщине стенок не более 5 мм. Перед
сборкой и сваркой труб их очищают от попавших внутрь
посторонних предметов, поверхность свариваемых кромок
зачищают до металлического блеска. Ручная газовая свар-
ка газопроводов выполняется только в один слой.
Контроль за сваркой газопроводов включает проверку
качества применяемых материалов, пооперационный конт-
роль сборки и сварки стыков, проверку качества стыков
внешним осмотром и физическими методами контроля,
механические испытания образцов, вырезанных из конт-
рольных стыков.
Пооперационный контроль состоит в проверке правиль-
ности сборки и сварки стыков. Высота усиления должна
составлять от 1 до 3 мм, но не более 40% толщины стенки
труб, а ширина шва не должна превышать 2,5% толщины
стенки трубы. Для подземных газопроводов диаметром
50 мм и более проверке физическими методами контроля
(просвечивание рентгеновским и гамма-излучением, магнит-
ный метод) подлежит следующее количество сварных сты-
ков (в % от общего числа):
Газопроводы низкого давления (до 0,005 МПа включитель-
но) ........................................ .	♦ . . <	5
То же, среднего давления (от 0,005 до 0,3 МПа)..........	10
То же, высокого давления (от 0,3 до 0.6 МПа) ......	50
То же, высокого давления (от 0,6 до 1,2 МПа)	100
При этом проверяется не менее чем по одному стыку из
числа стыков, сваренных каждым сварщиком на каждом
объекте.
53
Сварные стыки газопроводов при проверке их физиче-
скими методами контроля бракуются при наличии следую-
щих дефектов: трещин, непровара по сечению шва, непро-
вара глубиной свыше 10% корня шва, шлаковых включений
или раковин по группам А и В (ГОСТ 7512—82) размером
по глубине шва более 10% для труб толщиной стенки до
20 мм, шлаковых включений, расположенных цепочкой или
сплошной линией вдоль шва но группе Б (ГОСТ 7512—82)
при суммарной длине свыше 200 мм на 1 м шва, скоплений
газовых пор на отдельных участках шва по группе В
(ГОСТ 7512—82) свыше 5 шт. на 1 см2 площади шва, газовых
мор, расположенных в виде сплошной сетки. Если дефект-
ная часть шва менее 30% его длины, разрешается исправле-
ние стыка вырубкой дефектной части и заваркой заново,
после чего проверяется физическими методами контроля вся
длина сварного шва.
Для механических испытаний из стыка вырезают по три
образна для испытаний на изгиб и на растяжение.
После сварки и проверки газопровода его испытывают
на прочность и плотность. Перед этими испытаниями газо-
провод должен быть продут воздухом. Испытания па проч-
ность и плотность, за исключением надземных и внутрице-
ховых газопроводов с давлением свыше 0,3 МПа, произво-
дят воздухом. Величины испытательных давлений на проч-
ность и плотность для подземных и надземных газопрово-
дов приведены в табл. 6.
6. Испытательные давления для подземных и
надземных газопроводов
Испытательное давление, МПа
Давлен не »*а газопроводе
«а прочность на плотность
Низкое (до 0,С05)
Среднее (от 0,005 до 0,3)
Высокое (от 0,3 до 0,6)
» (от 0,6 до 1,2)
0,3
0,45
0J5
1,5
0,6
1,2
Продолжительность испытания газопровода на плот*
ность составляет не менее 24 ч. Дефекты сварных швов,
выявленные при испытании, исправляются вырубкой и
повторной сваркой. После устранения дефектов качество
сварных соединений должно быть заново проверено.
54
Контрольные вопросы
L Перечислите основные области применения газовой сварки.
2. Каковы свойства кислорода, ацетилена и их назначение рри га-
зовой сварке и резке?
3. Какие горючие газы применяют а качестве газов-заменнтелей
ацетилен а?
 4. Каковы свойства ацетилена, карбида кальция и способы их
получения?
5.	Для какой цели служат флюсы и сварочная проволока вря газо-
вой сварке?
6.	Какие виды сварочного пламени применяют при газовой свар-
ке и резке металлов? По каким признакам выбирается вид сварочного
пламени?
7.	Какое строение имеют нормальное» окислительное и науглеро-
живающее пламя?
8-	Чем отличаются левый и правей способы сварки и когда они
применяются?
9.	Как подготавливают и собира.ог изделия под сварку?
10.	Как сваривают вертикальные и потолочные швы?
11.	Какие основные технологические особенности встречаются при
газовой сварке труб и газопроводов?
ГЛАВА IV
ОБОРУДОВАНА И АППАРАТУРА
ДЛЯ ГАЗОВОЙ СЗАРКИ
§ 20. АЦЕТИЛЕНОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Ацетиленовым генератором называется аппарат, служа-
щий для получения ацетилена разложением карбида каль-
ция водой. Ацетиленовые генераторы, применяемые для
сварки и резки металлов согласно ГОСТ 5190—78, класси-
фицируются по следующим признакам:
по производительности— 1,25; 3; 5; 10;
20; 40; 80; 160; 320; 640 м3/ч;
п о способу применения — передвижные с
производительностью 1,25—3 м3/ч, стационарные с произ-
водительностью 5—640 м*/ч;
по давлению вырабатываемого аце-
тилена — низкого давления до 0,02 МПа, среднего дав-
ления от 0,02 до 0,15 МПа;
ио способу взаимодействия карби-
да кальция с водой — генераторы системы КВ («кар-
бид в воду»), в которых разложение карбида кальция осу-
ществляется при подаче определенного количества карбида
кальция в воду, находящуюся в реакционном пространстве;
генераторы системы В К («вода на карбид»), в которых раз-
ложение карбида кальция происходит при подаче опреде-
ленного количества воды в реакционное пространство, где
находится карбид кальция; генераторы системы ВВ («вытес-
нение воды»), в которых разложение карбида кальция осу-
ществляется при соприкосновении его с водой в зависимости
от изменения уровня воды, находящейся в реакционном
пространстве и вытесняемой образующимся газом.
Все ацетиленовые генераторы, независимо от их систе-
мы, имеют следующие основные части: газообразователь,
газосборвик, предохранительный затвор, автоматическую
регулировку вырабатываемого ацетилена в зависимости от
его потребления.
На корпусе генератора прикрепляется табличка со сле-
дующими данными: марка, заводской номер и иод выпуска
генератора; производительность (м3/ч); рабочее давление
(МПа); единовременная загрузка карбида (кг); пределы тем-
ператур, в которых может работать ацетиленовый генератор.
Ацетиленовые генераторы системы КВ обладают высоким
коэффициентом использования карбида кальция, обеспе-
чивают наилучшие условия его разложения, хорошее ох-
лаждение и промывку газа. Недостатками генераторов сис-
темы КВ являются значительный расход воды, что обуслов-
ливает увеличенные габариты генераторов и большое коли-
чество отходов. Данная система нашла применение для ста-
ционарных генераторов большой производительности.
Ацетиленовые генераторы системы В К проще по конст-
рукции, требуют небольшого количества воды, способны ра-
ботать на карбиде с различной грануляниен. Данную систе-
му применяют преимущественно для передвижных аппара-
тов с производительностью ацетилена до 3 м3/ч. Недостатки
генераторов этой системы — возможность перегрева аце-
тилена в зоне реакции и неполное разложение карбида каль-
ция .
Ацетиленовые генераторы системы ВВ -надежны в экс-
плуатации и удобны в обращении. Эта система нашла при-
менение в передвижных аппаратах низкого и среднего
давления производительностью не выше 10 м3/ч. Недостат-
ком генераторов этой системы является возможность его
перегрева при прекращении отбора газа.
Основные требования к ацетилено-
вым генераторам:
1.	Температура окружающей среды, при которой до-
пускается работа ацетиленовых стационарных генераторов,
от +5 до -|-35сС, передвижных — от —25 до -|-40гС.
56
2.	Производительность генератора должна соответство-
вать расходу ацетилена.
3.	Разложение карбида кальция в генераторе должно ре-
гулироваться'автоматически в зависимости от расхода газа.
4.	В генераторе не должно быть деталей и арматуры из
сплавов, содержащих более 70% меди, а также устройств,
способных вызвать при работе образование искр.
5.	Коэффициент использования карбида кальция (КПП)
должен быть не меньше 0,85.
6.	Генератор должен быть рассчитан ла работу с опреде-
ленной грануляцией карбида кальция.
7.	Генератор должен быть герметичным и иметь газосбор-
ник достаточной емкости, чтобы при прекращении отбора
газа не происходил выброс ацетилена в помещение.
8.	В генераторах должна быть предусмотрена продувка
всех объемов до заполнения их ацетиленом для удаления ос-
татков воздуха.
9.	Конструкция генератора должна обеспечивать хоро-
шее охлаждение в зоне реакции, чтобы температура воды и
гашеной взнес di в зоне реакции не превышала 80сС,а аце-
тилена 115<С.
10.	Габариты и масса передвижных генераторов долж-
ны быть минимальными.
Наибольшее распространение получили передвижные
ацетиленовые генераторы низкого и среднего давления.
Ацетиленовый генератор АН В-1*25. Этот переносной ге-
нератор низкого давления (рис. 22) работает по системе ВВ
в сочетании с системой ВК. Генератор является однорсторт-
ным, однопостовым генератором прерывистого действия,
может быть использован на монтажных и ремонтных рабо-
тах в зимних условиях ври температуре до —25сС (248 К).
Генератор состоит из корпуса 1 с вваренной в него ре-
тортой 2, в которой помещается загрузочная корзина 3.
Корпус генератора делится на две части (нижнюю — газо-
сборник и верхнюю, открытую сверху,— водосборник) го-
ризонтальной перегородкой 25. Эти части сообщаются меж-
ду собой соединительной циркуляционной трубой 5, до-
ходящей почти до дна газосборника. Между газосборником
и водяным затвором помещается карбидный осушитель 22,
соединенный с ними резиновыми шлангами 23 и 2/.
Генератор заполняется водой через открытую верхнюю
часть корпуса до уровня воды 24. Вода в реторту поступает
по газоотводящей трубке 28 через отверстие 26 при откры-
вании вентиля 27. Реторта закрывается крышкой 5, рыча-
гом 6 и специальным болтом 7.
57
Рис. 22. Лцегиленовый генератор ЛНВ-1,25
58
Ацетилен, выделяющийся в результате взаимодействия
карбида кальция с водой, поступает по газоотводящей труб-
ке 28 в газосборпик и вытесняет находящуюся в нем воду
через циркуляционную трубу 8 в верхнюю часть генератора.
Вода в реторту подается до тех пор, пока она не будет вы-
теснена из газосборника ниже уровня вентиля 27. При этом
по мере выделения ацетилена и возрастания давления аце-
тилена в газосборпике и реторте вода вытесняется из ре-
торты 2 в камеру 13 через трубу 12. Благодаря вытеснению
воды из реторты дальнейшее газообразование замедляется.
При отборе газа из газосборника давление ацетилена в нем
и реторте падает, вода, вытесненная в камеру, возвращается
в реторту и газообразование возобновляется.
При падении давления в генераторе до 2,3—2,7 кПа вода
в газосборнике поднимается выше вентиля 27 и начинает
также пополнять реторту. Поступление воды в реторту
прекращается после того, как давление газа превысит 2,7—
2,8 кПа, т. е. когда уровень воды в газосборпике снова опус-
тится ниже уровня вентиля 27.
Газ при отборе поступает из газосборника в карбидный
осушитель 22, загруженный карбидом, после чего проходит
в водяной затвор 14, а из него через ниппель 15 в горелку
или резак. Карбидный осушитель 22 представляет собой ци-
линдрический сосуд, имеющий входной и выходной ниппе-
ли. Внутри корпуса помещена решетка, на которую загру-
жают карбид кальция. Водяной загвор 14 служит для пре-
дохранения генератора or проникновения ц него взрывной
волны при обратном ударе пламени. Водяной затвор при
низких температурах устанавливают в соединительную тру-
бу 8, чтобы предохранить его от замерзания; в теплое время
года затвор устанавливают снаружи генератора. Ацетилен
поступает в водяной затвор по резиновому шлангу 20. Плот-
ность в месте соединения нижнего донышка с корпусом
затвора создается резиновой прокладкой (кольцом) 10. Ниж-
ний конец трубки имеет шесть отверстий, через которые аце-
тилен проходит в корпус затвора. Над отверстиями трубки
расположена шайба 9, служащая рассекателем.
Ацетилен, пройдя через воду, залитую до уровня конт-
рольного крана 11, вытесняет часть воды в зазор между пре-
дохранительной и газоподводящей трубками. Газ выходит
из затвора через ниппель 15. При обратном ударе взрывчатая
смесь вытесняет воду в предохранительную и газоподводя-
щую трубки до тех пор, пока не выйдет из воды нижнее от-
верстие предохранительной трубки. Через предохранитель-
ную трубу взрывчатая смесь выходит в атмосферу, унося с
59
собой воду. При проходе через отверстие в трубе часть воды
задерживается в обечайке 17 и стекает обратно в затвор.
1 азоотводящая труба закрывается пробкой 16.
Перед пуском генератор необходимо осмотреть, обратив
особое внимание на отсутствие ила в реторте 2 и шлангах 21
и 23. При подготовке генератора к пуску необходимо за-
рядить карбидный осушитель 22 карбидом кальция в коли-
честве 1 кг; закрыть крышку, положив под нее резиновую
прокладку; заполнить генератор водой до уровня 24. при
этом вентиль 19 водяного затвора, который присоединяется
гайкой 18 к предохранительной трубке, должен быть от-
крыт, а вентиль 27 закрыт; заполнить водой затвор 4 через
открытую верхнюю обечайку 17 до уровня контрольного кра-
на 11. после чего закрыть вентиль 19.
При температуре ниже 0JC затвор заливают антифризом
(антифризы — водные растворы спиртов, гликолей, глице-
рина и некоторых неорганических солей, не замерзающие
при низких температурах). При применении в качестве ан-
тифризов растворов хлористого калия и кальция после окон-
чания работы затвор необходимо промыть водой для предо-
твращения коррозии.
Открыв вентиль 27. надо убедиться в том, что вода по-
ступает в реторту, после чего закрыть вентиль и контроль-
ный кран 4. Вставив корзину 3 (в корзину можно загрузить
до 4 кг карбида кальция) в реторту 2, плотно закрыть ре-
торту крышкой 5 специальным болтом 7 и рычагом 6. От-
крыв вентиль 27. пустить воду в реторту с выделившимся
ацетиленом, продуть реторту через контрольный кран 4.
после чего контрольный кран закрыть. Во время продувки
вентиль 27 должен быть закрыт.
Для того чтобы перезарядить реторту, необходимо от-
крыть крышку, вынуть корзину, очистить реторту от ила
и высушить ее. Затем снова загрузить корзину карбидом
кальция, вставить в реторту и закрыть ее, после чего снова
открыть веши ль 27.
В настоящее время в эксплуатации находятся генерато-
ры АНВ-1,25 различных модификаций. Последняя модель
АНВ-1,25-73 отличается от АНВ-1,25-68 лишь устройством
загрузочной корзины и расположением крана подачи воды
в реторту.
Ацетиленовый генератор АМВ-1,25. Этот переносной ге-
нератор (рис. 23) производительностью 1,25 м3/ч, рабочим
давлением 1—7 кПа работает по системе ВВ. •
Генератор представляет собой вертикальный цилиндри-
ческий сосуд, корпус 5 которого состоит из трех частей:
§0
верхней (газообразователь), средней (перетес китель) и
нижней (промыватель).
Вода, заливаемая в газообразователь, при достижении
уровня переливной трубки 14 переливается по ней в преры-
ватель, который заполняется до уровня контрольной проб-
Рис. 23. Ацетиленовый генератор ЛМВ-1,25
кн 3. Карбид кальция загружают в корзину 7 с теплораспре-
делительной перегородкой 19 и поддоном 6. Корзина сое-
динена с крышкой 10. Уплотнение между крышкой и гор-
ловиной генератора обеспечивается мембраной 9 за счет
усилия, создаваемого винтом 17 через траверсу 18.
Ацетилен, образующийся в газообразователе, по пере-
ливной трубке поступает в промыватель, барботируя через
слой воды, ацетилен охлаждается и промывается. Нако-
нечник 13 предотвращает унос воды в промыватель. Из про-
мывать л я ацетилен через вентиль 16 по шлангу 2 поступает
в предохранительный затвор 15 и далее — к потребителю.
При повышении давления в газообразователе пружина
11 сжимается и корзина перемещается вверх. Кроме того,
при повышении давления в газообразователе вода вытесня-
ется в леретеснитель. В результате уровень замоченного
€1
карбида кальция уменьшается, • выработка ацетилена ог-
раничивается и повышение давления прекращается. -.
..•Давление ацетилена внутри генератора контролируют
манометром <8. Ил из газообразователя и иловую воду из
промыватсля сливают через штуцера 4 и 1 (соответственно).
Предохранительный клапан 12 служит для сброса избыточ-
ного давления ацетилена.
Теплораспределительная перегородка обеспечивает вы-
равнивание температуры в газообразователе и исключает
возможность перегрева при переработке карбидной мелочи
(не более 5% от массы единовременно загружаемого карби-
да кальция).
Предохранительный затвор защищает генератор от про-
никновения в него взрывной волны при обратном ударе пла-
мени, а также от проникновения воздуха и кислорода со
стороны потребления. При подготовке генератора к работе
необходимо залить воду в предохранительный затвор 15
до уровня контрольного крана. В газообразователь и иро-
мывзтель вода заливается через горловину верхнего эллип-
тического днища до уровня контрольной пробки 3. Опустив
загруженную карбидом кальция корзину 7, необходимо
уплотнить крышку 10, после чего плавно открыть вентиль 16
и продуть ацетиленом шланги и сварочную горелку или ре-
зак в течение минуты. После полного разложения загружен-
ного карбида кальция необходимо перезарядить генератор.
После окончания работы тщательно промыть корзину.
Ацетиленовый генератор АСП-1,25-6. Этот переносной
генератор производительностью 1,25 м3/ч, рабочим давле-
нием 0,01—0,07 МПа работает по системе ВВ. Генератор
(рис. 24) представляет собой вертикальный цилиндрический
сосуд. Корпус 5 генератора состоит из трех частей: верхней
(газообразователь), средней (вытеснитель) и нижней (про-
мыватель). Воду заливают в газообразователь через гор-
ловину.
При достижении уровня переливной трубки 3 вода по
трубке переливается в промыватель, который заполняется
до уровня контрольной пробки 2. Карбид кальция загру-
жают в корзину 8. Уплотнение между крышкой 12 и горло-
виной обеспечивается мембраной 11 усилием, создаваемым
винтом 13 через траверсу 14. Ацетилен, образующийся в
газообразователе, по трубке 3 поступает в промыватель,
барботируя через слой воды, охлаждается и промывается.
Из промывателя ацетилена через вентиль предохранитель-
ного клапана 4 по шлангу 15 поступает в предохранитель-
ный затвор 7 и далее к горелке или резаку. По мере повыше-
на
ния давления в газообразователе пружина 10 сжимается, в
результате чего корзина перемещается вверх, а вода вы-
тесняется в вытеснитель. В результате уровень замочки кар-
Рис. 24. Ацетил еловый генератор ЛСП-1,25-6
бида уменьшается; выработка ацетилена ограничивается и
повышение давления прекращается. Давление ацетилена
контролируют манометром 9. Ил из газообразователя и
63
и.товую воду из промывателя сливают через штуцеры 6 и
1. Предохранительный клапан служит для сброса избыточ-
ного давления ацетилена в случае его повышения. Предох-
ранительный затвор предохраняет генератор от проникно-
вения в него взрывной волны при обратном ударе пламени,
а также от проникновения воздуха и кислорода со стороны
потребления.
Подготовка генератора к работе:
заливают водой предохранительный затвор до уровня
контрольного крана;
заливают воду в корпус генератора до уровня контроль-
ного крана;
загружают корзину карбидом кальция грануляции 25 X
80 мм не более 3,5 кг и вставляют в реторту, плотно закры-
вая крышкой.
Для предупреждения замерзания воды в водяном затворе
при работе в зимнее время генератор утепляют ватным чехлом.
Рис. 25. Ацетиленовый генератор АСВ-1,25-4
Ацетиленовый генератор АСВ-1,25. Это переносной ге-
нератор среднего давления, работающий по системе ВВ. Схе-
ма генератора представлена на рис. 25.
Генератор представляет собой вертикальный цилиндри-
ческий сосуд, состыкованный из корпуса промывателя /
и корпуса газообразователя 2. К верхней части газообразо-
64
вателя приварено сферическое днище 7 с горловиной, через
которую в корпус вставляется корзина 6, укрепленная на
крышке 12. Крышка уплотняется винтом 14 и рычагом 13.
Корпусы газообразователя и промывателя сообщаются
между собой трубкой 22. Пространство между корпусом
газообразователя и шахтой 4 образует газовую подушку.
Верхний конец трубки 22 расположен в газовом пространст-
ве газообразователя, нижний — в воде промывателя. Воду
в газообразоватсль заливают через горловину. В промыва-
тель вода переливается через трубку 22 до уровня контроль-
ного крана 29. Ил из газообразователя сливают через шту-
цер 31, а воду из промывателя — через штуцер 30.
В шахте установлена решетка 3 с отверстиями для раз-
ложения мелких кусков карбида кальция (просыпающихся
между прутками). Загрузочная корзина, изготовленная из
стальных прутков, цепляется за крышку, опускается в шах-
ту и уплотняется винтом 14 и рычагом 13.
Образующийся ацетилен по трубке 22 поступает в промы-
ватель, проходя через слой воды, охлаждается и промыва-
ется. Из промывателя ацетилен, пройдя бобышку 27, пре-
дохранительный клапан 24 по шлангу 28 попадает в предох-
ранительный затвор 32, из которого поступает в горелку
или резак. Предохранительный клапан устанавливается в
скобе 35, скоба цепляется за крючки 36. Уплотняется кла-
пан прокладкой 25 и нажимным винтом 37.
Па генераторе с помощью накидной гайки 9 установлен
манометр 11, который уплотняется прокладкой 10 и присое-
диняется к бобышке 8. Для предохранения генератора от
резкого повышения давления свыше допустимого служит
мембрана 18, устанавливаемая в бобышке 20 между' про-
кладками 19. Усилие для уплотнения создается накидной
гайкой 15 через.нажимное кольцо 17. От повреждения мемб-
рана предохраняется сеткой 16.
Для предохранения генератора от проникновения в него
взрывной волны при обратном ударе пламени служит пре-
дохранительный затвор среднего давления ЗГС-1,25. Зат-
вор 32 закрепляется на генераторе хомутиками 33.
Для подготовки генератора к работе необходимо снять
крышку и вынуть корзину из генератора. Установить ре-
шетку 3 в шахте генератора и надеть стакан 21 на трубу 22..
Прикрепить предохранительный клапан 24 к генератору,
закрыть вентиль клапана до упора. Залить воду в затвор до
уровня контрольной пробки 34 и в генератор до уровня кон-
трольной пробки 29, вывернув предварительно эти пробки.
Воду в затвор заливать через штуцер, а в генератор — через
3 № 463
65
горловину. После слива избытка воды необходимо закрыть
контрольные пробки 29 и 34. Соединить шлангом 28 предо-
хранительный клапан и затвор с помощью гайки 26 и уплот-
нительной прокладки 25. Загрузить (не более 3 кг) карбид
кальция грануляцией 25x80 мм в сухую и очищенную от
ила корзину. Закрепить загруженную корзину за крышку
12 и опустить ее в шахту, уплотнив крышку с помощью
рычага и винта. Плавно открыть вентиль клапана 24 и от-
тянуть шток 23 клапана для предупреждения прилипания
мембраны. После продува шлангов в течение минуты при-
ступают к сварке или резке.
После полного разложения карбида кальция, находяще-
гося в корзине, необходимо произвести перезарядку. После
каждой перезарядки и после каждого обратного удара не-
обходимо проверять уровень жидкости в. предохранитель-
ном затворе. При необходимости нужно пополнять его во-
дой до уровня контрольного крана, а зимой — морозоустой-
чивым раствором. В случае разрыва мембраны на генера-
торе необходимо вынуть загрузочную корзину, заменить
мембрану и снова произвести зарядку генератора.
Для переноса генератора служат ручки 5. Переносят ге-
нератор в вертикальном положении, при этом необходимо
избегать толчков, встряхивания, а вентиль клапана должен
быть закрыт.
Предохранительный клапан регулируют каждые шесть
месяцев, о проведенной регулировке ответственное лицо вно-
7. Техническая характеристика передвижных
ацетиленовых генераторов
Марка генератора	Система генера- тора	Рабочее давле- ние, МПа 1	Единовре- менная заг- рузка карби- да кальция, кг	Масса гене- ратора без поды и кар- бида кальция, кг
ГН В-1,25	ВК и ВВ	0,0025—0,008	4	42
АНВ-1,25-73		0,0015—0,0025	4	42
АСМ-1,25-3	ВВ	0.01—0,07	2,2	18
АСМ-1 -66	»	0,01—0,07	2	37
Л СВ-1.25		0,01—0,07	3	19
ГВР-1,25М	ВКиВВ	0,08—0,015	4	50
ДСП-1,25-6	ВВ	0.01—0,07	3,5	21
АМВ-1,25		0,01—0,07	3,5	21
Примечание. Производительность
размер кусков карбида 25x80 мм.
генераторов 1,25 м3/ч,
66
гиг запись в паспорт генератора. В случае отсутствия раз-
рывных мембран их можно изготовить из оловянной, алю-
миниевой или свинцовой фольги.
Для нормальной эксплуатации необходимо:
не реже одного раза в месяц промыть клапан предохра-
нительного затвора;
не реже двух раз в месяц прочищать трубку 22 и бобыш-
ку 27 \
не реже одного раза в три месяца проводить общий ос-
мотр, устранение неплотностей в соединениях, очистку и
промывку арматуры;
не реже одного раза в год производить пневматическое
испытание на плотность при закрытом вентиле клапана 24.
Техннческие характеристики передвижных ацетилено-
вых генераторов приведены в табл. 7.
Для снабжения ацетиленом стационарных газосвароч-
ных постов используют ацетиленовые генераторы большой
производительности.
Наибольшее распространение получили стационарные
ацетиленовые генераторы АСК-2, АСК-10, ГН Д-80 и др.
Стационарный ацетиленовый генератор типа АСК. Гене-
ратор АСК является генератором среднего давления не-
прерывного действия, работающим по совмещенным си-
стемам ВК и ВВ. Генератор (рис. 26) состоит из двух пооче-
редно работающих реторт /4, газосборпика 2, регулятора
подачи воды 3, предохранительного клапана /, обратного
водяного клапана 6, двух обратных клапанов /2, загру-
зочных корзин /3, предохранительного водяного затвора
21 и влагосборника 22. Обе реторты разделены перегородкой
16 на две части: вытеснитель 15 и загрузочная камера 17.
Вокруг загрузочной камеры имеются водяные рубашки 19,
охлаждаемые проточной водой.
Перед пуском генератора газосборник 2 заливают во-
дой до уровня контрольного крана 9, водяной затвор 24 —
до уровня контрольного крана 23 и включают подачу воды
в рубашки загрузочных камер. Загружают в корзины кар-
бид кальция и вставляют в реторты /4, плотно закрывая
их крышками 20. Открыв продувочный 7 и сбросной 8 вен-
тили, продувают реторту. Затем, перекрыв вентиль 25 пе-
ред затвором и сбросной вентиль 21, продувают влагосбор-
ник и водяной затвор. После продувки вентили 7, 8 и 21
закрывают.
Генератор начинает работать после открытия вентиля
подачи воды 4 на одной из реторт. Начало газообразования
проверяют открытием пробного крана на реторте. Ацетилен
3#
67
поступает по трубопроводу 11 через обратный клапан 12
в трубу /5 газосборника 2. По мере выделения ацетилена
давление в газосборнике возрастает, происходит перелива-
ние воды из загрузочной камеры в вытеснитель 15 через
Рис. 26. Стационарный ацетиленовый генератор АСК
отверстие в разделительной перегородке и.отключение воды
через регулятор, в результате процесс газообразования при-
останавливается. По мере отбора газа из газосборника дав-
ление в нем падает, вода вновь поступает из вытеснителя в
реторту и процесс выработки ацетилена возобновляется.
Клапан регулятора воды отрегулирован так, что при дав-
лении в газосборнике выше 0,024—0,026 МПа подача воды
прекращается, а начало подачи воды на реакцию происхо-
дит при давлении 0,02—0,022 МПа.
После начала газообразования в первой реторте подго-
тавливают к работе вторую реторту. Предварительно карбид
замачивается открытием вентиля подачи воды 4 второй ре-
торты до интенсивного газовыделения из пробного крана 10.
После этого оба крана перекрывают и открывают кран пере-
68
лива 5, через который после окончания разложения в пер-
вой реторте автоматически начнется подача воды для раз-
ложения карбида во второй реторте.
При работе генератора необходимо следить за тем, что-
бы давление газа в генераторе не превышало 0,07 МПа,
а давление газа в сети не было выше 0,03 МПа. Необходимо
менять воду в газообразователе, если температура ее подни-
мается до 35—40°С. Уровень воды в водяном затворе контро-
лируют не менее двух раз в смену. Доливать воду следует
при отсутствии отбора газа. Подачу воды регулируют толь-
ко в случае нарушения его работы.
Правила обслуживания передвижных ацетиленовых ге-
нераторов. При обслуживании ацетиленовых генераторов
необходимо помнить о том, что ацетилен является взрыво-
опасным газом, что он образует взрывоопасные смеси с кис-
лородом и воздухом. Поэтому газосварщик должен изучить
инструкцию по технике безопасности при работе с карби-
дом кальция и ацетиленом и инструкцию по эксплуатации
ацетиленового генератора, на котором он работает.
Перед подготовкой генератора к работе водяной затвор
заполняют водой до уровня контрольного крана. Реторты
и корзины должны быть промыты водой и высушены. Кар-
бид кальция загружают в корзины только той грануляции
и в таком количестве, которое указано в инструкции по
эксплуатации. Первые порции ацетилена, содержащие
примесь воздуха, выпускают в атмосферу, чтобы в генера-
торе не осталась взрывоопасная смесь ацетилена с воз-
духом.
При перерывах в работе в зимнее время нельзя допускать
замерзания воды в генераторах, для чего генераторы утеп-
ляют, а при длительных перерывах в работе сливают воду.
При работе нельзя оставлять возле генератора ил, его сле-
дует относить в специальные иловые ямы.
Нельзя подходить с огнем или зажженной горелкой к
генератору или к выгруженной из генератора гашеной из-
вести, так как вблизи них всегда возможно выделение аце-
тилена в окружающую среду и образование взрывчатой
ацетиленовоздушной смеси.
Работающий генератор нельзя оставлять без надзора.
После окончания сварочных работ генератор необходимо
освободить от иловых остатков и тщательно промыть.
Профилактические осмотры генераторов проводят каж-
дые три месяца, при этом разбирается и проверяется водя-
ной затвор, газоподводящая и, отводящая трубки. Разби-
рать, очищать и ремонтировать генератор можно только под
69
открытым небом. Ежегодный осмотр генераторов произво-
дит администрация предприятия, о чем составляется соот-
ветствующий документ.
На каждый переносной ацетиленовый генератор должен
быть составлен паспорт и инструкция по эксплуатации.
Инструкция утверждается главным инженером пред-
приятия.
Переносные ацетиленовые генераторы используют пре-
имущественно на открытом воздухе. Не допускается уста-
новка переносных ацетиленовых генераторов в наклонном
положении и на одной тележке с кислородным баллоном.
Помещение, в котором был установлен действующий пе-
реносной генератор, по окончании работы должно быть тща-
тельно проветрено.
§ 21.	ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ЗАТВОРЫ
И ХИМИЧЕСКИЕ ОЧИСТИТЕЛИ
Предохранительные затворы — это устройства, предох-
раняющие ацетиленовые генераторы и газопроводы от по-
падания в них взрывной волны при обратных ударах пла-
мени из сварочной горелки или резака.
Обратным ударом называется воспламенение
горючей смеси в каналах горелки или резака и распростра-
нение пламени навстречу потоку горючей смеси. Обратный
удар характеризуется резким хлопком и гашением пламени.
Горящая смесь газов устремляется по ацетиленовому ка-
налу горелки или резака в шланг, а при отсутствии предох-
ранительного затвора — в ацетиленовый генератор, что
может -привести к взрыву ацетиленового генератора и вы-
звать серьезные разрушения и травмы.
Ацетиленокислородная смесь сгорает с определенной ско-
ростью. Горючая смесь вытекает из отверстия мундштука
горелки или резака также с определенной скоростью, ко-
торая всегда должна быть больше скорости сгорания. Если
скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости
се сгорания, то пламя проникает в канал мундштука и вос-
пламенит смесь в каналах горелки или резака, произойдет
хлопок и возникнет обратный удар пламени. Обратный
удар может произойти от перегрева и засорения канала
мундштука горелки.
Предохранительные затворы бывают жидк остные
и сухие. Жидкостные предохранительные затворы обыч-
но заливают водой, сухие — заполняют мелкопористой
металлокерамической массой.
70
Предохранительные затворы устанавливают между аце-
тиленовым генератором или ацетилено проводом и горелкой
или резаком. Если сварку или резку ведут от ацетиленово-
го баллона, предохранительный затвор не ставят, потому
что ацетилен из баллона в горелку или резак поступает с
повышенным давлением, а установленный * на баллоне ре-
дуктор и заполняющая баллон пористая масса надежно за-
щищают баллон от пламени обратного удара.
Затворы делятся:
по пропускной способности — 0,8; 1,25; 2,0; 3,2 м3/ч;
по предельному давлению — низкого, в которых пре-
дельное давление ацетилена не превышает 0,0ГМПа;
среднего давления — 0,07 МПа; высокого давления —
0,15 МПа.
Предохранительные водяные затворы подразделяют на
центральные, устанавливаемые на магистрали ста-
ционарных ацетиленовых генераторов, и постовые,
устанавливаемые на ответвлениях трубопровода у каждого
сварочного поста или у однопостовых ацетиленовых гене-
раторов.
Конструкция предохранительных затворов должна от-
вечать следующим основным требованиям:
обеспечивать наименьшее сопротивление потоку газа;
задерживать прохождение ацетиленокислородного пла-
мени с удалением взрывчатой смеси в атмосферу;
обеспечивать минимальный вынос воды с проходящим че-
рез затвор газом;
обеспечивать необходимую прочность при гидравличе-
ском испытании на давление, равное 6 МПа;
не допускать возможного прохождения кислорода и
воздуха через затвор со стороны потребителя;
каждый затвор должен иметь устройство для контроля
за уровнем воды в нем;
все части затвора должны быть доступны для очистки,
промывки и ремонта.
На корпусе каждого затвора должны быть нанесены его
паспортные данные. Окрашивают водяные предохранитель-
ные затворы в белый цвет.
Схема работы водяного предохранительного затвора по-
казана на рис. 27. Затвор состоит из цилиндрического
корпуса 1 и двух трубок — газоподводящей 4 и предохра-
нительной 5. Предохранительная трубка делается несколь-
ко короче газоподводящей и снабжается сверху воронкой
6 с отбойником 7. На корпусе затвора находится газовыпуск-'
ной кран 3 и контрольный кран 2, а на газоподводящей труб-
71
ке — кран 5. При нормальной работе водяного предохрани-
тельного затвора (рис. 27, а) ацетилен проходит через газо-
подводящую трубку 4 (проходя через воду) и через газовы-
пускной кран 3 поступает в шланг н далее в горелку или
а)	б)
ВзрыВчипаЯ
Рио. 27. Схема работы водяного пре-
дохранителыюго затвора:
а — заполнение затвора водой, б — пори
мэльная работа затвора, в — момент обрат-
ного удара пламени, г — поднос воздуха
при недостатке ацетилена .
1
Рис. 28. Жидкостный
предохрани тел ьны й
затвор
резак. При обратном ударе пламени (рис. 27, б) давление в
затворе возрастает, часть воды вытесняется, при этом ниж-
ний конец короткой предохранительной трубки 8 оказывает-
ся на уровне воды. В этот момент вода из предохранитель-
72
ной трубки 8 выбрасывается наружу. Когда горящая аце-
тиленокислородная смесь оказывается на уровне нижнего
конца предохранительной трубки 5, она также выбрасывает-
ся наружу и не может пройти в трубку 4 и в ацетиленовый
генератор, так как эта трубка длиннее трубки 3, заполнена
водой, а ее конец находится ниже уровня воды в затворе.
Жидкостный загвор низкого давления. Конструкция
жидкостного затвора низкого давления показана на
рис. 28. Затвор представляет собой цилиндрический корпус
10 с приваренной к нему бортшайбой 5. В затворе размеща-
ется газоподводящая труба 8 с приваренным в ее нижней
части дном и установленным наверху запорным вентилем 1.
На газоподводящую трубу надевается предохранительная
труба 9 с закрепленным на ее верхней части водоприемником
3. Необходимую герметичность создают гайкой 2, которая
при навертывании нажимает на торец трубы 9, зажимая про-
кладку 6 между бортшайбой 5 и диском 4 водоприемника.
Гайка тянет трубу 8 вверх, сжимая прокладку 13 между
дном 14 и бортшайбой 12. К предохранительной трубе 9
приварена решетчатая шайба 11, на которую насыпают ке-
рамические кольца. Шайба 16 служит для лучшего распре-
деления потока газа в воде. Газ подается в затвор по нип-
пелю 18 и выходит через ниппель 7. Затвор заполняют водой
до уровня верхней кромки трубы 17. Сливается вода через
трубу 8 при вывернутой заглушке 15.
Предохранительный водяной затвор среднего давления
ЗСП-8-75. Конструкция затвора производительностью 1,25
и 3,2 м3/ч представлена на рис. 29. Принцип действия этих
затворов одинаков, а различное конструктивное исполнение
диктуется различной их пропускной способностью. Затвор
состоит из корпуса 4, в дно которого ввернут обратный кла-
пан, состоящий из штуцера 3, шарикового клапана 7 и
колпачка 6, который ограничиваем подъем клапана. В верх-
ней части корпуса приварен рассекатель 2, выше рассека-
теля размещен выходной ниппель 1. Для контроля уровня
воды имеется контрольный кран 3, а для слива воды из зат-
вора с нижней части корпуса — пробка 5. Газоподводящая
труба 11с вентилем 12 на входе ввертывается в тройник 10
с пробкой 9, который соединяется со штуцером 8. Перед
тройником в газоподводящей трубке расположен сетчатый
фильтр, который задерживает карбидный ил или другие
твердые частицы, чтобы они не попадали под клапан и не
нарушали его герметичность.
При работе ацетилен поступает по газоподводящей труб-
ке,-поднимает шариковый клапан, проходит через слой воды
73
и выходит, огибая рассекатель, через верхний штуцер к
потребителю.
В случае обратного удара клапан давлением воды при-
жимается к седлу и препятствует проникновению пламени
Рис. 29. Схема водя го предохранительного затвора
ЗСП-8-75 пропускной способностью 3,2 и 1,25 м3/ч
в газоподводящую трубку, т. е. к генератору или в сеть. Зат-
вор заливают водой через верхний штуцер, вывернув пред-
варительно выходной ниппель. Рабочее давление ацетиле-
на в затворах не должно превышать 0,07 МПа.
Водяной предохранительный затвор ЗСГ-1,25. Этот зат-
вор (рис. 30) относится к затворам среднего давления; пре-
дельно допустимое давление 0,15 МПа, пропускная способ-
ность 1,25 м3/ч, масса 2,5 кг.
Затвор состоит из цилиндрического корпуса 1 с верхним
и нижним сферическими днищами. В нижнее днище ввернут
74
Рис. 30. Предохра-
нительный затвор
ЗСГ-1,25-4
обратный клапан, состоящий из корпуса 4, гуммированного
клапана 3 и колпачка 2, ограничивающего подъем гумми-
рованного клапана (гуммирование — покрытие резиной
или эбонитом рабочей поверхности металлических деталей
для предохранения от коррозии и дей-
ствия агрессивных сред). Обратный кла-
пан имеет отверстие для слива воды, за-
крытое пробкой 6, и ниппель 7 для
ввода ацетилена в затвор.
Сетка 5 предназначена для задержа-
ния частиц карбидного ила, окалины и
других твердых частиц. В верхней части
затвора расположен пламяпреградитель
10 и штуцер 11, а в нижней части —
рассекатель 14. Пробка 8 предназначе-
на для слива воды. Вода в затвор залива-
ется до уровня контрольной пробки 9 при
вывернутой накидной гайке 12 и сня-
том ниппеле 13.
Ацетилен поступает в затвор по газо-
подводящей трубке, приподняв гуммиро-
ванный клапан, проходит через слой
воды, затем выходит через ниппель 13 в
шланги горелки или резака. При обрат-
ном ударе ацетиленокислородного пла-
мени клапан прижимается давлением
воды к седлу и препятствует проникно-
вению ацетилена из генератора в зат-
вор, а пламя гасится столбом воды.
Затвор сухого типа ЗСЗ-1. Преиму-
ществом сухих предохранительных за-
творов является возможность их эксплуа-
тации при любой температуре окружающей среды. Затвор
ЗСЗ-1 (рис. 31) состоит из корпуса 1 и крышки 2, которые
крепятся между собой шпильками 22. Между крышкой
и корпусом установлены отбойник 3, пламягасящий элемент
27, мембрана 15 и клапан 6. Затвор приводится в рабочее
состояние вводом штока 13, Газ по ниппелю 18 поступает в
затвор, своим давлением отжимает мембрану 15 от штока 4
и через выходной ниппель поступает в горелку или резак.
При обратном ударе ударная волна пламени гасится на
отбойнике 3, а пламя — в пламягасящем элементе 17. Мем-
брана 15 прижимается давлением пламени к штоку 4 и за-
крывает доступ горючего газа в корпус затвора. Под дав-
лением горючего газа мембрана 15 давит на шток 4, который
75
перемещается вниз, в результате чего под действием пружи-
ны 5 клапан 6 закрывает входное отверстие для доступагаза
в затвор. Пропускная способность затвора при температу-
ре 20с'С и давлении 0,1 МПа 5 м3/ч, рабочее давление по-
ступающего газа 0,15 МПа.
Аналогично устроен и работает сухой предохранительный
затвор среднего давления ЗСМ-1. Номинальная пропускная
Рис. 31. Схема су-хого предохра-
нительного затвора ЗСЗ-1:
/ — корпус, 2 — крышка, 3 — отбойник,
4 — шток, 5, 7 — пружины, 6 — кла-
пан, 8, 22 —шпильки, 9, 14, 23, 24 —
кольца, 10, 11 — прокладки, 12 — уп-
лотнитель. 13 — шток, 15 — мембрана,
16 — втулка фиксатора, 17, 21 — шай-
бы, 18 — ниппель, 19 — винт. 20, 26 —
гайки, 25 — шарик, 27 — пламягася-
щнй элемент, 28 - пломба, 29 — про-
волока
Рис. 32. Схема сухого
предохранительного за-
твора ЗСА-1
способность затвора при температуре 20°С и давлении
0,1 МПа 3,2 м3/ч, рабочее давление ацетилена 0,15 МПа.
Предохранительный затвор сухого типа ЗСА-1 предназна-
чен для защиты Tpj бопроводов ацетилена от обратных уда-
ров пламени и проникновения в них кислорода со стороны
потребления. Устанавливается на постах газопламенной
обработки, пропускная способность 5 м8/ч, рабочее дав-
ление поступающего ацетилена 0,15 МПа, масса 2,04 кг.
Затвор ЗСА-1 (рис. 32) состоит из внутреннего корпуса 2,
в нижней части которого расположен штуцер 1 ввода газа
и шток 75. В корпусе установлена втулка 7, внутри располо-
жен подвижной шток 7/ с седлом 10 обратного клапана и
пружиной 13, Снаружи втулки установлен отсечной кла-
пан 14 и пружина 12. На седле расположена мембрана 8,
зажатая по периметру кольцом и гайкой. В отверстиях втул-
76
ки установлены фиксирующие шарики 5. Гайки 3 и 6 обра-
зуют наружный корпус затвора, в котором установлены пла-
мегасящий элемент 4 и пламеотбойник 9.
Принцип действия затвора следующий. В рабочем поло-
жении отсечной клапан зафиксирован шариками в открытом
состоянии; газ поступает в затвор через нижний штуцер,
поднимает мембрану обратного клапана и, пройдя через
поры пламегасящего элемента, поступает на потребление
давления после затвора. При поступлении кислорода в ли-
нию горячего газа мембрана обратного клапана прижима-
ется к седлу, предотвращая перетекание газа. При возник-
новении обратного удара ударная волна на входе в затвор
разрушается пламеотбойником и пламя гасится в порах пла-
мегасящего элемента. Под давлением повышенного давле-
ния обратный клапан закрывается. При этом седло обрат-
ного клапана со штоком смещается вниз до тех пор, пока
фиксирующие шарики не попадут в проточку па штоке, в
результате чего под действием силы пружины отсечной кла-
пан закрывается. Затвор приводится в рабочее положение
при подъеме отсечного клапана вверх до. его фиксации с
помощью штока.
Химические очистители. Ацетилен, получаемый в аце-
тиленовых генераторах, содержит твердые частицы изве-
сти, пары воды и различные химические соединения аммиа-
ка, сероводорода, фосфористого и кремнистого водорода.
Твердые частицы удаляют при промывке ацетилена водой.
Для очистки от влаги применяют осушители и влагоотдели-
тели, для Очистки от фосфористого водорода и сероводоро-
да — химические очистители.
В химических очистителях в качестве очистительной
массы используют геротоль, представляющий-собой инфу-
зорную землю, пропитанную хромовым ангидридом, серной
кислотой и водой. Одним килограммом геротоля можно
очистить 25 м3 ацетилена.
Химический очиститель представляет собой цилиндри-
ческий сосуд с несколькими горизонтальными сетками,
на которые укладывают марлю, слой геротоля и затем снова
марлю. При прохождении ацетилена через слой геротоля
фосфористый водород и сероводород вступают во взаимодей-
ствие с массой геротоля и остаются в ней. При этом ярко-
желтая масса приобретает темно-зеленый цвет, что служит
признаком ее замены.
§ 22.	БАЛЛОНЫ ДЛЯ СЖАТЫХ ГАЗОВ
Для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и
растворенных газов, находящихся под давлением, применя-
ют стальные баллоны. Баллоны имеют различную вмести-
мость — от 0,4 до 55 дм:*.
Баллоны представляют собой стальные цилиндрические
сосуды, в горловине которых имеется конусное отверстие с
резьбой, куда ввертывается запорный вентиль. Для каждого
газа разработаны свои конструкции вентилей, что исключает
установку кислородных вентилей на ацетиленовый баллон
и наоборот. На горловину плотно насаживают кольцо с
наружной резьбой для навертывания предохранительного
колпака, который служит для предохранения вентиля бал-
лонов от возможных ударов при транспортировке.
Баллоны для сжатых, сжиженных и растворенных га-
зов изготовляют из бесшовных труб углеродистой и легиро-
ванной стали. Для сжиженных газов при рабочем давлении
не свыше 3 МПа допускается применение сварных баллонов.
Требования к баллонам регламентируют правила Гостех-
надзора СССР.
В зависимости от рода газа, находящегося в баллоне,
баллоны окрашивают снаружи в условные цвета, а также
соответствующей каждому газу краской наносят наимено-
вание газа. Например, кислородные баллоны окрашивают в
голубой цвет, а надпись делают черной краской, ацетилено-
вый — в белый и красной краской, водородные — в темно-
зеленый и красной краской, пропан — в красный и белой
краской. Часть верхней сферической части баллона не ок-
рашивают и выбивают на ней паспортные данные баллона:
тип и заводской номер баллона, товарный знак завода-
изготовителя, масса порожнего баллона, вместимость, ра-
бочее и испытательное давление, дата изготовления, клеймо
ОТ К и клеймо инспекции Госгортехнадзора, дата следую-
щего испытания. Баллоны периодически через каждые пять
- лет подвергают осмотру и испытанию.
Основные типы баллонов, применяемых для хранения и
транспортировки кислорода, азота, водорода и других га-
зов, приведены в табл. 8.
Кислородные баллоны. Для газовой сварки и резки
кислород доставляют в стальных кислородных баллонах
тина 150 и 150 Л. Кислородный баллон (рис. 33, а) пред-
ставляет собой стальной цельнотянутый цилиндрический
сосуд 3, имеющий выпуклое днище /, на которое напрессо-
вывается башмак 2; вверху баллон заканчивается горлови-
78
8. Типы баллонов для сжиженных газов
Тип баллона	Давление, МПа			Предел проч- ности, МН/м*	Относи 1 ель- ное удлине- ние, %
	условное	гидравлнчс- скос	пневма- тическое		
100	10	15,0	10	650	15
150	15	22.5	15	650	15
200	20	30,0	20	650	15
150Л	15	22,5	15	900	10
200Л	20	30,0	20	900	10 10
ной 4. В горловине имеется конусное отверстие, куда ввер-
тывается запорный вентиль 5. На горловину для защиты вен-
тиля навертывается предохранительный колпак 6
Наибольшее распространение при газовой сварке и рез-
ке получили баллоны вместимостью 40 дм3. Эти баллоны
имеют размеры: наружный
диаметр — 219 мм, толщина
стенки — 7 мм, высота —
1390 мм. Масса баллона без
газа 67 кг. Они рассчитаны на
рабочее давление 15 МПа, а
испытательное — 22,5 МПа.
Чтобы определить количе-
ство кислорода, находящего-
ся в баллоне, нужно вмести-
мость баллона (дм3) умножить
на давление (МПа). Напри-
мер, если вместимость бал-
лона 40 дм3 (0,04 м3), давле-
нием 15 МПа, то количество
кислорода в баллоне равно
0,04X15=6 м3.
Рис. 33. Баллоны:
G — кислородный, б — ацетиленовый
На сварочном посту кисло-
родный баллон устанавливают
в вертикальном положении и
закрепляют цепью илй хому-
том. Для подготовки кислородного баллона к работе отвер-
тывают колпак и заглушку штуцера, осматривают вентиль,
чтобы установить, нет ли на нем жира или масла, осторожно
открывают вентиль баллона и продувают его штуцер, после
чего перекрывают вентиль, осматривают накидную гайку
редуктора, присоединяют редуктор к вентилю баллона, ус-
। танавливают рабочее -давление кислорода регулировочным
79
винтом редуктора. При окончании отбора газа из баллона
необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было
не меньше 0,05—0,1 МПа.
При обращении с кислородными баллонами необходимо
строго соблюдать правила эксплуатации и техники безо-
пасности, что обусловлено высокой химической активностью
кислорода и высоким давлением. При транспортировке
баллонов к месту сварки необходимо твердо помнить, что
запрещается^ перевозить кислородные баллоны вместе с
баллонами горючих газов. При замерзании вентиля кисло-
родного баллона отогревать его надо ветошью, смоченной в
горячей воде.
Причинами взрыва кислородных баллонов могут быть
попадания на вентиль жира или масла, падения или удары
баллонов, появление искры при слишком большом отборе
газа (электризуется горловина баллона) нагрев баллона
каким-либо источником тепла, в результате чего давление
газа в баллоне станет выше допустимого.
Ацетиленовые баллоны. Питание постов газовой сварки
и резки ацетиленом от ацетиленовых генераторов связано с
рядом неудобств, поэтому в настоящее время большое рас-
пространение получило питание постов непосредственно от
ацетиленовых баллонов. Они имеют те же размеры, что и кис-
лородный (рис. 33, б). Ацетиленовый баллон заполняют по-
ристой массой из активированного древесного угля (290—
320 г на 1 дм3 вместимости баллона) или смесь угля, пемзы
и инфузорной земли. Массу в баллоне пропитывают аце-
тоном (225—300 г на 1 дм3 вместимости баллона), в котором
хорошо растворяется ацетилен. Ацетилен, растворяясь в
ацетоне и находясь в порах пористой массы, становится
взрывобезопасным и его можно хранить в баллоне под дав-
лением 2,5—3 МПа, Пористая масса должна иметь макси-
мальную пористость, вести себя инертно по отношению к
металлу баллона, ацетилену и ацетону, не давать осадка в
процессе эксплуатации. В настоящее время в качестве по-
ристой массы применяют активированный древесный дроб-
леный уголь (ГОСТ 6217—74) с размером зерен от 1 до 3,5 мм.
Ацетон (химическая формула СН3СОСНа) является од-
ним из лучших растворителей ацетилена, он пропитывает
пористую массу и при наполнении баллонов ацетиленом
растворяет его. Ацетилен, доставляемый потребителям в
баллонах, называется растворенным ацетиленом.
Максимальное давление ацетилена в баллоне составляет
3 МПа/Давление ацетилена в полностью наполненном бал-
лоне изменяется при изменении температуры;
80
Температура, °C . t , .—5 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Давление, МПа .... .1,34 1,4 1,5 1,65 1,8 1,9 2,15 2,35 2,6 3,0
Давление наполненных баллонов не должно превышать
при 20°С 1,9 МПа.
При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется
из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг
в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой мас-
сы и растворяет новые порции ацетилена при последующих
наполнениях баллона газом. Для уменьшения потерь аце-
тона во время работы необходимо ацетиленовые баллоны
держать в вертикальном положении. При нормальном ат-
мосферном давлении и 20сС в 1 кг (л) ацетона растворяется
28 кг (л) ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне уве-
личивается примерно прямо пропорционально с увеличе-
нием давления и уменьшается с понижением температуры.
Для полного использования емкости баллона порожние
ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизон-
тальном положении, так как это способствует равномерному
распределению ацетона по всему объему, и с плотно закры-
тыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уно-
сит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает количество
ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для
уменьшения потерь ацетона из баллона ацетилен необходи-
мо отбирать со скоростью не более 1700 дм3/ч.
Для определения количества ацетилена баллон взвешива-
ют до и после наполнения газом и по разнице определяют
количество находящегося в баллоне ацетилена в кг.
Пример. Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего — 83 кг,
следовательно, количество ацетилена в баллоне равно: по массе —
89—83—6 кг, по объему — 6:1,09—5,5 м3 (1,09 кг/м3 — плотность
ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20°С).
Масса пустого ацетиленового баллона складывается из
массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отбо-
ре ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30—
40 г ацетона на 1 м3 ацетилена. При отборе ацетилена из
баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне ос-
таточное давление было не менее 0,05—0,1 МПа.
Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиле-
новых генераторов дает ряд преимуществ: компактность и
простота обслуживания сварочной установки, безопасность
и улучшение условий работы, повышение производительно-
сти труда газосварщиков. Кроме того, растворенный аце-
тилен содержит меньшее количество посторонних примесей,
чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.
4—4.3
81
Рис. 34. Баллон для
препаи-бушна
Причинами взрыва ацегилеиовых баллонов могут быть рез-
кие толчки и удары, сильный нагрев (свыше 40сС).
Баллоны для пропан-бутана. Баллоны изготовляют со-
гласно ГОСТ 15860—84 сварными из листовой углеродистой
стали (рис. 34). Основное применение
нашли баллоны вместимостью 40 и
50 дм3. Они окрашиваются в красный
цвет с белой надписью «пропан».
Баллон представляет собой ци-
линдрический сосуд /, к верхней
части которого приваривается горло-
вина 5, а к нижней—днище 2 и баш-
мак 3. В горловину ввертывается
латунный вентиль 6. На корпус бал-
лона напрессовываются подкладные
кольца 4, Для защиты вентиля бал-
лона служит колпак 7.
Баллоны рассчитаны на максималь-
ное давление 1,6 МПа. Из-за большо-
го коэффициента объемного расшире-
ния баллоны для сжиженных газов
заполняют на 85—90% от общего
обьема. Норма заполнения баллонов
для пропана — 0,425 кг сжиженного
газа на 1 дм3 вместимости баллона.
В баллон вместимостью 55 дм3 наливается 24 кг жидкого
пропан-бутана. Максимальный отбор газа не должен пре-
вышать 1,25 ма/ч.
Храпение и транспортировка баллонов. Транспортиров-
ка баллонов разрешается только на рессорных транспорт-
ных средствах, а также на специальных ручных тележках
или носилках. При бескоптейнерной транспортировке бал-
лонов должны соблюдаться следующие требования:
на всех баллонах должны быть до отказа навернуты пре-
дохранительные колпаки;
кислородные баллоны должны укладываться в деревян-
ные гнезда (разрешается применять металлические подклад-
ки с гнездами, оклеенными резиной или другими мягкими
материалами);
кислородные баллоны должны укладываться только по-
перек кузова машины так, чтобы предохранительные кол-
паки были в одной стороне; укладывать баллоны допускает-
ся в пределах высоты бортов;
баллоны должны грузить рабочие, прошедшие специаль-
ный инструктаж.
82
Перевозка в вертикальном положении кислородных и
ацетиленовых баллонов допускается только в специальных
контейнерах. Совместная транспортировка кислородных
и ацетиленовых баллонов на всех видах транспорта запре-
щается, за исключением транспортировки двух баллонов
на специальной тележке к рабочему месту. В летнее вре-
мя баллоны должны быть защищены от солнечных лучей
брезентом или другими покрытиями. Баллоны в пределах
рабочего места разрешается перемещать кантовкой в нак-
лонном положении. На рабочих местах баллоны должны
быть прочно закреплены в вертикальном положении.
§ 23.	ЗАПОРНЫЕ ВЕНТИЛИ ДЛЯ БАЛЛОНОВ С ГАЗАМИ
Вентиль — это запорное устройство, служащее для на-
полнения баллонов газов, подачи газа в горелку или ре-
зак и позволяющее сохранять в баллоне сжатые и сжижен-
ные газы.
Вентили разделяют на баллонные и рамповые. Принцип
работы баллонных вентилей одинаков, однако они различа-
ются между собой материален, из которого они изготовлены,
Рис. 35. Вентили:
а — кислородный, б — ацетиленовый, k в — пропан-бутановый
присоединительной резьбой и способом уплотнения. Вен-
тили разделяют также по роду газа.
Кислородные вентили изготовляют из ла-
туни, так как латунь в отличие от стали нс горит в среде
4*
83
сжатого кислорода. Маховики и заглушки можно изготов-
лять из стали, алюминиевых сплавов и пластмасс.
Устройство кислородного вентиля показано на рис. 35, а.
Вентиль состоит из корпуса 9 со штуцером, К штуцеру, име-
ющему правую резьбу, присоединяется накидной гайкой
кислородный редуктор. В корпусе находится клапан 11
с уплотнителем 12. На верхнюю часть корпуса навертыва-
ется накидная гайка 6, плотно прижимающая фибровую про-
кладку 7. На выступающую часть шпинделя 5 надевается
маховичок 3, который закрепляется с помощью пружины 2
и маховиковой гайки 1 и уплотняется фибровой проклад-
кой 4. Вентиль снабжается заглушкой 10. Для того чтобы
открыть клапан для выхода кислорода из баллона, необхо-
димо повернуть маховичок 3. Открывается вентиль пово-
ротом маховичка против часовой стрелки, а закрывается вра-
щением по часовой стрелке. Вращение от шпинделя 5 к
клапану передается соединительной муфтой 8. Вентиль име-
ет сальниковое уплотнение в виде фибровой прокладки 7.
Для уменьшения трения буртика шпинделя фибровую про-
кладку ставят после пропитки ее парафином в течение 40 мин
при температуре 70°С.
При работе все детали кислородного вентиля должны
быть тщательно обезжирены, так как загрязнение их жи-
рами и маслами недопустимо.
Ацетиленовые вентили изготовляют из ста-
ли, применение сплавов меди с содержанием ее более 70%
недопустимо, так как при контакте с ацетиленом возникает
взрывоопасная ацетиленовая медь.
Вентиль ацетиленового баллона (рис 35, б) состоит из
корпуса 10, редуктор к ацетиленовому баллону присоеди-
няется хомутом, снабженным специальным нажимным вин-
том. Для вращения шпинделя 5 применяют торцовый ключ,
надеваемый па выступающий квадратик хвостового шпин-
деля. Нижняя часть шпинделя имеет уплотнитель 6 из эбо-
нита, который является клапаном. В качестве сальника при-
меняют кожаные прокладки 3, прижимаемые сальниковой
гайкой / и шайбой 2 к сальниковому кольцу 4. В резьбовой
хвостик вентиля вставляется прокладка из войлока 9, ко-
торая выполняет роль фильтра. Войлочный фильтр 9 и
сетка 7 крепятся стальным кольцом 8. На боковой грани
корпуса вентиля имеется кольцевая выточка, в которую
вставляется прокладка штуцера 11, изготовляемая из кожи
или другого эластичного материала. К этой прокладке при-
жимается входной штуцер ацетиленового редуктора.
Ацетиленовый вентиль имеет отличную от других типов
84
вентилей резьбу, что исключает возможность установки его
на другие баллоны.
Вентиль для пропан-бутанового
баллона (рис. 35, в) состоит из стального корпуса /,
внутри которого имеется резиновый чулок-ниппель 3. Нип-
пель надевают на шпиндель 2 и клапан 4 и зажимают саль-
никовой гайкой 5.
§ 24.	РЕДУКТОРЫ ДЛЯ СЖАТЫХ ГАЗОВ
При газовой сварке и резке металлов рабочее давление
газов должно быть меньше, чем давление в баллоне или га-
зопроводе. Для понижения давления газа применяют ре-
дукторы. Редуктором называется прибор, служащий для
понижения давления газа, отбираемого из баллона до ра-
бочего и для автоматического поддержания этого давления
постоянным, независимо от изменения давления газа в бал-
лоне или газопроводе.
Согласно ГОСТ 6268—78, редукторы для газопламен-
ной обработки классифицируются:
по принципу действия — на редукторы прямого и об-
ратного действия;
по назначению и месту установки — баллонный (Б),
рамповый (Р), сетевой (С), центральный (Ц), универсальный
высокого давления (У);
по схемам редуцирования — одноступенчатый с механи-
ческой установкой давления (О), двухступенчатый с механи-
ческой установкой давления (Д), одноступенчатый с пнев-
матической установкой давления (У);
по роду редуцируемого газа — ацетиленовый (А), кис-
лородный (К), пропан-бутановый (П), метановый (М).
Редукторы отличаются друг от друга цветом окраски
корпуса и присоединительными устройствами для крепле-
ния их к баллону. Редукторы, за исключением ацетилено-
вых, присоединяют накидными гайками, резьба которых
соответствует резьбе штуцера вентиля. Ацетиленовые ре-
дукторы крепят к баллонам хомутом с упорным винтом.
Принцип действия редуктора определяется его характе-
ристикой. У редуктора прямого действия — падающая ха-
рактеристика, т. е. рабочее давление по мере расхода газа
из баллона несколько снижается, у редукторов обратного
действия — возрастающая характеристика, т. е. с уменьше-
нием давления газа в баллоне рабочее давление повышается.
Редукторы различаются по конструкции, принцип дей-
ствия и основные детали одинаковы для каждого редукто-
85
ра. Более удобны в эксплуатации редукторы обратного
действия.
Редуктор обратного действия
(рис. 36, о) работает следующим образом. Сжатый газ из
баллона поступает в камеру высокого давления 8 и препятст-
вует открыванию клапана 9. Для подачи газа в горелку или
10
П
1Z
Рис. 36. Схемы редукгорев:
а — обратпсго действия, б — прямого действия
Вход газа
6

ЯШ
1
^газа
/J
резак необходимо вращать по часовой стрелке регулирую-
щий винт 2, который ввертывается в крышку /. Винт сжи-
мает нажимную пружину <3, которая, в свою очередь, выги-
бает гибкую резиновую мембрану 4 вверх. При этом переда-
точный диск со штоком сжимает обратную пружину 7, под-
нимая клапан Р, который открывает отверстие для прохода
газа в камеру низкого давления 13. Открыванию клапана
препятствует не только давление газа в камере высокого
давления, но и пружина 7, более слабая, чем пружина 3.
Автоматическое поддержание рабочего давления на за-
данном уровне происходит следующим образом. Если от-
бор газа в горелку или резак уменьшится, то давление в ка-
мере низкого давления повысится, нажимная пружина 3
сожмется и мембрана 4 выпрямится, а передаточный диск 5
опустится, редуцирующий клапан 9 под действием пружины
7 прикроет седло клапана 10, уменьшив подачу газа в ка-
меру низкого давления.
86
При увеличении отбора газа процесс будет автоматически
повторяться. Давление в камере высокого давления 8 изме-
ряется манометром 6, а в камере низкого давления 13 —
манометром 11. Если давление в рабочей камере повысится
сверх нормы, то с помощью предохранительного клапана 12
произойдет сброс газа в атмосферу.
Помимо однокамерных редукторов применяют двухка-
мерные, в которых давление газа понижается постепенно в
двух камерах редуцирования, расположенных последова-
тельно одна за другой. Двухкамерные редукторы обеспечи-
вают более постоянное рабочее давление и менее склонны к
замерзанию, однако они сложнее по конструкции, поэтому
двухкамерные редукторы используют тогда, когда необхо-
димо поддерживать рабочее давление с повышенной точно-
стью.
В редукторах прямого действия
(рис. 36, б) газ через штуцер 3, попадая в камеру высокого
давления 6 и действуя на клапан 7, стремится открыть его
(а в редукторах обратного действия —закрыть его). Реду-
цирующий клапан 7 прижимается к седлу запорной пружи-
ной 5 и преграждает доступ газа высокого давления. Мемб-
рана 1 стремится отвести редуцирующий клапан 7 от седла
и открыть доступ газа высокого давления в камеру низкого
(рабочего) давления 10. В свою очередь, мембрана 1 находит-
ся под действием двух взаимно противоположных сил. С на-
ружной стороны па мембрану 1 через нажимной винт 12
действует пружина 11, которая стремится открыть редуци-
рующий клапан 7, а с внутренней стороны камеры редук-
тора на мембрану давит редуцированный газ низкого дав-
ления, противодействующий нажимной пружине 11. При
уменьшении давления в рабочей камере нажимная пружина
11 распрямляется и клапан уходит от седла, при этом про-
исходит увеличение притока газа в редуктор. При возраста-
нии давления в рабочей камере 10 нажимная пружина 11
сжимается, клапан подходит ближе к седлу и поступление
газа в редуктор уменьшается.
Рабочее давление определяется натяжением нажимной
пружины 11, которое изменяется регулировочным винтом
12. При вывертывании регулировочного винта 12 и ослаб-
лении нажимной пружины 11 снижается рабочее давление,
и, наоборот, при ввертывании регулировочного винта сжи-
мается нажимная пружина 11 и происходит повышение ра-
бочего давления газа. Для контроля за давлением на каме-
ре высокого давления установлен манометр 4, а па рабочей
камере — манометр 9 и предохранительный клапан 8.
8?
В практике наибольшее распространение получили ре-
дукторы обратного действия как более удобные и безопас-
ные в эксплуатации.
Основные типы редукторов приведены в табл. 9.
9. Основные типы редукторов
Наименование 1аза	Сетевые	Баллонные	Баллонные двухступен- чатые	Рамповые
Кислород	ксо-ю	ДКП-2-78	ДКД-9	ДКР-250
			ДКД-15	ДКР-500
Ацетилен	А СО-10 ДАС-20	ДАП-2	ДАР-2	—-
Во цо род		ДВП-2	—-	—
Метан	ДМС-2	11 "	1		1
П рои ан-бу тан	ДПС-15	ДПП-2	ДПР-2	— --
Кислородные редукторы. Кислородные редукторы, при-
меняемые при газовой сварке и резке металлов, окрашивают
в голубой цвет и крепят к вентилям баллонов накидными
гайками.
На рис. 37, а представлена схема баллонного одноступен-
чатого редуктора ДКП-2-78 (ГОСТ 6268—78). Наибольшее
допустимое давление газа на входе в редуктор 20 /МПа, наи-
меньшее — 3 МПа, наибольшее рабочее давление 1,5 А1Па,
наименьшее — 0,1 МПа. При наибольшем рабочем давле-
нии расход газа составляет 60 м3/ч, при наименьшем —
7,5 м3/ч. Масса редуктора 2,25 кг.
Редуктор присоединяют к баллону накидной гайкой 4.
Отбор газа идет через ниппель, присоединяемый к редукто-
ру гайкой с резьбой Ml6X1,5. Газ, пройдя через фильтр,
попадает в камеру высокого дав пения. Понижение давле-
ния кислорода происходит при одноступенчатом расшире-
нии газа при прохождении его через зазор между седлом 2
и клапаном 1. Вращением регулировочного винта 5 по ча-
совой стрелке усилие нажимной пружины передастся через
диск, мембрану и толкатель на редуцирующий клапан, ко-
торый, перемещаясь, открывает проход газу через образо-
вавшийся зазор между клапаном и седлом в рабочую каме-
ру. Установка двух фильтров 3 и 6 (на входе в редуктор и
клапанном узле) обеспечивает повышенную стойкость ре-
дуктора против загорания и самотека. Давление в баллоне
и рабочей камере контролируют манометрами. Шланг диа-
метром 9 мм, идущий к горелке или резаку, присоединяют
Рис. 37. Схемы кислородных редукторов ДКП-2-78 (а) и ДКД (б)
89
к ниппелю. Техническая характеристика редуктора ДКГЪ
2-78 приведена в табл. 10.
Двухступенчатый кислородный редуктор ДКД изго-
товляют в двух вариантах: ДКД-8 — для сварки и ДКД-
15 — для резки.
Понижение давления газа в редукторе происходит при
двухступенчатом расширении газа. Редуктор (рис. 37, б)
10. Техническая характеристика баллонных редукторов
Показатели	Тип редуктора		
	ДКД-8	ДКД-15	ДКП-2-78
Давление газа на входе в ре-	20	20	20
дуктор, МПа Рабочее давление, МПа: наибольшее	0,8	1,5	1,5
наименьшее	0,05	о,1	0,1
Расход газа, м3/ч: при наименьшем рабочем дав-	3,0	7,5	7,5
ленин при наибольшем рабочем дав-	25	60	60
лепив Габаритные размеры, мм	180X174	180x224	170x190
Масса, кг	3,6	3,8	2,25
присоединяют к баллону накидной гайкой 2 (/ — хомут).
Газ, пройдя фильтр 3, попадает в первую ступень редуци-
рования— камеру Л. Давление в камере Л контролиру-
ют манометром 4. Нажимная пружина 19 рабочей камеры
первой ступени редуцирования под действием регулирую-
щего колпачка 20 находится в сжатом состоянии и через
диск 21, мембрану 22 и толкатель 18 отжимает клапан от
седла. Газ, пройдя из камеры высокого давления Л через
образовавшийся зазор между клапаном 17 и седлом 16, сни-
жает давление газа до 1,1 МПа в редукторе ДКД-8 и до
1,94 МПа в редукторе ДКД-15. Под этими давлениями газ
поступает во вторую ступень редуцирования. Давление в
рабочей камере второй ступени редуцирования Б устанав-
ливают вращением регулирующего винта 8 и контролируют
манометром 11. При повороте регулирующего винта 8 по
часовой стрелке нажимная пружина 7 через диск 6, мембра-
ну 5, толкатель 9 отжимает клапан 14 от седла 10 и газ через
образовавшийся зазор поступает в рабочую камеру Б, где
расширяется до требуемого давления. Под этим давлением
90
газ поступает в горелку или резак. В случае прекращения
отбора газа давление в рабочей камере Б через мембрану 5
отожмет нажимную пружину 7, а запорная пружина 15
прижмет клапан к седлу, прекращая тем самым дальнейший
пропуск газа. При этом давление в рабочей камере первой
ступени также возрастет и отожмет нажимную пружину 19,
а запорная пружина 23 прижмет клапан к седлу.
На корпусе редуктора установлен предохранительный
клапан 13, соединенный с рабочей камерой первой ступени
редуцирования и отрегулированный на начало выпуска
газа при давлении в интервалах: для ДКД-8 — от 1,75 до
2,16 МПа, для ДКД-15 — от 2,3 до 2,8 МПа. Отбор газа осу-
ществляется через ниппель 12.
Рамповые редукторы. Рамповые кислородные редукто-
ры типа ДКР-250 и ДКР-500 предназначены для понижения
давления кислорода, поступающего от источника газопи-
11. Техническая характеристика рамповых редукторов
Показатели	1	Гип редуктора	
	ДКР-250	ДКР-500
Максимальное давление при вхо-	20	20
де в редуктор, МПа Рабочее давление, МПа: максимальное	1,6	1,6 0,3
минимальное	0,3	
Пропускная способность редук- тора, м®/ч: при максимальном рабочем дав-	250	500
ленин при минимальном рабочем дав-	50	100
леи ни Габариты, мм	320x245x225	320x245x255
Масса, кг	18	18
тания, до рабочего. Редукторы служат для централизован-
ного снабжения кислородом нескольких постов для сварки
и резки металлов. Техническая характеристика редукторов
приведена в табл. 11.
Ацетиленовые редукторы. Редуктор ДАП-1-65, предназ-
наченный для понижения давления ацетилена, поступаю-
щего из баллона, рассчитан на наибольшее давление на вхо-
де 3 МПа, наибольшее рабочее давление 0,12 МПа, расход
газа при наибольшем рабочем давлении 5 м3/ч. Наимень-
91
шее рабочее давление составляет 0,01 МПа, расход газа при
этом давлении 3 м3/ч.
Редуктор присоединен к вентилю баллона хомутом 1
(рис. 38). Газ, пройдя фильтр 2, попадает в камеру высокого
давления А. При вращении регулировочного винта 4 по
часовой стрелке усилие нажимной пружины 5 передается
через мембрану 7, нажимной диск и толкатель 6 на реду-
цирующий клапан 12. Газ проходит через образовавшийся
зазор между клапаном и седлом 13 (11 — пружина).
На корпусе редуктора в рабочей камере устанавливают
предохранительный клапан 10, отрегулированный на вы-
пуск газа при давлении 0,18—0,2 МПа. Давление в баллоне
контролируют манометром 3, в рабочей камере — маномет-
ром 8. Отбор газа осуществляют через ниппель 9.
Редуктор ДАД-1-65 рассчитан на максимальное давление
газа 3 МПа, наибольшее рабочее давление 0,12 МПа, расход
газа при наибольшем давлении 5 м3/ч. Наименьшее рабо-
чее давление 0,01 МПа, расход газа при этом давлении
3 м3/ч.
Устройство и принцип работы ацетиленового двухка-
мерного редуктора ДАД аналогичны кислородному редук-
тору ДКД, от которого отличаются тем, что ДАД присоеди-
няется к баллону хомутом.
Редуктор РАД-30-1 (рис. 39) предназначен для пониже-
ния давления ацетилена, поступающего к редуктору из
92
баллонной рампы газораспределительной сети, и автомати-
ческого поддержания установленного рабочего давления.
Понижение давления ацетилена происходит при двух-
ступенчатом его расширении в первой и второй ступенях
редуцирования редуктора. Регулирующая система первой
Рис. 39. Схема ацетиленового редуктора РАД-30-1
ступени редуцирования состоит из клапана /, седла 2, пру-
жины 17\ толкателя 5, мембраны 4 и пружины 5. Герметич-
ность посадки клапана 1 на седло 2 обеспечивается пружи-
ной 17. Давление на входе в редуктор устанавливают враще-
нием регулирующего винта 6.
После первой ступени редуцирования газ поступает во
вторую ступень, которая состоит из седла /2, клапана 10t
пружины Р, толкателя 13, мембраны 14 и пружины 15. обес-
печивающей герметичность посадки клапана 10 на седло 12.
Рабочее давление после второй ступени редуцирования
устанавливают вращением регулирующего винта 16. Из
рабочей камеры газ через патрубок 11. приваренный к вы-
ходному газопроводу, подается потребителю. Давление газа
93
па входе и выходе контролируется манометром. Редуктор
присоединен к источнику газопитания накидной гайкой 19.
Во входном штуцере редуктора установлен фильтр 18.
Предохранительный клапан 8 расположен в камере ра-
бочего давления. Газ при срабатывании предохранительного
клапана сбрасывается через дренажную систему, которая
присоединяется к ниппелю 7.
Пропан-бутановый редуктор ДПП-1-65. Одноступенча-
тый редуктор ДПП-1-65 (рис. 40), предназначенный для по-
27 A 7£ 77 /г 77	7Z?	//
Рис. 40. Схема прспая-бутановогс редуктора
нижения давления, поступающего из баллона пропан-бу-
тана, выпускается согласно ГОСТ-6266—78. Редуктору при-
своен государственный Знак качества. Редуктор рассчитан
на максимальное давление газа 2,5 МПа, наибольшее рабо-
чее давление 0,3 MI 1а, расход газа при этом давлении 5 м3/ч.
Наименьшее рабочее давление составляет 0,01 МПа, рас-
ход газа при этом давлении 3 м3/ч. /Масса редуктора
2 кг.
Редуктор присоединяют к вентилю баллона накидной
гайкой 1. Газ, пройдя фильтр 2, попадает в камеру высокого
давления А. При вращении регулировочного винта 6 по ча-
совой стрелке усилие нажимной пружины 5 передается через
нажимной диск 4, мембрану 3 и толкатель 7 на редуцирую-
щий клапан 12. Клапан, перемещаясь, открывает проход
газу через образовавшийся зазор между клапаном и седлом
94
клапана 14 в рабочую камеру Б. Редуцирующий узел ре-
дуктора, состоящий из клапана /2, пружины 13 и второго
фильтра /7, для надежности в работе выполнен в виде само-
стоятельного узла. На корпусе рабочей камеры установлен
предохранительный клапан 10. отрегулированный на на-
чало выпуска газа при давлении 0,36—0,42 МПа. Давление
в рабочей камере контролируют манометром S. Отбор газа
осуществляется через ниппель 9,
Правила эксплуатации редукторов. При эксплуатации
редукторов необходимо строго соблюдать правила безопас-
ности труда.
Перед присоединением редуктора к вентилю баллона
необходимо отвернуть вентиль баллона и продуть его шту-
цер, стоять при этом надо сбоку от струи газа. Перед при-
соединением редуктора к вентилю баллона необходимо так-
же проверить исправность фибровой прокладки, резьбы на-
кидной гайки редуктора, манометров и наличие фильтров
на входном штуцере.
Накидную гайку на штуцер накручивают от руки и за-
тягивают специальным ключом. Регулировочный винт перед
открытием вентиля баллона или магистрали должен быть
вывернут до полного освобождения нажимной пружины.
Вентиль баллона открывают медленно, после этого уста-
навливают рабочее давление при открытом запорном вен-
тиле горелки или резака. Установив рабочее давление, про-
веряют герметичность всех соединений, для чего закрывают
вентиль расхода газа и вывертывают регулирующий винт.
После установления перепада стрелка манометра рабочего
давления должна остановиться (не должно происходить
наращивания давления).
При кратковременных перерывах в работе закрывают
только запорный вентиль, не изменяя положения регули-
ровочного винта. При регулировании давления газа стрелки
манометра не должны переходить за красную черту. При
любой неисправности немедленно перекрывают вентиль
баллона, выпускают из редуктора газ и устраняют неисправ-
ность.
После окончания работы необходимо закрыть вентиль
баллона и вывернуть регулирующий винт редуктора до
освобождения нажимной пружины.
При эксплуатации редукторов встречаются следующие
основные неисправности: воспламенение, замерзание и утеч-
ка газа.
Воспламенение редуктора может произойти от
резкого открывания вентиля баллона.Чэи воспламенениям
95
первую очередь загорается эбонитовое уплотнение клапа-
на, а затем остальные детали. При воспламенении вентиль
баллона надо немедленно закрыть. Для того чтобы избежать
воспламенения, вентиль баллона необходимо открывать
плавно от руки, а также следить, чтобы на редуктор не по-
падали пыль и особенно масло.
При больших расходах газа влага, имеющаяся в балло-
не, превращается в лед и закупоривает выходные отверстия
из камеры высокого давления. При этом подача газа в сва-
рочную горелку или резак уменьшается или прекращается
совсем. Особенно быстрое замерзание происходит
при температуре окружающей среды около 0°С Быстрее за-
мерзают однокамерные редукторы, двухступенчатые редук-
торы менее подвержены замерзанию.
Для борьбы с замерзанием надо осушать кислород до
его поступления в редуктор, для чего его пропускают через
негашеную известь или через медный купорос. При элект-
роподогреве вентиль баллона закрывают специальным уст-
ройством, внутри которого намотана спираль. Электриче-
ский ток, проходя по спирали, нагревает помещенную внут-
ри нее трубку и протекающий по иен кислород, который по-
том поступает в редуктор. Замерзший редуктор отогревают
чистой горячей водой или паром, отогревать открытым
огнем запрещается.
При эксплуатации редуктора из-за неплотностей может
возникнуть утечка газа. Газ поступает в рабочую ка-
меру из-за неплотного прилегания клапана к седлу, что при-
водит к повышению давления в рабочей камере и шланге,
а при неисправном предохранительном клапане—к раз-
рыву мембраны. Причинами, вызывающими утечку, могут
быть попадание под клапан посторонних частиц (стружки,
окалины и пр.), неровная поверхность клапана, поломка
и усадка запорных пружин, заедание клапана в направляю-
щих, перекос поверхности клапана.
Для предупреждения утечки газа необходимо аккурат-
но обращаться с редукторами, следить, чтобы внутрь редук-
тора не попали пыль и грязь. Особенно опасна утечка горю-
чего газа, образующего в соединении с воздухом взрыво-
опасную смесь.
Неплотности выявляют обмазыванием присоединитель-
ных частей редуктора мыльным раствором — в местах утеч-
ки появляются мыльные пузырьки.
Манометры. Для измерения избыточного давления газа
применяют приборы, которые называются манометрами. На
кислородных и ацетиленовых редукторах используют пру-
96
жпнные манометры. Основной частью манометра является
изогнутая запаянная трубка, по которой пропускается газ.
Под давлением газа трубка выпрямляется тем больше, чем
выше давление. Трубка соединяется со стрелкой, перемеще-
ние трубки передается и стрелке. Манометры рассчитаны
на определенное давление. На каждом манометре имеется
красная черта, соответствующая наибольшему допускае-
мому давлению. Категорически запрещается нагружать ма-
нометры давлением, превышающим их верхний-предел из-
менения.
Не разрешается пользоваться манометрами, когда от-
сутствует пломба или клеймо, просрочен срок проверки,
стрелка манометра при включении редуктора не возвраща-
ется па нулевую отметку, разбито стекло или имеются дру-
гие повреждения. Манометры проверяют не реже одного раза
в год.
Манометры присоединяют к камерам высокого и рабочего
давления гаечным ключом, для уплотнения применяют про-
кладки из фибры и кожи.
§ 25.	ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ РАМПЫ, РУКАВА,
ТРУБОПРОВОДЫ
Когда требуется большое количество горючих газов, пи-
тание производят от газораспределительной рампы.
Газораспределительные рампы состоят из двух коллек-
торов, гибких присоединительных трубопроводов для бал-
лонов и рампового редуктора. Каждый коллектор имеет по
запорному вентилю, позволяя заменять баллоны на одном
коллекторе, не нарушая непрерывной работы. Давление
газа понижают рамповым редуктором для кислорода, азота
и воздуха с 15 до 0,3—1,5 МПа; для ацетилена, пропан-бу-
тана и других горючих газов —с 1,9 до 0,01 МПа.
Наша промышленность выпускает кислородные газо-
распределительные рампы на 2X10 и 2x5 баллонов, аце-
тиленовые — на 2x6, 2x9, 2X12 баллонов. Наряду со
стационарными применяют передвижные рампы.
Кислород и горючие газы от газораспределительных рамп
к рабочим местам подают по трубопроводам. Аце-
тиленопроводы в зависимости от рабочего давления делятся
на две группы:
низкого давления — до 0,02 МПа включительно;
среднего давления — от 0,02 до 1,5 МПа включительно. .
Кислородопроводы низкого давления изготовляют из
стальных бесшовных труб (усиленных). Кислородопроводы
97
высокого давления изготовляют только из медных или ла-
тунных труб, на которые устанавливают только латунную
или бронзовую арматуры, специально предназначенные для
кислорода. Трубы для кпслородопровода соединяют между
собой сваркой, для медных труб применяют также и пайку.
При монтаже арматуры сальниковая набивка на кнсло-
родоироводах выполняется из прокаленного асбестового
шнура. Устанавливаемая арматура предварительно обез-
жиривается и просушивается. В качестве растворителей
применяют четырех хлор истый углерод, трихлорэтилен и
водные моющие растворы по рецептуре ВНИИКИмаша. Про-
кладываемые кислородопроводы окрашивают в голубой
цвет, перед пуском в эксплуатацию они подвергаются пнев-
матическому испытанию и продуваются кислородом.
Рукава служат для подвода газа к горелке или ре-
заку. Рукава, применяемые при газовой сварке и резке,
должны обладать достаточной прочностью, выдерживать
определенное давление, быть гибкими и не стеснять движе-
ний сварщика.
Согласно ГОСТ 9356—75, рукава изготовляют из вулка-
низированной резины с тканевыми прокладками. Кислород-
ные рукава имеют внутренний и наружный слой из вулка-
низированной резины и несколько слоев из льняной или
хлопчатобумажной ткани.
В зависимости от назначения резиновые рукава для га-
зовой сварки и резки металлов подразделяют на следующие
классы: I — для подачи ацетилена, городского газа, пропа-
на и бутана под давлением до 0,63 МПа, II —для подачи
жидкого топлива (бензина, уайт-спирита, керосина или их
смеси) под давлением до 0,63 МПа; III —для подачи кис-
лорода под давлением до 2 МПа,
Внутренний диаметр рукавов равен 6,3; 8,0; 9,0; 10,0;
12,0; 12,5; 1650 мм. Рукава поставляют длиной 10 и 14 м.
В зависимости от назначения наружный слой рукава окра-
шивают в следующие цвета: красный — рукава I класса,
желтый — рукава II класса, синий — рукава III класса.
Рукава предназначаются для работы при температуре
от+50 до—35°С(238 К), для более низкой температуры из-
готовляют рукава из морозостойкой резины, выдерживаю-
щей температуру до —65ГС (208 К). Все рукава должны
иметь не менее чем трехкратный запас прочности при раз-
рыве гидравлическим давлением. Рукава II класса должны
быть бензостойкими.
Для нормальной работы горелкой или резаком длина ру-
кавов ие должна превышать 20 м, при использовании более
98
длинных рукавов значительно снижается давление газа.
Для удлинения кислородных рукавов служат латунные,
а ацетиленовых — стальные ниппели, снаружи закрепляю-
щиеся специальными хомутами. Запрещается применение
ниппелей для соединения рукавов, по которым проходит
бепзин или керосин, так как горючее может просочиться в
соединение. Рукава необходимо надежно крепить на горел-
ках, резаках, редукторах, бачках жидкого горючего. Хра-
нят рукава в помещении при температуре от 0 до +25°С.
§ 26.	СВАРОЧНЫЕ ГОРЕЛКИ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Сварочная горелка является основным инструментом
газосварщика при сварке и наплавке. Сварочной горелкой
называется устройство, служащее для смешивания горю-
чего газа или паров горючей жидкости с кислородом и полу-
чения сварочного пламени. Каждая горелка имеет устрой-
ство, позволяющее регулировать мощность, состав и форму
сварочного пламени. Сварочные горелки согласно ГОСТ
1077—79 подразделяются следующим образом:
по способу подачи горючего газа и кислорода в смеси-
тельную камеру — инжекторные и безынжекторные;
по роду применяемого горючего газа — ацетиленовые,
для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные;
но назначению — на универсальные (сварка, резка,
пайка, наплавка) и специализированные (выполнение од-
ной операции);
по числу пламени — однопламенные и многопламенные;
по мощности пламени — горелки микромощности (рас-
ход ацетилена 5—60 л/ч), малой мощности (25—700 л/ч),
средней мощности (50—2500 л/ч), большой мощности
(2500—7000 л/ч);
по способу применения — ручные и машинные.
Сварочные горелки должны быть просты и удобны в
эксплуатации, обеспечивать безопасность в работе и устой-
чивое горение сварочного пламени.
Инжекторные горелки. Инжекторная горелка — это та-
кая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную
камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислоро-
да, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла.
Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей
кислорода, подводимого с более высоким давлением, на-
зывается инжекцией, а горелки данного типа — инжектор-
ными.
Для нормальной работы инжекторных горелок необхо-
димо, чтобы давление кислорода было 0,15—0,5 МПа, а дав-
99
ление ацетилена значительно ниже — 0,001—0,12 МПа,
Схема инжекторной горелки представлена на рис. 41, а.
Кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель,
трубку и вентиль 5 поступает в сопло инжектора 4, Выходя
из сопла инжектора с большой скоростью, кислород созда-
ет разрежение в ацетиленовом канале, в результате этого
5?
Рис. 41 Схема инжекторной горелки (а) и инжекторного устройства (6)
ацетилен, проходя через ниппель 6, трубку и вентиль 7,
подсасывается в смесительную камеру 3. В этой камере кис-
лород, смешиваясь с горючим газом, образует горючую
смесь. Горючая смесь, выходя через мундштук /, поджи-
гается и, сгорая, образует сварочное пламя. Подача газов
в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиле-
новым 7, расположенными на корпусе горелки. Сменные на-
конечники 2 подсоединяются к корпусу горелки накидной
гайкой.
Инжекторное устройство (рис, 41 ,б) состоит из инжектора
1 и смесительной камеры 2. Для нормальной инжекции боль-
шое значение имеют правильный выбор зазора между кони-
ческим торцом инжектора 1 и конусом смесительной каме-
ры 2 и размеров ацетиленового 5 и кислородного 4 каналов.
Нарушение работы устройства приводит к возникновению
обратных ударов пламени, снижению запаса ацетилена в
горючей смеси и др.
100
Устойчивое горение пламени обеспечивается при скоро-
сти истечения горючей смеси от 50 до 170 м/с.
Нагрев наконечника горелки уменьшает инжекцию кис-
лорода и снижает разрежение в камере инжектора, что
уменьшает поступление ацетилена в горелку. Так как по-
ступление кислорода в горелку при этом остается постоян-
ным, то уменьшается содержание ацетилена в газовой сме-
си и, следовательно, усиливается окислительное действие
сварочного пламени. Для восстановления нормального сос-
тава сварочного пламени сварщик по мере нагревания на-
конечника горелки должен увеличивать поступление аце-
тилена в горелку, открывая ацетиленовый вентиль горелки.
При засорении мундштука горелки увеличивается дав-
ление горючей смеси в смесительной камере, горючая смесь
обогащается кислородом, что ведет к усилению окислитель-
ного действия сварочного пламени.
Диаметр канала инжектора можно определить следую-
щим расчетом:
4 = /УИ0.45 (Р+1)| ,
где — диаметр канала инжектора, мм; 1К —- расход кис-
лорода, м3/ч; Р — давление кислорода, МПа.
Недостатком инжекторной горелки является непостоян-
ство состава горючей смеси, преимущество ее в том, что она
работает на горючем газе как среднего, так и низкого давле-
ния.
Безынжекторные горелки. Безыпжекторная горелка —
это такая горелка, в которой горючий газ и подогревающий
кислород подаются примерно под одинаковым давлением
0,05—0,1 МПа. В них отсутствует инжектор, который за-
менен простым смесительным соплом, ввертываемым в труб-
ку наконечника горелки. Схема безынжекторной горелки
приведена на рис. 42. Кислород по резиновому рукаву через
ниппель 4. регулировочный вентиль 3 и специальные дози-
рующие каналы поступает в смеситель горелки. Аналогич-
но через ниппель 5 и вентиль 6 поступает в смеситель и аце-
тилен. Из смесительной камеры горючая смесь, проходя
101
по трубке наконечника 2, выходит из мундштука / и, сго-
рая, образует сварочное пламя. Для образования нормаль-
ного сварочного пламени горючая смесь должна вытекать
из канала мундштука горелки с определенной скоростью.
Эта скорость должна быть равна скорости горения. Если
скорость истечения больше скорости горения, то пламя от-
рывается от мундштука и гаснет. Когда скорость истечения
газовой смеси меньше скорости горения, горючая смесь за-
горается внутри наконечника. Следовательно, безынжек-
торные горелки менее универсальны, так как работают толь-
ко на горючем среднего давления. Для нормальной работы
безынжекторных горелок сварочный пост дополнительно
снабжают регулятором равного давления, автоматически
обеспечивающим равенство рабочих давлений кислорода и
ацетилена.
Безыпжекторная горелка ГС-1 (рис. 43) предназначена
для сварки металла толщиной от 0,05 до 0,6 мм. Кислород
Рис. 43. Горелка ГС-1
и горючий газ поступают в наконечник 1 через специальные
дозирующие каналы 2 под разным давлением. Для точного
регулирования давления газов у вентилей 4 горелки преду-
смотрены игольчатые шпиндели 5 с усеченным конусом
(6 — ствол горелки, 3 — корпус). Техническая характери-
стика этой горелки приведена в табл. 12.
12. Техническая характеристика безынжекторной горелки ГС-1
Показатели	Номер наконечника		
	ООО	00	0
Толщина свариваемого ме-	0,05—0,10	0,10—0,25	0,25—0,60
талла, мм			
Давление кислорода и аце- тилена, МПа	0,01—0,06	0,02—0,06	0,02—0,08
Расход кислорода, дм8/ч	6—11	11—28	28—65
Расход ацетилена, дм3/ч	5—10	10—25	25—60
102
накидные, /2 — ниппель шланговый, 13 — трубка, 14 — рукоятка, 15 — сальниковая набивка вентилей (резиновое кольцо),
16 — вентиль кислородный

Сварочная универсальная однопла-
мен пая горелка ГС-3 (рис. 44) относится к инжек-
торному типу. Она предназначена для ручной ацетилено-
кислородной сварки, пайки, наплавки, подогрева и других
видов газопламенной обработки металлов. Горелкой можно
сваривать металл толщиной от 0,5 до 30 мм. Она имеет семь
сменных наконечников от № 1 до 7, присоединяемых к ство-
лу горелки накидной гайкой. Горелка работает как все ин-
жекторные горелки, описанные выше; техническая харак-
теристика приведена в табл. 13.
К горелке присоединяют кислородный (Ш класс) рукав
ниппелем и гайкой к штуцеру, имеющему правую резьбу,
и ацетиленовый (I класс) рукав внутренним диаметром 9 мм
к штуцеру, имеющему левую резьбу. На штуцере с ацетиле-
новой резьбой имеются соответствующие метки.
Перед присоединением ацетиленового рукава необхо-
димо проверить наличие разрежения (подсоса) в ацетиле-
новом канале горелки. Нормальное пламя устанавливают
ври неполном открывании вентиля горелки, оно имеет ядро
ярко очерченной правильной формы. В случае неправиль-
ной формы ядра необходимо прочистить и продуть выход-
ной канал мундштука.
По мере нагрева .мундштука горелки периодически не-
обходимо регулировать пламя, не прекращая работы. Так-
же необходимо очищать мундштуки от нагара и брызг, брыз-
ги можно снимать мелкой наждачной шкуркой или мелким
напильником.
В настоящее время для сварки металла малых толщин
применяют однопламенную горелку ГС-2 ма-
лой мощности, относящуюся к инжекторному типу. Кон-
струкция горелки ГС-2 аналогична горелке ГС-3, отлича-
ются эти горелки только габаритными размерами и размера-
ми присоединительных штуцеров. Горелки ГС-2 выпускают
в комплекте с четырьмя наконечниками №0, 1, 2, 3.
Они снабжены игольчатыми ацетиленовыми и кислородными
вентилями, которые обеспечивают точную регулировку
газов. Для подсоединения горелок используют рукава с
внутренним диаметром 6,3 мм. Техническая характеристика
инжекторной горелки ГС-2 приведена в табл. 14.
Горелка ГС-4 отличается от других инжекторных
горелок тем, что узел инжекции и смесительная камера рас-
положены непосредственно около мундштука. Наконечник
горелки состоит из двух концентрично расположенных тру-
бок, которые вставляются одна в другую. Горючий газ по-
дается ио внутренней трубке, кислород — между наружной
104
13а Техническая характеристика инжекторных горелок ГС-3 и «Звезда*
105
14. Техническая характеристика горелок ГС-2 и «Звезцотса»
Показатели	Номер наконечника			
	0	1	2	3
Толщина сваривае- мого металла (углеро- дистая сталь), мм Давление па входе в горелку, МПа:	0,2-— 0,7	0,5-1,5	1,0-2,5	2,5—4,0
кислорода ацетилена Расход, дм3/ч:	0,05—0,04	[0,05—0,4 Не пиж	0,15—0,4 е 0,001	0,2—0,4
кислорода	27—80	55—135	130—260	250—440
ацетилена Масса (с наконечни- ком ЛГ2 3), кг	25—60	50—125 0,53-	120—240 -0,54	250—440
и внутренней, что исключает нагревание горючего газа теп-
лом пламени горелки и уменьшает возможность образовав
ния обратных ударов и хлопков.
Горелка ГС-4 работает устойчивее по сравнению с
другими инжекторными горелками. Недостатком горелки
является ее малая длина и нечеткое очертание ядра пламе-
ни. Горелку комплектуют двумя сменными наконечниками
№ 8 и 9. Техническая характеристика горелки ГС-4 приведе-
на в табл. 15. Она предназначена для сварки больших тол-
щин и массивных изделий.
Горелки Г2-02 малой мощности и ГЗ-02 средней
мощности предназначены для ручной сварки и пайки чер-
ных и цветных металлов. Каждая горелка (рис. 45) состоит
из корпуса 12, ацетиленового и кислородного вентилей 13,
15. Техническая характеристика горелок ГС-4
Показатели	Номер наконечника	
	8	9
Толщина свариваемого металла (угле-	30—59	50—100
родистая сталь), мм Давление кислорода, МПа	0,2—0,4	0,2—0,4 0,03—0.1
Давление ацетилена, МПа	0,03—0,1	
Расход кислорода, дм3/ч	3100—5000	5000—8000
Расход аце силена, дм3/ч	2800—4500	4500—7000
106
Рис. 45. Горелки сварочные Г2-02 и ГЗ-02
14. Кислород подается через ниппель 8 и трубку 6. Ниппель
8 накидной гайкой 7 крепится к корпусу горелки. Ацетилен
подается через ниппель 9, штуцер 10 и трубку 11. К корпу*
су горелки накидной гайкой прикрепляется наконечник /5,
состоящий из смесительной камеры 4 с инжектором 5, труб-
ки 3, ниппеля 2 и мундштука 1.
Кислород подается через ниппель 8. вентиль 13 и далее
через инжектор в смесительную камеру. При прохождении
кислорода через узкий канал инжектор создает разрежение,
чго способствует засасыванию в смесительную камеру аце-
тилена, поступающего через ниппель 9 и штуцер 10. В труб-
ке наконечника ацетилен смешивается с кислородом. Обра-
зовавшаяся горючая смесь поступает в выходной канал
мундштука. Принцип действия горелок идентичен, они от-
личаются только габаритными размерами комплектующих
деталей.
Горелки Г2-02 комплектуют четырьмя номерами нако-
нечников (№ 1, 2, 3 и 4), нулевой наконечник (№ 0) постав-
ляется по особому заказу. Горелки ГЗ-02 комплектуют
тремя наконечниками № 3, 4 и 6, наконечники № 1, 2, 5, 7
поставляются по особому заказу. Масса горелки Г2-02 ко-
леблется в пределах 0,45—0,485 кг, ГЗ-02—0,71—0,97 кг
в зависимости от номера присоединяемого наконечника.
Горелка Г2-02 предназначена для сварки низкоуглероди-
стой стали толщиной от 0,2 до 7 мм. Давление кислорода от
0,15 до 0,3 МПа, ацетилена — не менее 1 кПа.
Горелка ГЗ-02 предназначена для сварки низкоуглеро-
дистой стали толщиной от 0,5 до 30 мм. Давление кислоро-
да от 0,15 до 0,36 МПа, давление ацетилена не ниже 1 кПа.
Горелку ГЗМ-З используют для ручной газовой свар-
ки, наплавки, пайки и нагрева деталей из черных и цветных
металлов и сплавов (кроме меди). Горелка — инжекторного
типа, состоит из трех сменных наконечников, ствола горел-
ки ГС-2 с регулировочным вентилем для кислорода и горю-
чего газа и штуцеров с ниппелями для присоединения рези-
нотканевых рукавов с диахметром 6 мм. Горелка работает
на пропан-бутане или на других газах-заменителях ацети-
лена. Толщина свариваемых деталей из низкоуглеродистой
стали от 0,5 до 4 мм. Давление кислорода 0,1 —0,4 МПа, про-
пан-бутана — не менее 0,03 МПа. Масса горелки 0,577—
0,644 кг в зависимости от номера наконечника.
Горелки Г2-04 и ГЗ-ОЗ. Горелки предназначены для
ацетилено-кислородной сварки, пайки и подогрева черных
и цветных металлов. Горелка состоит (рис. 46) из корпуса 2,
вентиля 1 кислорода, вентиля 7 ацетилена, трубки со шгу-
108
пером 3 для подачи кислорода, трубки со штуцером^6 для
подачи ацетилена, ниппелей 4 и 5 с накидными гайками.
К корпусу горелки с помощью накидной гайки прикреп-
леи наконечник, состоящий из смесительной камеры 9 с ин-
жектором S, трубки 10у ниппеля 11 и мундштука 12. Кисло-
род через ниппель 4 подается к вентилю 1 и далее через
Рис. 46. Горелки сварочные Г2-04 и ГЗ-ОЗ
инжектор в смесительную камеру. При прохождении кис-
лорода через узкий канал инжектора в смесительной ка-
мере перед ее узким цилиндрическим каналом создается раз-
режение, которое способствует засасыванию в смесительную
камеру ацетилена, поступающего через ниппель 5 и штуцер
6. В трубке наконечника происходит смешивание ацетилена
с кислородом. Образовавшаяся горючая смесь поступает
в выходной канал мундштука, на выходе из которого она
загорается.
Горелка Г2-01 комплектуется пятью сменными наконеч-
никами, а горелка ГЗ-ОЗ — семью сменными наконечника-
ми. Горелкой Г2-04 можно сваривать низкоуглеродистую
сталь толщиной от 0,2 до 7 мм, а горелкой ГЗ-ОЗ — от 0,5
до 30 мм.
Масса горелки Г2-04 колеблется от 0,445 до 0,49 кг,
ГЗ-ОЗ — от 0,695 до 0,955 кг в зависимости от номера при-
соединяемого наконечника.
;о9
Горелка ГНЛ6-73 (рис. 47) предназначена для на-
плавки порошковых гранулированных самофлюсующихся
сплавов различного назначения типа СГНН, ПГХН80СР
и НГЧ с целью восстановления изношенных и упрочнения
новых деталей машин. Горелка состоит из ствола 1 с регу-
лировочными вентилями и присоединительными штуцерами
Рис. 48. Пропан-воз ту питая горелка ГБП-5
с ниппелями, наконечника 2 с накидной гайкой, бункера 5
для порошка с устройством 4 дозированной подачи и подаю-
щей трубки 5, а также узла крепления бункера на стволе
горелки. Процесс наплавки осуществляется в две стадии:
напыление порошка на подогреваемую поверхность и оп-
лавление сформировавшегося покрытия.
Принцип работы горелки основан на использовании силы
тяжести и текучести порошка, находящегося в наклонном
бункере, под действием которых частицы порошка через
НО
дозирующую регулируемую щель и подающую трубку на-
правляются в подковообразное пламя па срезе сопл мунд-
штука. Двигаясь в потоке сгорающих газов пламени, час-
тицы порошка нагреваются и при контакте с подогретой
поверхностью детали образуют ровный напыленный слой
требуемой толщины.
Горелка укомплектована двумя укороченными наконеч-
никами для напыления и оплавления, а также одним на-
конечником обычных размеров для оплавления. Мунд-
штуки наконечников имеют сетчатое расположение сопл.
Горелка ГВП-5 (рис. 48) предназначена для пайки
небольших деталей из черных и цветных металлов, это го-
релка инжекторного типа с принудительной подачей газа
и сжатого воздуха.
Горелка состоит из ствола «3, серийной сварочной горел-
ки типа Г-2 и трех сменных наконечников 1. Наконечники
имеют смесительную камеру 2 с инжектором, соединитель-
ную трубку и стабилизатор с рассеивателем. Наконечники
ЛЬ 1 и 2 конструктивно идентичны и различаются лишь раз-
мерами проходных сечений смесительных камер, инжекторов
и стабилизаторов. При горении пламени эти наконечники
обеспечивают получение удлиненного, корпусной формы
ядра и факела пламени, требуемого для пайки ювелирных
изделий, сварки легкоплавких сплавов и других целей.
Наконечник № 3 выполнен с дополнительным инжекти-
рованием воздуха из атмосферы, обусловливающим умень-
шение потребления первичного воздуха и образование ши-
рокого фронта пламени. Этот пакупечнкк рекомендуется при
отжиге старой краски, сушке земляных форм в литейном
производстве, при низкотемпературном нагреве деталей
(250—300°С) перед сваркой, при нагреве деталей под лу-
жение и т. д.
Материал основных деталей горелки — латунь ЛС-59-1.
Давление горючего газа не ниже 0,001 МПа. Давление воз-
духа составляет 0,5—0,6 МПа. /Масса горелки 0,74—0,69 кг.
§ 27. ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С ГОРЕЛКАМИ
Сварочные горелки работают на ацетилене и газах-заме-
нителях ацетилена, которые образуют взрывоопасные смеси
с кислородом и воздухом, поэтому при обращении со сва-
рочными горелками необходимо предварительно ознако-
миться с инструкцией по ее эксплуатация.
Не допускается эксплуатация неисправных горелок, так
как это может привести к взрывам и пожарам, а также ожо-
гам газосварщика.
111
Исправная горелка дает нормальное и устойчивое сва-
рочное пламя. Если горение неровное, пламя гаснет или
отрывается от мундштука и происходят обратные удары, не-
обходимо отрегулировать и проверить все узлы горелки.
Для проверки инжектора горелки к кислородному нип-
пелю подсоединяют рукав от кислородного редуктора, а к
корпусу горелки — наконечник. Накидную гайку наконеч-
ника затягивают ключом, открывают ацетиленовый вентиль
и кислородным редуктором устанавливают необходимое
давление кислорода соответственно номеру наконечника.
Пускают кислород в горелку, открывая кислородный вен-
тиль. Кислород, проходя через инжектор, создает разреже-
ние в ацетиленовых каналах и ацетиленовом ниппеле, кото-
рое можно обнаружить, приставляя палец руки к ацетиле-
новому ниппелю. При наличии разрежения палец будет
присасываться к ниппелю. При отсутствии разрежения не-
обходимо закрыть кислородный вентиль, отвернуть наконеч-
ник, вывернуть инжектор и проверить, не засорено ли его
отверстие. При засорении необходимо его прочистить, при
эгом надо проверить также отверстия смесительной камеры
и мундштука. Убедившись в их исправности, повторяют ис-
пытание на подсос (разрежение).
Величина подсоса зависит от зазора между концом ин-
жектора и входом в смесительную камеру. Если зазор мал,
то разрежение в ацетиленовых каналах будет недостаточным,
в этом случае следует несколько вывернуть инжектор из
смесительной камеры.
Если горелка исправна, перекрывают вентили горелки
и подсоединяют ацетиленовый рукав, закрепляя его на нип-
пеле специальным хомутиком. Устанавливают необходимое
рабочее давление на кислородном и ацетиленовом редук-
торах. Вначале немного открывают кислородный вентиль
горелки, создавая тем самым разрежение в ацетиленовых
каналах. Затем открывают ацетиленовый вентиль и зажига-
ют горючую смесь.
Пламя регулируют ацетиленовым вентилем при пол-
ностью открытом кислородном. Если при зажигании пла-
мени возникает хлопок, необходимо проверить, хорошо ли
затянута накидная гайка наконечника, достаточно ли дав-
ление кислорода и нет ли препятствий для прохождения
ацетилена в горелку. При хлопках необходимо сначала пере-
крыть ацетиленовый, а потом кислородный вентили. Хлоп-
ки могут наблюдаться и у исправных горелок после продол-
жительной работы при сильном нагреве мундштука горел-
ки. В этом случае горелку необходимо погасить и охладить
112
ее водой. Следует помнить, чго отверстие мумдштука раз-
рабатывается при частой прочистке его иглой (особенно
стальной), а также при обгорании его в процессе сварки.
При чрезмерной разработке мундштук следует заменить.
Контрольные вопросы
1.	Для чего служат ацетиленовые генераторы к предохранитель-
ные затворы и по каким признакам они классифицируются?
2,	Для чего нужны химические очистители?
3.	Что является причиной взрыва кислородных и ацетиленовых
баллонов?
4	Как устроены и работают кислородные, атетпленовые и пропан-
бутановые вентили?
5.	Для чего служат редукторы н как они классифицируются?
6.	Как устроены и работают редукторы прямого к обратного дейст-
вия?
7.	Как классифицируются сварочные горелки^
8,	Как устроены и работают инжекторные и безынжекториые го-
релки?
ГЛАВА V
ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ
§ 28- ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕФОРМАЦИЯХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
Деформацией называется изменение размеров и формы
тела под действием приложенных к нем сил. Напряжением
называют силу, отнесенную к единице площади поперечного
сечения тела. В зависимости от
характера приложенных сил раз-
личаютиапряжения растяжения,
сжатия, изгиба, кручения и среза
(рис. 49).
Силы подразделяют на внеш-
ние и внутренние. Различают
и два вида деформаций: уп-
ругие и пластические. Деформа-
ции, которые полностью исче-
зают после снятия нагрузок,
называют упруги м и, а ос-
таточные, остающиеся в тело
после снятия нагрузок,— пла-
стическим и. При этом в
теле возникают внутренние си-
лы, которые противодействуют
силам, вызывающим деформации;
Растяжение
Изгиб
Рис. 49. Виды нагрузок и
деформаций
5—473
113
•тело становится напряженным и тем больше, чем больше
нагрузки, заставляющие тело деформироваться.
Для примера рассмотрим стержень определенной дай-
ны, к которому приложены растягивающие силы Р. Под
действием этих сил происходит удлинение стержня и суже-
ние поперечного сечения. Увеличение длины стержня Д/
называется абсолютным удлинением Д/^/,—где /0 —
первоначальная длина стержня, мм; — длина стержня
после приложения нагрузки, мм. Отношение абсолютного
удлинения А/ к первоначальной длине стержня /0 называется
относительным удлинением 6=Д/Д0, Обычно относитель-
ное удлинение выражается в процентах и записывается в
виде 6=Д///о-100%.
Поперечное сужение ф рассчитывается по следующей
формуле: ф—[(Fo—F,)/F0J 400%, где Fo — площадь попереч-
ного сечения стержня до приложения нагрузки, мм2; Fj —
площадь поперечного сечения стержня после приложения
нагрузки, мм2. Величина напряжения о находится от деле-
ния приложенной силы Р на площадь поперечного сечения
Рис. 50. Диаграмма растяжении
(зависимость удлинения А/ от на-
грузки Р)
г, т. е. 0=P/F, где о —
напряжение, МПа; Р—дей-
ствующее усиление, Н; F —
площадь поперечного сече-
ния образца, м2.
К механическим свойст-
вам метгзллов и сплавов от-
носится прочность, твер-
дость, упругость, пластич-
ность, ударная вязкость.
Прочность — это способ-
ность металла или сплава
противодействовать дефор-
мации и разрушению под
действ иом п р и ложен пых
нагрузок — растягиваю-
щих, сжимающих, нзгнбаюишх,скручивающих и срезающих.
Твердостью называется способность металла или сплава ока-
зывать сопротивление проникновению в него другого, более
твердого тела. Упругостью называется способность металла
или сплава восстанавливать первоначальную форму после
прекращения действия внешней нагрузки. Пластичностью
называется способность металла или сплава, не разруша-
ясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять
эту форму после ее снятия. Ударной вязкостью называется
Ш
способность металла или сплава сопротивляться действию
ударных нагрузок.	'	:
При испытании образцов на растяжение определяют пре-
дел прочности (временное сопротивление) ов, предел теку-
чести физический от, предел текучести условный о02. На-
глядно это можно видеть на диаграмме рис. 50, на которой
по вертикальной оси отложена приложенная нагрузка Р»
а по горизонтальной оси — абсолютное удлинение образца
Л/. Полученная кривая позволяет судить о прочности образ-
ца на растяжение. Прямолинейный участок 0 — Рпц харак-
теризует упругость образца, пропорциональность между
удлинением образца и нагрузкой. Точка Р'г определяет
величину нагрузки при верхнем пределе текучести. Участок
Р' — Рт — на этом участке образец удлиняется при по-
стоянной внешней нагрузке.
Из диаграммы видно, что предел текучести от — это
наименьшее напряжение, при котором происходит деформа-
ция испытуемого образца без увеличения нагрузки: от =
~PT/FC, Н/м2, где Рт — нагрузка растяжения, Н;
Fo — площадь поперечного сечения образна перед испыта-
нием, lM2. Отсюда можно сделать вывод, что упругая дефор-
мация весьма незначительна. Для низкоуглеродистых ста-
лей она составляет 0,2%. При повышении температуры ста-
ли предел текучести понижается.
§ 29. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ
И НАПРЯЖЕНИЯ
При сварке металлических конструкций в них возника-
ют напряжения, которые в отличие от напряжений, вызы-
ваемых внешними рабочими нагрузками, носят название
внутренних или сварочных. Сварочные на п р я ж е-
и и я и деформации подразделяются на в р е м е и н ы е,
т. е. существующие в период осуществления сварки, и
остаточные, сохраняющиеся и после процесса сварки.
Следует также различать деформации в зоне сварных
соединений и деформации сварной конструкции в целом.
Деформации в сварных конструкциях являются результа-
том наличия внутренних напряжений, которые могут вы-
зываться различными причинами. Любой металл при нагре-
вании расширяется, а при охлаждении сжимается. При
изменении температуры меняется структура металла, про-
исходит перегруппировка атомов из одного типа кристал-
лической решетки в другой, увеличивается или уменьшает-
ся объем.
5*
115
* В результате литейной усадки 'наплавленного’ металла,
• неравномерного нагрева в процессе сварки, изменения объе-
ма металла, вызванного изменением структуры металла-при
.сварке, возникают напряжения. Затвердевание жидкого
- присадочного -металла в сварочной ванне и последующее
охлаждение приводят к уменьшению его объема. При этом
затвердевающий металл уже прочно связан с основным ме-
таллом, и усадка вызывает появление внутренних напряже-
ний. Если нагреваемое тело встречает препятствие своему
расширению, то в нем возникают напряжения, направлен-
ные на преодоление этого препятствия.
При сварке основной металл нагревается в зоне плавле-
ния до температуры более высокой, чем температура метал-
ла, окружающего сварочную ванну и удаленного от нее.
Неравномерный нагрев металла, вызванный сваркой, при-
водит к появлению сжимающих сил в зоне металла, приле-
гающей ко шву, и растягивающих сил вдали от сварного
шва. В результате происходит коробление сварного соеди-
нения. Кроме того, затвердевание и охлаждение металла
шва приводят к его усадке и деформации свариваемого из-
делия. Структурные напряжения связаны с изменением раз-
меров кристаллов и их взаимного расположения и сопровож-
даются изменением объема тела, вызывающим внутренние
напряжения. Внутренние силы, возникающие в металле
при сварке, могут быть достаточными, чтобы привести к
образованию трещин в швах или рядом с ними.
Напряженное состояние, вызванное сваркой малопла-
стичных материалов или материалов, склонных к закалке
(чугуна, легированных и инструментальных сталей и др.),
' I	&tT способствует образованию тре-
щин в сварном шве и основном
металле. Внутренние напряже-
ния, возникающие при сварке,
вызывают коробление сварных
конструкций, а иногда и та-
кую деформацию, которая де-
лает сварное изделие непри-
годным к эксплуатации.
Представление о причинах
возникновения тепловых сва-
рочных деформаций и напряжений дает ознакомление с
процессом нагрева и охлаждения стержня при его различ-
ном закреплении. На рис. 51, а представлен металлический
стержень длиной /, закрепленный с одной стороны. Если
его нагреть, то он удлинится на некоторую величину A/t^
Рис. Ы. Схема деформации
стержня с различными условия-
ми закрепления или нагрева
Н6
afT9 .a — температурный коэффициент расширения1, I —
дтипа стержня до нагрева, Т — температура нагрева. Если
этот стержень охладить до начальной температуры, то уд-
линение Д/г исчезает и стержень вновь буцет иметь перво-
начальную длину /. Внутренние напряжения в стержне при
охлаждении не возникают ввиду отсутствия сопротивления
свободному укорочению. Следовательно, равномерный на-
грев и охлаждение свободного стержня вызывают изменение
размеров без появления остаточных внутренних напряжений
ТГ деформаций.
На рис. 51, б представлен стержень, зажатый перед на-
гревом между двумя недеформируемыми стенками. Тогда
при нагреве он удлиняться не сможет и будет давить на ле-
вую и правую преграды, со стороны которых возникают
противодействующие силы реакции. Они по отношению
к стержню являются внешними сжимающими силами.
В стержне возникнут напряжения о сжатия, которые бу-
дут расти по мере роста температуры Т и определяются по
формуле с=аЕ7\ где аТ равно относительному удлинению,
JE — модуль упругости.
Если нагреть стержень до температур, вызывающих
только упругое деформирование, то при его охлаждении
до исходной температуры в нем не возникнет никаких на-
пряжений и остаточных деформаций и длина его останется
неизменной. Если же температура нагрева стержня превы-
сит величину, при которой напряжения сжатия превысят
предел текучести материала, то в стержне появятся пласти-
ческие деформации и он начнет сжиматься. Если после это-
го сжатия стержень охладить до начальной температуры,
то его длина окажется короче на величину пластического
сжатия.
§ 30. ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В СТЫКОВЫХ
И ТАВРОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
Внутренние напряжения и деформации, возникающие
при сварке, зависят от вида сварки. При газовой сварке
возникают значительно большие деформации, чем при ду-
говой. По направлению действия различают продольные,
расположенные параллельно оси шва, и поперечные, распо-
ложенные перпендикулярно оси шва, линейные сварочные
напряжения (рис. 52). Распределение продольных напря-
жений в стыковом шве таково, что па его концах из-за воз-
можности свободной усадки они незначительны, а в средней
части имеют достаточно большую величину, достигая пре-
дела текучести. При сварке встык продольные сокращения
117
Рис. 52. Напряжения в стыковом
соединении:
1 — продольные, 2 — поперечные
шва вызывают не только продольные, но и поперечные на-
пряжения, поскольку деформированные листы стремятся
распрямиться. Поэтому в средней части сваренных листов
возникают напряжения
растяжения, а по кра-
ям — напряжения сжа-
тия. При разработке тех-
нологического процесса
сварки обязательно сле-
дует учитывать попереч-
ную и продольную усад-
ку шва.
В сварных конструк-
циях, имеющих тавровое
сечение, под влиянием
продольных и попереч-
ных напряжений стенка
и пояс тавра деформируются. Величина таких деформаций
зависит от соотношения размеров стенки и пояса, по-
следовательности наложения сварных швов, условий за-
крепления таврового сечения и т. д. Чем тоньше пояс и
больше ширина вертикальной стенки, тем больше про-
дольные напряжения сварного тавра. Кроме деформаций
в плоскости соединяемых элементов возникают также и
деформации свариваемых листов вне плоскости, которые
называются угловыми деформациями. На величину угловых
деформаций (угол Р) влияют размер свариваемых листов,
угол раскрытия шва а (чем он меньше, тем меньше деформа-
ция), закрепление, количество проходов и т. д.
§ 31. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ДЕФОРМАЦИЯМИ
И НАПРЯЖЕНИЯМИ ПРИ СВАРКЕ
При сварке изделий невозможно полностью избежать
остаточных деформаций и напряжений. Поэтому борьбу с
ними необходимо осуществлять на разных стадиях изготов-
ления сварной конструкции: до сварки (на стадии проекти-
рования конструкции и технологии производства), во вре-
мя и после сварки. Газовая сварка дает большую зону на-
грева по сравнению с другими видами сварки, поэтому она
вызывает и большие деформации свариваемых изделий. Для
уменьшения деформаций при газовой сварке необходимо
стремиться к равномерному распределению объема наплав-
ляемого металла, более равномерному нагреву детали при
сварке, а также применять определенный порядок наложе-
ния швов.
Н8
Важно правильно выбрать режим сварки. При сборке
изделий под сварку зазор должен быть равномерным , по
всей длине шва. Прихватывать детали необходимо в, мень-
шем числе точек.
Для устранения деформаций при сварке встык применя-
ют обратно-ступенчатый и комбинированный порядок на-
ложения швов (рис. 53). В этом случае весь шов делят на
а)	ё)	6)
Рис. 53. Порядок наложения швов:
а — обратаоступсичагый, б, о — комбинированный
участки длиной 100—250 мм. Сварку ведут отдельными
участками в порядке, отмеченном цифрами, и направле-
нии, указанном стрелками. При этих способах листы почти
не будут коробиться, так как обеспечивается более равно-
мерное распределение теплоты вдоль шва, чем при непре-
рывной сварке, а пото*му величина деформации уменьшается.
Для уменьшения деформаций применяют также способ
уравновешивания деформаций, при котором имеет значение
f/wa
Рис. 54. Способы уменьшения деформаций:
а — уравновешивание деформаций, б — обратная деформация; /—4 — птлы
очередность наложения швов. Очередность наложения выби-
рают так, чтобы последующий шов вызывал деформации,
обратные деформациям, полученным при наложении пре-
дыдущего шва. При наложении шва / (рис. 54, а) листы де-
формируются в одну сторону, а при наложении шва 2 — в
. 119
противоположную. В результате двутавр будет иметь наи-
меньшую деформацию.
Для уменьшения деформаций применяют и способ об-
ратных деформаций. Сущность этого способа заключается
в том, что детали перед сваркой располагают так, чтобы пос-
ле сварки они приняли требуемое взаимное расположение
(рис. 54, б). В этом случае листы размещают под некоторым
Рис. 55. Порядок сварки и
направление наложения
швов, обеспечивающее на-
именьшую деформацию:
и — припарке стойки, б — при-
варка раскосой
меняют дня уменьшения
широкое применение в
углом относительно друг друга.
В процессе сварки вследствие
усадки металла шва кромки*
сближаются, в результате чего
уменьшается деформация. • *
При сварке узла из несколь-
ких труб сначала сваривают от-
дельные элементы (рис. 55, а),
которые затем приваривают об-
щим швом к соединяющей их
детали (рис. 55, б).
Жесткое закрепление сва-
риваемых деталей также при-
еформаций. Этот способ находит
:ловиях массового и серийного
производства при сварке деталей сложной формы. Детали
закрепляют в специальных приспособлениях (кондукто-
рах), в которых выполняют сварку и вынимают их только
после полного охлаждения. Однако при этом способе могут
возникнуть внутренние напряжения, для снятия которых
сваренный узел подвергают последующей термообработке.
Для уменьшения деформаций применяют также предва-
рительный подогрев свариваемой детали. В этом случае
разность между температурой сварочной ванны и темпера-
турой всей детали уменьшается, и, следовательно, будут
уменьшаться деформации от нагрева в процессе сварки.
Данный способ нашел широкое применение при ремонте
изделий из чугуна, алюминия, бронзы, высокоуглеродистых
и легированных сталей. Изделий подогревают в специаль-
ных горнах, печах, индукторах. В некоторых случаях ре-
комендуется проковывать шов. Проковку проводят как в
горячем, так и в холодном состоянии. Проковка металла
шга улучшает механические свойства наплавленного ме-
талла и в значительной степени уменьшает усадку. Кроме
того, дня смятия возникших при сварке напряжений и
улучшения структуры металла шва и зоны термического
влияния применяют термическую обработку.
В термическую обработку сварных изделий входит тер-
120
мическая подготовка деталей перед .сваркой,. в процессе
t варки и термическая обработка готового сварного изде-
лия. Термическая подготовка деталей перед сваркой вьи
полняется для улучшения свариваемости металла, поэтому
свариваемую сталь перед сваркой рекомендуется подвер-
инь отжигу или высокому отпуску, режимы которых зави-
сят от состава стали. Выбор теплового режима сварки за-
висит от свойств свариваемых металлов1 и сплавов, жестко-
сти конструкции и состояния ее при сварке. При сварке Чер-
ных металлов термический режим состоит в подогреве сва-
риваемых деталей. Причем для стали чем выше склонность
се к закалке и трещинам, тем выше должна быть температура
подогрева.
Термическую обработку после сварки проводят для сня-
тия напряжений, полученных в результате сварки и для
улучшения механических свойств. При сварке Применяют
следующие виды термической обработки.
Отжиг для снятия внутренних и а п-
р я ж е и и й. После сварки изделие помещают в печь и
постепенно нагревают. Для низко- и среднеуглеродистых
сталей температура нагрева достигает 600—680сС. После*
нагрева изделие выдерживают в печи при этой температуре
в течение 2,5 мин на 1 мм толщины металла и охлаждают
вместе с печью. Для полного отжига стальное изделие на-
гревают до температуры 820—930°С, выдерживают при этой
температуре и затем медленно охлаждают. Время выдержки
изделия при данной температуре такое же, как и при отжи-
ге для снятия напряжений, но не менее 30 мин. Затем изде-
лие охлаждают вместе с печью со скоростью 50—75сС/Ч
до температуры 300°С, после'чего его вынимают из печи и
охлаждают на воздухе. При полном отжиге устраняются
внутренние напряжения и улучшается структура металла.
Металл становится мелкозернистым и более пластичным.
Нормализация — это термическая обработка, по-
добная отжигу, но с более быстрым охлаждением изделий,
которое обычно проводят на воздухе. При нормализации
сварное изделие нагревают до температуры 850—900сС,
выдерживают при этой температуре и затем охлаждают на
воздухе. В этом случае металл шва и околошовной зоны при-
обретает мелкозернистую структуру, повышаются его проч-
ность и твердость.
Отпуск применяют для сталей, склонных к закалке,
для уменьшения внутренних напряжений и хрупкости.
Изделие нагревают до температуры 400—700СС, выдержи-
вают при этой температуре из расчета 2,5 мин на 1 мм тол-
121
щииы металла, медленно охлаждают вместе с печью до нор-
мальной температуры. Поскольку изделия в этом случае
нагревают до температуры, лежащей ниже критической
(723°С), структурных изменений в сварном шве и околошов-
ной зоне не происходит. Для каждой марки стали существу-
скорости охлаждения, которые
ют свои режимы отпуска и
Рис. 56. Правка изделий мест-
ным нагревом
указываются в технических
условиях на термообработку.
Н а грев да я термической об-
работки может осуществлять-
ся в печах, горнах, ямах, а
также с помощью индукторов.
Для местного нагрева при-
меняют сварочные горелки.
Местный нагрев пламенем сва-
рочной горелки используют
также для правки изделий после сварки. Мощность горелки
берут из расчета 300 дм3/ч на 1 мм толщины нагреваемого
металла. Сварочным пламенем нагревают выпуклую часть
изделия, которую необходимо выправить (рис. 56).
При нагреве металл стремится расшириться, но этому
препятствуют его холодные части, в металле возникают на-
пряжения сжатия, вызывающие деформацию. При охлаж-
дении на этом участке возникают обратные напряжения ра-
стяжения, которые и выпрямляют изделие.
Подогревают стальные изделия до 650—900сС, что соот-
ветствует темно-красному цвету. Скорость перемещения
пламени при нагреве 500—600 мм/мин. Чем быстрее выпол-
няется нагрев, тем успешнее проводится процесс правки
изделия.
ГЛАВА VI
ТЕХНОЛОГИЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ
§ 31 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИКЕ РЕЗКИ
При выполнении разделительной кислородной резки
необходимо учитывать требования, предъявляемые к точ-
ности резки и качеству поверхности реза. Большое влияние
на качество реза и производительность резки оказывает
подготовка металла под резку. Перед началом резки листы
подают на рабочее место и укладывают на подкладки так,
чтобы обеспечить беспрепятственное удаление шлаков из
зоны реза. Зазор между полом и нижним листом должен быть
122
не менее 100—150 мм. Поверхность металла перед резкой
должна быть очищена. На практике окалину, ржавчину,
краску и другие загрязнения удаляют с поверхности ме-
талла нагревом зоны резки газовым пламенем с последую-
щей зачисткой стальной щеткой. Вырезаемые детали раз-
мечают металлической линейкой, чертилкой и мелом. Ча-
сто разрезаемый лист подают к рабочему месту резчика уже
размеченным.
Перед началом резки газорезчик должен установить не-
обходимое давление газов на ацетиленовом и кислородном
редукторах, подобрать нужные номера наружного и внут-
реннего мундштуков в зависимости от вида и толщины раз-
резаемого металла.
Процесс резки начинают с нагрева металла в начале
реза до температуры воспламенения металла в кислороде.
Затем пускают режущий кислород (происходит непрерыв-
ное окисление металла по всей толщине) и перемещают ре-
зак по линии реза.
Для обеспечения высокого качества реза расстояние
между мундштуком и поверхностью разрезаемого металла
необходимо поддерживать постоянным. Для этой цели реза-
ки комплектуются направляющими тележками. В зависи-
мости от толщины разрезаемого металла расстояние между
мундштуком и металлом составляет:
Толщина металла,
мм................3-10	10—25 25—50 50—100 100—200 200—300
Расстояние, мм . . . 2—3 3—4 3—5 4—6	5—8	7—10
При работе на газах-заменителях ацетилена указанные
расстояния между мундштуком и поверхностью разрезае-
мого металла увеличивают на 30—40%.
Основными параметрами режима кислородной резки
я вл я ются: мощность подогревающего пламени, давление
режущего кислорода и скорость резки. М о щ п о с т ь
подогревающего пламени характеризуется
расходом горючего газа в единицу времени и зависит от
толщины разрезаемого металла. Она должна обеспечивать
быстрый подогрев металла в начале резки до температуры
воспламенения и необходимый нагрев его в процессе резки.
Для резки металла толщиной до 300 мм применяют нормаль-
ное пламя. При резке металла больших толщин лучшие ре-
зультаты получают при использовании пламени с избытком
горючего (науглероживающее пламя). При этом длина види-
мого факела пламени (при закрытом вентиле кислорода)
должна быть больше толщины разрезаемого металла.
.123
Выбор давления режущего к и с л о р о д. а
зависит от толщины разрезаемого металла, размера режу-
щего сопла и чистоты кислорода. При увеличении давления
кислорода увеличивается его расход.
Давление кислорода выбирается в зависимости от тол-
щины металла:
Толщина металла, .	5—20	20—40	40—60	60—100
Давление кислорода,
МПа...................... 0,3—0.4 0,4—0,5 0,5—0,6 0,7—0.9.
Чем чище кислород, тем меньше его расход на 1 пог. м
реза. Абсолютная величина давления кислорода зависит
от конструкции резака и мундштуков, величин сопротивле-
ний в кислородоподводящей арматуре и коммуникациях.
Скорость перемещения резака должна соот-
ветствовагь скорости горения металла. От скорости резки
зависят устойчивость процесса и качество- вырезаемых де-
талей; Малая скорость приводит к оплавлению разрезаемых
кромок, а большая — к появлению пепрорезаппых до кон-
ца участков реза. Скорость резки зависит от толщины и
Рис. 57. Характер выброса шлака:
а — скорость резки мала, б — оптимальная ско-
рость, ft — скорость велика
свойств участков реза. Скорость резки зависит от толщины
и свойств разрезаемого металла. При резке сталей малых
толщин (до 20 мм) скорость резки зависит от мощности по-
догревающего пламени. Например, при резке стали толщи-
ной б мм около 35% тепла поступает от подогревающего
пламени.
На скорость резки влияет также метод резки (ручной
или машинный), форма линии реза (прямолинейная или фи-
1урная) и вид резки (заготовительная или чистовая). По-
этому допустимые скорости резки определяют опытным пу-
тем в зависимости от толщины металла, вида и метода рез-
ки. При правильно выбранной скорости резки отставание
124
Линий реза не должно превышать110—15% толщины раз:
решаемого металла. '	'
На рис. 57 схематически показан характер выброса шла-
ка из разреза. Если скорость кислородной резки мала, то
наблюдается отклонение лучка искр в направлении резки
16. Режимы ручной резни листового проката
Толщина разрезае- мого металла, мм |"	Номер мундштука		Давление кислорода, МПа	Примерная ско- рость резки, м/мин
	наружного	внутрен- нею		
8— J0	1	1	0,3	550—400
Ю—25	1	2	0,4	400—300
25—50	1	3	0,6	300—250
50—1(4)	1	4	0,8	250—200
100—200	2	5	1,0	200—130
209—300	2	5	1.2	130—80
Примечание. Давление горючего газа не менее 0,001 МПа.
Рис. 58. Отставание ре-
жущей струи
(рис. 57, я). При завышенной скорости резки отклонение
лучка искр происходит в сторону, обратную направлению
резки (рис. 57, б). Скорость перемещения резака считают
нормальной, если пучок искр бу-
дет выходить почти параллельно
кислородной струе (рис.. 57, в). Ре-
жимы ручной резки листового про-
ката приведены в табл. 16.
Ширина н чистота реза зависят
от способа резки. Машинная резка
дает более чистые кромки и мень-
шую ширину реза, чем ручная.
Чем больше толщина разрезаемого
металла, тем больше шероховатость кромок и ширина реза.
В зависимости от толщины металла ориентировочная ши-
рина реза составляет:
Толщина металла, мм 5—15	15—30 30—60	60—100 100—150
Ширина реза, мм . . . 2—2,5 2,5—3,0 3,0—3,5 3,5—4,5 4,5—5,5
В начале резки мундштук располагают перпендикулярно
поверхности металла или с небольшим наклоном (5—10')
в сторону, обратную направлению резки. По мере углубле-
ния в массу металла ослабевает действие подогревающего
пламени, уменьшается скорость кислородной струи, поэто-
му при резке происходит отставание режущей струи (рис.
125
58). Отставание увеличивается с увеличением скорости ре-
зки, отставание можно компенсировать наклоном мунд-
штука вперед ио направлению движения.
§ 33. КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА СТАЛИ
Процесс резки стали зависит от содержания углерода
и химического состава примесей в стали. Хороню режутся
низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,3% углерода.
При содержании углерода в сталях свыше 0,3% поверхность
реза закаливается, а при содержании его свыше 0,7% резка
становится затруднительной. Кремний при содержании его
в сталях до 4% и одновременном содержании углерода до
0,2% процесс резки не затрудняет. При более высоком со-
держании углерода процесс резки ухудшается в связи с об-
разованием тугоплавкого окисла кремния.
Марганец при содержании в стали до 6% на процесс
кислородной резки не влияет, при более высоком содержании
марганца процесс резки затрудняется. Сера и фосфор в тех
количествах, в которых они содержатся в стали, на про-
цесс резки не влияют. Хром, так же как и кремний, повыша-
ет в стали вязкость шлака и при содержании 2—3% способ-
ствует зашлаковыванию кромок реза. При содержании в
стали хрома от 1,5 до 5% возможна резка с предварительным
подогревом. При более высоком содержании хрома хроми-
стые и нержавеющие стали можно резать только кислород-
но-флюсовым способом. Никель обладает низким сродством
к кислороду и поэтому окисляется кислородной струей
при резке очень слабо. Никель при содержании его в стали
до 6—7% процессу кислородной резки не препятствует, при
более высоком содержании никеля процесс резки затруд-
няется. Молибден при содержании в стали 0,15—0,25% на
процесс резки не влияет.
Кислородной резке подвергаются стали толщиной не
менее 3 мм. Резка стали малых толщин сопровож-
дается значительным перегревом, оплавлением кромок и
короблением разрезаемого металла. При резке тонколисто-
вой стали на резаках устанавливается внутренний мунд-
штук № 0 с минимальным отверстием для режущего кисло-
рода и наружный мундштук № 1. Лучшие результаты при
резке сталей малых толщин дает резка с последовательным
расположением подогревающего пламени и режущего кис-
лорода. Резку ведут с максимальной скоростью и минималь-
ной мощностью подогревающего пламени. Мундштук реза-
ка наклоняют под углом 15—40е к поверхности реза в сто-
126
pony, обратную направлению резки Для получения резов
без грата на разрезаемых кромках необходимо применять
кислород чистотой не ниже 99,5%,
Лучшее качество при кислородной резке малых толщин,
особенно при массовой вырезке одинаковых деталей, дает
пакетная резка. Сущность процесса кислородной
пакетной резки заключается в том, что разрезаемые листы
Рис. 59. Пакетная резка листов стали:
а — с плотным зажатием пакета, б — с зажатием пакета со
стороны, противоположной началу резки
складывают в пакет, стягивают струбцинами или специаль-
ными зажимными приспособлениями и разрезают за один
проход резака (рис. 59, о). Максимальная толщина каждо-
го листа не более 4—6 мм, общая толщина пакета не более
100 мм. При этом способе необходимо, чтобы листы были
хорошо очищены и плотно прилегали друг к другу. Мощ-
ность подогреваемого пламени, а также расход и давление
режущего кислорода при пакетной резке устанавливают по
суммарной толщине пакета. Скорость резки пакета несколь-
ко меньше скорости однослойной резки стали той же тол-
щины. Верхний лист пакета при малой толщине коробится,
поэтому на пакет накладывают лист большой толщины. Па-
кетную резку рекомендуется выполнять кислородом низ-
кого давления. В этом случае не требуется принудительное
сжатие листов (зазоры между листами иногда достигают
3—4 мм). Пакет закрепляют с одной стороны (рис. 59, б).
По окончании пакетной резки поверхность металла очища-
ют от окалины и остатков шлака стальной щеткой. Обра-
зующиеся в процессе пакетной резки наплывы с нижней
кромки металла срубают зубилом.
Кислородная резка сталей средних т о л-
III и н от 10 до 100 мм не вызывает затруднений. Она выпол-
няется обычной аппаратурой как ручными, так и механн-
427
зареванными способами. Резку  сталей ’ вредней толщины
выполняют при давлении кислорода 0,25—0,6 МПа.
Резку сталей большой толщины применяют в металлур-
гической промышленности и на предприятиях тяжелого
машиностроения. Стали толщиной до 300 мм разрезают
обычными универсальными резаками.
При резке ^металла большой толщины тре-
буется специальная аппаратура и особые приемы резки.
При.-резке стали больших толщин, так же как и при резке
металла обычной, толщины, наибольшие скорости резки
достигаются в случае применения давления 0,8—1,0 МПа
перед 'мундштуками с плавной входной частью и плавным
расширением па выходе. Однако при таких давлениях не-
обходимо из-за потерь в шлангах и резаках или увеличивать
давление в редукторе до 2,5 МПа (при резке металла толщи-
ной 600 мм и более), или существенно увеличивать проход-
ные сечения шлангов.
Заготовки больших толщин разрезают специальными
резаками при низком давлении кислорода, которое перед
мундштуком равно 0,05—0,3 МПа. Мундштуки имеют уве-
личенные (по сравнению с универсальными резаками) про-
ходные сечения для режущего кислорода без расширения
на выходе. При низких скоростях истечения, не превышаю-
щих звуковую(как это имеет место при резке кислородом низ-
кого давления), каждая частица кислорода имеет возмож-
ность дольше соприкасаться с металлом, благодаря чему
уменьшаются потери кислорода. Кроме того, при этом умень-
шается количество теплоты, уносимое из разреза избыточ-
ным кислородом и газами, не участвующими в реакции окис-
ления, и сокращается общий расход кислорода, хотя ши-
рина реза несколько увеличивается.
При резке кислородом низкого давления рез получается
более широким- При этом зона дефекта заполняется расплав-
ленным металлом и шлаками, а струя продолжает процесс
резки без существенных завихрений.
Для устранения подпора газов и для свободного вытека-
ния шлака под заготовкой должно быть свободное простран-
ство высотой 300—500 мм. При резке стали больших толщин
процесс окисления металла по толщине протекает значи-
тельно медленнее, чем при резке обычных толщин. Поэто-
му успех резки в значительной степени определяется пра-
вильным началом врезания кислородной струи в ме-
талл.
Стали толщиной свыше 300 мм режут специальными ре-
заками, мундштуки которых имеют увеличенные по сравне-
на
нию с универсальными резаками проходные сечения для
режущего /кислородам 
Для уменьшения нагрева мундштука в процессе резки
сталей большой толщины и уменьшения засорения каналов
мундштука брызгами метал-
ла расстояние от торца мунд-
штука до поверхности разре-
заемого металла берстся боль-
ше, чем при обычной рез-
ке.
Для резки сталей боль-
ших толщин применяют на-
углероживающее подогреваю-
щее пламя, так как в этом
случае оно будет более длин-
ным. Для повышения устой-
чивости процесса резки в мо-
мент врезания кислородной
струи в металл мундштук ре-
зака наклоняют под углом
2—3° к вертикали в сторону
резки (рис. 60).
Режимы,
от 300 до
стали толщиной
зак РЗР-2.
Рис. 60. Положение мундштука
при резке стали большой толщи-
ны:
а — а начале резки, б — в конце
резки
рекомендуемые для резки стали толщиной
1000 мм, приведены в табл. 17. Для резки
до 800 мм целесообразно применять ре-
17. Режимы резки стали большой толщины
Толщина разрезае- мо'» стали, м.м	Давление кис- лорода перед резаком. МПа	Расход газа. м*/ч		Скорость резки, мм/мин	Расстояние от конца мундштука до поверхносгм металла, мм
		кислорода	ацетилена		
300	0,12—0,16	45	4	120—150	20—30
400	0,12—0,17	60	5	100—130	25—40
500	0,12—0,18	80	6	90—110	30—50
600	0.16—0,22	100	7	60—80	35—60
700	0,16—0,23	130	8	50—85	40—65
8)0	0,19—0,25	200	9	50—60	45—70
1000	0,2—0,25	260	11	40—50	50—75
§ 34. ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО РЕЗКИ
Точность газовой резки определяется соответствием раз-
меров вырезанной детали размерам чертежа. Кислородную
резку применяют как заготовительную операцию при вы
129
резке деталей под механическую обработку и для изготов-
ления деталей без последующей механической обработки.
Качество резки характеризуется шероховатостью поверх-
ности реза, наличием шлака и грата на нижней кромке,
равномерностью ширины реза по всей толщине разрезаемого
металла, степенью оплавления верхней кромки. Точность
реза определяется отклонением линии или плоскости реза
от заданной. Отклонение линии реза происходит из-за сме-
щения оси резака или деформации листа при резке. Откло-
нение плоскости реза от заданной может быть вызвано из-
менением угла наклона резака к поверхности листа и рас-
ширением режущей струи кислорода.
Шероховатость поверхности реза определяется количе-
ством и глубиной бороздок, оставляемых режущей струей
кислорода. Глубина бороздок зависит от давления кисло-
рода, скорости перемещения резака и вида горючего. При
резке на природном газе поверхность реза получается более
ровная, без оплавлений. Оплавление верхних кромок за-
висит от мощности подогревающего пламени. Чем мощнее
подогревающее пламя и меньше скорость, тем больше оп-
лавление верхних кромок. ГОСТ 14792—80 устанавливает
г)
Рис. 61. Деформации и способы их уменьшения при вырезке деталей
замкнутого контура:
с — деформации обрезной части листа, б — начало резки по зигзагообразной ли-
нии, е — закрепление детали клиньями после прохождения резака, г — последо-
вательность резки листа на полосы одним резаком
три класса качества поверхности реза: 1-й (высший)—до-
стигается при наиболее благоприятных условиях резки;
2-й (повышенный) — соответствует устойчивым производ-
ственным результатам на серийном оборудовании; 3-й (обыч-
ный) — соответствует устойчивым производственным пока-
.130
зателям, достигаемым на серийном оборудовании при наи-
более экономичных режимах.
Деформации металла при резке возникают вследствие
неравномерного нагрева металла и его охлаждения. Дефор-
мация может вызвать искажение формы детали и отклоне-
ние се размеров от заданных. На рис. 61, а показана дефор-
маций отрезанной части листа при вырезке детали (пло-
щадь детали заштрихована). Для уменьшения деформаций
вначале режут не по прямой, а по зигзагообразной линии
(рис. 61, б). При вырезке детали в замкнутом контуре после
прохождения резака ее закрепляют клиньями в точках,
обозначенных цифрами 1—4 на рис. 61, в.
Для уменьшения деформаций необходимо жестко за-
креплять вырезанные детали в приспособлениях струбци-
нами иля другими зажимными приспособлениями; стремить-
ся к тому, чтобы площадь вырезаемой детали была близка
к площади заготовки, из которой она вырезана; резать на
оптимальной скорости; резать крупногабаритные детали
одновременно несколькими резаками; резать отдельные
участки контура детали в той последовательности, при ко-
торой деформации действовали бы в противоположных на-
правлениях и взаимно уничтожались. На рис. 61, г показа-
на последовательность резки листа на полосы одним реза-
ком, при котором взаимные тепловые деформации уравнове-
шиваются.
§ 35.	ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РЕЗКИ
РАЗЛИЧНЫХ ПРОФИЛЕН МЕТАЛЛА
В настоящее время кислородная резка нашла широкое
применение при изготовлении различного рода металлокон-
струкций из труб, прутков круглого и квадратного сече-
ний, уголка, швеллера и двутавра. При вырезке из листов
фланцев и дисков пользуются специальным циркульным
устройством, которое состоит из ножки и выдвижной штан-
ги. Ножку циркуля ставят в наксриенную точку в центре
окружности, резак укрепляют на штанге и передвигают по
листу на роликах. Резку выполняют в различных простран-
ственных положениях.
Для резки труб применяют специальные каретки и роли-
ковые стенды с приводными колесами для поворота трубы
(рис. 62). При резке прутков круглого и квадратного сече-
ний необходимо учитывать небольшую протяженность ли-
нии реза. При резке круглых прутков мундштук в началь-
ный момент располагают перпендикулярно поверхности
131
Рис. 62. Схема роли-
кового стенда для рез-
ки труб:
1 — резак, 2 — труба,
3 — приводные роли нм
Рис. 63. Резка круглых заготовок:
£2 — одной заготовки, б — нескольких ,-а-
готенок, уложенных рядом друг с другом
Рис. 64. Последовательность резки уголка:
а — резка уголка за один проход; 1 — положение резака при резке первой полки
2 — при резке второй полни, б — резка уголка с обушка; / — положение резана
при прорезании уголка с обутка, 2 — при резке первой полки, 3 — при резке
второй ЛОЛКИ
Рис. 65. Схема резки двутав-
ровой балки:.
/ и 2—положение резака при
обрезке верхней и нижней пол-
ки, з г— при обрезке стойки
132
металла (рис. 63, я). После нагрева металла открывают вей*
тиль режущего кислорода и перемещают резак в направле-
нии .резки, при этом необходимо поддерживать постоянное
расстояние между торцом мундштука и поверхностью раз-
резаемого металла (1~6 — положение резака).
Для повышения производительности при резке прутков
применяют метод безостановочного врезания с одного прут-
ка на другой (рис. 63, б).
Резку уголка начинают с кромки полки (рис. 64)- Резак
устанавливают перпендикулярно полке в начале кромки
и перемещают до обушка; затем плавно разворачивают, уста-
навливают перпендикулярно второй полке и прорезают
уголок до конца за один проход. Резку двутавровых балок
(рис. 65) начинают с резки полок, а затем прорезает стойку.
§ 36.	технология машинной резки
Качество машинной резки зависит от горизонтальности
расположения обрабатываемых листов и качества их поверх-
ности. Листы перед резкой правят на многовалковых Лйстб-
правильных вальцах. Правленые листы при укладывании
их па раскроечный стол проверяют уровнем, натягиванием
нити и стальной линейкой. Качество очистки поверхности
проверяют внешним осмотром. Обычно применяют химиче-
ский, механический способы очистки и очистку пламенем
подогревающего пламени резака с последующей зачисткой
поверхности металлической щеткой.
До начала- резки газорезчик, обслуживающий машину,
проверяет исправность всех узлов машины пуском, их на
холостом ходу. Затем подготавливает к работе все газовые
коммуникации, устанавливает необходимые параметры (дав-
ление кислорода и ацетилена, скорость резки, расстояние
между торцом мундштука и поверхностью разрезаемого
металла) в зависимости от толщины и вида металла. Зажи-
гает резак и подводит его к начальной точке реза либо ав-
томатически в соответствии с программой, либо вручную
с пульта управления, располагая его так, чтобы централь-
ный канал мундштука находился над точкой начала реза.
Нагревает металл до температуры, воспламенения, включает
подачу режущего кислорода и двигатель перемещения ре-
зака. В процессе резки необходимо следить за сохранением
выбранного режима — давлением; газов, скоростью резки,
расстоянием между мундштуком- резака и поверхностью
разрезаемого металла. Необходимо также следить, чтобы
струя режущего кислорода пробивала всю толщину разре-
заемого металла.
133
. Отверстия машинным резаком прожигают следующим
образом. Резак подводят к месту пробивки отверстия, за-
жигают горючую смесь подогревающего пламени резака и
разогревают место пробивки до температуры воспламенения
в струе кислорода и постепенно включают подачу режущего
кислорода. Скорость перемещения резака при пробивке
отверстий в металле толщиной от 5 до 100 мм устанавлива-
ется в пределах от 600 до 150 мм/мин. Длительность про-
жигания одного отверстия в зависимости от толщины раз-
резаемого листа следующая:
Толщина металла, мм...................... 10 20 30 40 70 80
Длительность прожигания отверстия, мин 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0
Рис. 66. Расположение
резаков при односторон-
нем и двустороннем скосе
кромок:
I — положение первого реза-
ка, 2 — гтсрого резака; Л,
В — расстояние между реза-
ками
При машинной кислородной резке широко применяют
операцию снятия фасок под сварку. Для снятия фасок на
прямолинейных кромках большое применение получили
переносные машины. Кромки не-
обходимой конфигурации могут
быть получены при установке ре-
заков по схеме, показанной на
рис. 66. Для получения кромок с
односторонним скосом один резак
устанавливают вертикально и вы-
полняют вертикальный рез, а вто-
рой, срезающий фаску, устанавли-
вают наклонно. Расстояние Л зави-
сит о г толщины разрезаемого ме-
талла и должно быть таким, что-
бы не было приваривания шлака
на нижней кромке. Расстояние В
определяется углом скоса, толщи-
ной металла и притуплением (с уче-
том ширины реза). По первому
варианту (рис. 66, а) лучше резать
металл больших толщин, а по вто-
рому варианту (рис. 66, б) — металл толщиной до 40 мм.
Качество подготовляемых кромок при машинной кислород-
ной резке хорошее, поэтому перед сваркой удаляют только
шлак.
Основным направлением повышения производительности
труда является применение многорезаковых машин, на ко-
торых можно одновременно вырезать несколько деталей или
выполнять одновременно несколько прямолинейных резов.
При резке сталей больших толщин мундштук резака уста-
навливают под прямым углом к разрезаемой поверхности
134
или с небольшим наклоном в сторону, обратную движению.
При резке толстых листов пли при использовании для подо-
гревающего пламени газов-заменителей ацетилена жела-
тельно в зону реза вводить стальные прутки или железный
порошок, что практически обеспечивает безостановочное
врезание струи кислорода. Повышение скорости резки до-
стигается при резке горячей стали во время прокатки. Ши-
рина реза определяет количество удаляемого металла из
зоны реза, что соответствует количеству расходуемого кис-
лорода.
При машинной резке происходит отставание режущей
струи кислорода. Понижение скорости резки уменьшает
18. Режимы машинной резки низкоуглеродистой стали
Толщина разрезаемого металла, vim	Скорость резки, мм/мин	Давление грежущего кислорода. МПа	Расход газа, мя/ч		Время нагрева металла до температуры воспламене- ния, с
			кислорода	ацетилена	
5	500—530	0,24	0,4—0,5	0.25—0,3	10—12
10	400—450	0,26	0,46—0,6	о,3—0,4	12—13
20	300—340	0,30	0,45—0,6	0,3—0,4	14-15
30	260—290	0,37	0,45—0,6	0.3—0.4 0.35—0,4	15—16
50	210—230	0,40	0,5-0,6		16—18
80	170—190	0,50	0,6—0,8	0,4—0,5	18—20
100	160—180	0,60	0,6—0,8	0,4—0,5	20—25
отставание, такое же действие оказывает увеличение раз-
меров сопла и предварительный подогрев разрезаемого
листа. Ориентировочные режимы машинной резки низко-
углеродистой стали приведены в табл. 18. При переходе
от резки прямоугольных контуров деталей к криволиней-
ным скорость резки снижается.
§ 37.	ПОВЕРХНОСТНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Поверхностной кислородной резкой называется процесс
снятия кислородной струей слоя металла. Поверхностная
резка отличается от разделительной тем, что струя режу-
щего кислорода направляется под острым углом 15—40°
к поверхности металла и перемещается с большой скоростью
вдоль этой поверхности (рис. 67). Несмотря па внешнее раз-
личие поверхностей и разделительной кислородной резки
сущность этих способов одна и та же. В обоих случаях по-
догревающее пламя нагревают до температуры воспламене-
135
ния,- происходит сгорание мстаяяа в ограниченном объемё
и удаление образовавшегося при этом шлака. При поверх-
ностной резке источником нагрева металла является не
только подогревающее пламя резака, но и расплавленный
шлак, который, переме-
Рис. 67. Схема поверхностной кис-
лородной резки:
/ — мундштук, 2 — шлак. 3 — канатка
щаясь по поверхности ме-
талла, подогревает после-
дующие слон металла.
Шлак, получающийся при
поверхностной кислород-
ной резке, отличается от
шлака при разделительной
кислородной резке боль-
шим содержанием несож-
женного железа. В связи с сокращением времени подогре-
ва при поверхностной кислородной резке увеличивается'
скорость резки и повышается производительность труда. =
Поверхностная кислородная резка нашла большое рас-
пространение в металлургической промышленности для уда-
ления поверхностных дефектов литья, в сварочном производ-
стве для вырезки дефектных участков швов и при выполне-
нии ремонтных работ. Процесс поверхностной кислородной
резки протекает устойчиво только в том случае, если на-
правление перемещения резака совпадает с направлением
кислородной струи. При равномерном перемещении резака
в направлении образуемой канавки подогревающее пламя
может, быть выключено.
Существуют два основных способа поверхностной кис-
лородной резки: строжка и обточка. При строжке ре-
зак, как и проходной резец, снимает с поверхности слой ме-
талла определенной ширины и длины. Слой металла может
быть снят за один или несколько проходов в зависимости
ат глубины снимаемого слоя. При обточке резак, как
и токарный резец, совершает поступательное движение
вдоль круглой вращающейся заготовки. В результате об-
точки снимается слой металла определенной глубины.
Преимуществом процесса поверхностной кислородной
резки по сравнению с другими способами удаления поверх-
ностных слоев металла является высокая производитель-
ность, позволяющая удалять ручным резаком до 5 кг метал-
ла в минуту. Вместе с тем при поверхностной кислородной
резке слой металла, прилегающий к обрабатываемой поверх-
ности, быстро нагревается и охлаждается, в результате чего
у высокоуглеродистых и легированных сталей могут воз-
никать на поверхности трещины. Склонность к трещинооб-
136
ркювапию тем болыве, чем больше размеры канавки и выше
содержание в слали углерода и других легирующих элемен-
тов. Нагрева металла до температуры воспламенения осу-
ществляют при наклоне м5'ндштука на 70—80е к поверх-
ности металла. После того как металл нагрет, мундштук
устанавливают под углом 15—40°, пускают струю режущего
кислорода и перемещают резак с заданной скоростью. Глуь
бина и ширина канавки могут быть различными. Глубина-.
i
19.	Режимы поверхностной кислородной резки
Показ pi ели	Помер мундштуки		
	1	2	3	
Давление режущего кислорода,	0,3—0,6	0,3—0,8	0,35—1,0:
МПз			
Скорость резки, м/мин	1,5—8	1,5—10	К&-10
Расход кислорода, м3/ч	18—40	20—55	30—75
Расход ацетилена, м3/ч	0,9-1,0	0,9-1,0	0,9—1,0
Размеры канавки, мм:			
ширина	15—30	18—35	30—50
глубина	2—12	2—16	2—20
канавки увеличивается при увеличении угла наклона мунд-
штука, повышения давления режущего кислорода и умень-
шения скорости перемещения резака вдоль канавки. Ши-
рина канавки определяется диаметром канала режущей
струн кислорода. Режимы поверхностной кислородной резки
приведены в табл. 19.
Контрольные вопросы
1.	Как выполняется подготовка металла к кислородной резке?
2.	Какими основными параметрами характеризуется режим кис-
лородной резки?
3.	Как влияет состав стали на процесс кислородной резки?
4.	Как осуществляется кислородная резка стали малой и боль-
шой толщины?
5.	Как выполняется пакетная резка стали?
6.	Чем характеризуется точность и качество кислородной резки?
7.	Каким способом уменьшают деформации вырезаемых деталей?
8.	В чем заключаются особенности технологии резки различных
профилей металла?
9.	Каковы особенности технологии машинной кислородной резки?
10.	В чем заключается сущность процесса поверхностной кислород-
ной резки?
137
ГЛАВА VH
АППАРАТУРА ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ
§	38. ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ
Кислородной резке подвергаются только те металлы и
сплавы, которые удовлетворяют следующим основным усло-
виям:
1.	Температура воспламенения металла в кислороде
должна быть ниже температуры его плавления. Лучше всех
металлов и сплавов этому требованию удовлетворяют низко-
углеродистые стали, температура воспламенения которых
в кислороде около 1300°С, а температура плавления около
1500°С. Увеличение содержания углерода в стали сопровож-
дается повышением температуры воспламенения в кислоро-
де с понижением температуры плавления. Поэтому с уве-
личением содержания углерода кислородная резка сталей
ухудшается.
2.	Температура плавления окислов металлов, образую-
щихся при резке, должна быть ниже температуры плавле-
ния самого металла, в противном случае тугоплавкие окис-
лы не будут выдуваться струей режущего кислорода, что
нарушит нормальный процесс резки. Этому условию не
удовлетворяют высокохромистые стали и алюминий. При
резке высокохромистых сталей образуются тугоплавкие
окислы с температурой плавления 2000°С, а при резке алю-
миния — оксид с температурой плавления около 2050°C.
Кислородная резка их невозможна без применения специ-
альных флюсов.
3.	Количество теплоты, которое выделяется при сгора-
нии металла в кислороде, должно быть достаточно большим,
чтобы поддерживать непрерывный процесс резки. При рез-
ке стали около 70% теплоты выделяется при сгорании метал-
ла в кислороде и только 30% общей теплоты поступает от
подогревающего пламени резака.
4.	Образующиеся при резке шлаки должны быть жидко-
текучими и легко выдуваться из места реза.
5.	Теплопроводность металлов и сплавов не должна быть
слишком высокой, так как теплота, сообщаемая подогреваю-
щим пламенем и нагретым шлаком, будет интенсивно отво-
диться от места реза, вследствие чего процесс резки будет
неустойчивым и в любой момент может прерваться. При рез-
ке стали сгорание железа в кислороде протекает по реак-
13В
Fe+0,5O 2= FeO-F269 МДж/кмоль,
2Fc+l ,5O2=Fe2O3+272- МДж/кмоль,
3Fe+2,0O2==Fe3O4+276 МДж/кмоль.
Из уравнений следует, что на сгорание 1 кг железа рас-
ходуется 0,38 кг или 0,27 дм3 кислорода, или на 1 см3 желе-
за расходуется 2,1 дм3 кислорода. Действительный расход
кислорода при резке выше, так как от 30 до 50% кислорода
режущей струи тратится на удаление шлака из реза.
В начале газовой резки подогрев осуществляется толь-
ко подогревающим пламенем. Кроме того, подогревающее
пламя на всем протяжении реза подогревает переднюю верх-
нюю кромку разрезаемого металла впереди струи режуще-
го кислорода до температуры воспламенения, обеспечивая
тем самым непрерывность процесса резки. Мощность подо-
гревающего пламени зависит от толщины и химического
состава разрезаемого металла и сплава. Мощность подогре-
вающего ацетиленокислородного пламени для низкоуглеро-
дистой стали в зависимости от ее толщины составляет:
Толщина разрезаемой стали,
мм.............. 3—25	25—50	50—100 100—200 200—300
Мощность пламени, м3/ч 0,3—0,4 0,4—0,5 0,5—0,6 0,6—0,7 0,7—0,8
Чем меньше толщина разрезаемой стали, тем большую
роль играет подогревающее пламя. При резке сталей тол-
щиной до 5 мм 80% общего количества теплоты составляет
теплота подогревающего пламени. С увеличением толщины
разрезаемого металла роль подогревающего пламени в пере-
даче теплоты снижается. При резке сталей толщиной 25 мм
подогревающее пламя передаст металлу 29% теплоты,
остальная теплота получается за счет реакций окисления
железа. Максимальная температура пламени находится на
расстоянии' 2—3 мм от конца ядра, поэтому для наиболее
эффективного нагрева расстояние от конца ядра до поверх-
ности разрезаемого металла должно составлять 2—3 мм.
Подогревающее пламя надо регулировать на несколько по-
вышенное содержание кислорода, так как слегка окисли-
тельное пламя обеспечивает интенсивный нагрев и улучшает
качество реза.
Сжигание металла и удаление продуктов сгорания из
реза осуществляется струей режущего кислорода. Коли-
чество кислорода, проходящего через сопло мундштука,
зависит от конструкции сопла, давления кислорода и ско-
рости истечения струи. При газовой резке требуется опре-
деленное количество кислорода. Недостаток его приводит
к неполному сгоранию железа и неполному удалению окси-
139
дов. а избыток кислорода охлаждает металл. Количество
кисчорода, необходимое для полного окисления разрезае-
мого металла, определяется количеством сжигаемого метал-
ла и средним расходом, на его сжигание.
Скорость перемещения резака должна соответствовать
скорости окисления металла по всей толщине» Скорость
окисления зависит от скорости истечения кислородной
струи» Струя режущего кислорода должна обеспечивать
равномерную ширину реза по всей толщине разрезаемрго
металла. Расход кислорода на выдувание образующихся.в
результате резки оксидов из узкого реза должен быть боль-
шим, чем из широкого. Это происходит из-за того, что цри
узком резе происходит
большая сцепляемость об-
разующихся в процессе
резки шлаков с кромками,
а при увеличении ширины
реза удаляемость шлаков
облегчается.
Характеристика режу-
щей струи кислорода за-
висит от формы (профиля)
каналов сопла мундштука
и их размеров, давления
кислорода перед соплом,
расхода кислорода в еди-
Рис. 68. Форма выходных каналов
режущих сопл в мундштуках:
С — со ступенчатым расширением, б —
без расширения на выходе, в — с плав-
ным расширением на выходе
ницу времени, давления
внутри сопла и скорости
истечения.
При толщине разрезае-
мого металла от 10 до 350 мм
наиболее широкое распространение получили сопла со сту-
пенчатым расширением на выходе (рис. 68, а). Эти сопла при-
меняют при давлении кислорода от 0,3 до 1,2 МПа. При
давлении режущего кислорода на входе в сопло до’0,3 МПа
применяют простое цилиндрическое сопло без расширения
на выходе (рис. 68, б). Эти сопла нашли применение при рез-
ке металла толщиной до 10 мм и свыше 350 мм. Наимень-
шие потери давления режущего кислорода обеспечивают
мундштуки, сопла которых имеют плавное расширение на
выходе (рис. 68, в).
Давление кислорода выбирают в зависимости от толщи-
ны разрезаемого металла и конструкции сопла.
На качество разрезаемых кромок большое влияние ока-
зывает чистота режущего кислорода. От чистоты кислорода
140
’.зависит'его удельный расход'и ‘гфбизводительность резки»
В техническом кислороде содержится от 0,2 до 2% азота,
аргона и других примесей. С понижением чистоты кислоро-
да интенсивность окисления железа замедляется, продол-
 жителыюсть резки и расход кислорода возрастают. Для
компенсации пониженной чистоты кислорода приходится
увеличивать его расход или уменьшать скорость резки. При
понижении чистоты кислорода на 1% удельный расход кис-
лорода возрастает на 25—30%, а продолжительность рез-
ки — на 10—15%. Чистота кислорода влияет на качество
разрезаемых кромок. При кислородной резке наиболее хо-
рошие результаты можно получить при чистоте кислорода
99,7%.
§ 39.	РЕЗАКИ ДЛЯ РУЧНОЙ РЕЗКИ
Резаки служат для смешения горючего газа с кислоро-
дом, образования подогревающего пламени и подачи к раз-
резаемому металлу струи режущего кислорода. Ручные ре-
заки для газовой резки классифицируются по следующим
признакам:
по роду горючего газа, на котором они работают,— для
ацетилена, газов-заменителей, жидких горючих;
по принципу смешения горючего газа и кислорода —
на инжекторные и безынжекторные;
по назначению — на универсальные и специальные;
по виду резки — для разделительной, поверхностной,
кислородно-флюсовой, копъевой.
В настоящее время широкое применение получили уни-
версальные резаки. К универсальным резакам предъявля-
ют следующие основные требования: возможность резки ста-
ли толщиной от 3 до 300 мм и в любом направлении, устой-
чивость против обратных ударов, малая масса и удобство в
обращении.
Как и сварочные горелки, резаки имеют инжекторное
устройство, обеспечивающее нормальную работу при любом
давлении горючего газа. Инжекторный резак отличается от
инжекторной горелки тем, что имеет отдельный канал для
подачи режущего кислорода и специальную головку, кото-
рая представляет собой два сменных мундштука — внутрен-
ний и наружный.
Ацетиленокислородпый инжекторный резак (рис. 69)
состоит из двух основных частей — ствола и наконечника.
Ствол состоит из рукоятки 7 с ниппелями 5 и 6 для присое-
динения кислородного и ацетиленового рукавов, корпуса
141
8 с регулировочными кислородным 4 и ацетиленовым 9 вен-
тилями, инжектора /0, смесительной камеры 12, трубки 13,
головки резака 1 с внутренним мундштуком 14 и наружным
15, трубки режущего кислорода 2 с вентилем 3. Ствол при-
соединяется к корпусу 8 накидной гайкой 11.
Кислород из баллона поступает в резак через ниппель 5
и в корпусе разветвляется по двум каналам. Часть газа, про-
ходя через вентиль 4, направляется в инжектор 10. Выходя
Режущий кислород
Рис. 69. Принципиальная схема инжекторного резака
из инжектора с большой скоростью, струя кислорода созда-
ет разрежение и подсасывает ацетилен, образующий с кис-
лородом в камере 12 горючую смесь, которая, проходя через
зазор между наружными и внутренними мундштуками, сго-
рает, образуя подогревающее пламя.
Другая часть кислорода через вентиль 3 поступает в
трубку 2 и, выходя через центральный канал внутреннего
мундштука 14, образует струю режущего кислорода.
Основной деталью резака является мундштук, который
в процессе резки быстро изнашивается. Для получения ка-
чественного реза необходимо иметь правильные размеры и
необходимую чистоту каналов мундштука. Мундштуки, ко-
торые используются в резаках, разделяются на две группы.
К первой группе относятся цельные неразборные мундшту-
ки (рис. 70, а). Ко второй группе относятся составные мунд-
штуки, состоящие из двух самостоятельных мундштуков,
они имеют кольцевую щель для выхода горючей смеси (рис.
70, б). Горючая смесь поступает по кольцевому зазору меж-
ду внутренним и наружным мундштуками. По центральному
каналу внутреннего мундштука подается режущий кисло-
род.
Конструкции многосопловых составных мундштуков
изображены на рис. 70, в, г. Составные резаки с кольцевой
щелью легче изготовлять и заменять.
Ручной резак РАВ-1 (рис. 71) предназначен для
ручной разделительной резки низкоуглеродистой стали тол-
142
шиной от 3 до 300 мм с использованием подогревающего
Пламени, образующегося ври сгорании смеси ацетилена
с кислородом. Резак — безынжекторный, работает при дав-
Рис, 70. Схемы конструкций мундштуков:
Рис. 71. Ручной резак РАВ-1
левин ацетилена 0,05—0,07 МПа, характеризуется повы-
шенной надежностью против образования обратного удара,
продолжительным временем горения пламени, повышенной
скоростью резки низкоуглеродистой стали, экономичностью
•из
расхода ацетилена. Меняя мундштук, можно применять
различное Горючее. При оснащении приспособлением для-
подачи флюса резак можно использовать для флюсовой рез-
ки легированных сталей, чугуна, цветных металлов, а так-
же неметаллических материалов. Резак состоит из ствола,
который оканчивается присоединительными ниппелями 5
для резинотканевых рукавов, головки /, вентиля 2 для ре-
жущего кислорода, вентиля 3 для кислорода подогреваю-
щего пламени и горючего газа, а также рукоятки 4. На тор-
це мундштука 6 имеется кольцевой ряд отверстий для горю-
чей смеси и канал для режущего кислорода. Источниками
лизания резака газами являются баллоны или рампы бал-
лонов, газопроводы, ацетиленовые генераторы среднего
давления. Масса резака 1,3 кг. Резак комплектуют шестью
сменными мундштуками.
Резак РАП-1 (рис. 72) инжекторного типа предназ-
начен для удаления струей кислорода корней сварных швов
и выправки небольших пороков в стальном литье. Резак
состоит из корпуса 5 и наконечника 1 со смесительной каме-
рой 2 и инжектором 4. На корпусе расположены рукоятка 6
и вентили: 3 — режущего кислорода, 8 — подогревающего
кислорода и 7 — ацетилена. В качестве горючего использу-
ют ацетилен. Расход ацетилена и кислорода для подогреваю-
щего пламени регулируют соответствующими вентилями.
Работа резака основана на использовании инжектирующего
действия струи кислорода, поступающего в резак под дав-
лением, значительно превышающим давление инжектируе-
мого ацетилена. Масса резака 1,2 кг. Резак комплектуют
двумя сменными мундштуками № 1 и 2.
Резак изготовляют с пятью внутренними и двумя наруж-
ными мундштуками и комплектуют циркульным устройством
и тележкой; масса резака 1,78 кг. Резак необходимо содер-
жать в чистоте, прилипшие к мундштуку металлические
брызги необходимо снимать наждачной шкуркой или мел-
ким напильником. Резаку «Факел» присвоен государствен-
ный Знак качества.
Резак универсальный РАУ-70 предназна-
чен для ручной разделительной резки стали с использова-
нием в качестве горючего газа ацетилена. Резак является
резаком инжекторного типа и отличается от других резаков
тем, что узел инжекции резака находится в головке (рис.
73). Резак состоит из головки с инжектором и мундштуком,
корпуса и рукоятки. На рукоятке 3 имеются ниппели 1 и 2
для подачи ацетилена и кислорода. Кислород, проходя че-
рез ниппель в корпус 4, распределяется на два канала, через
144
6 — 463
вентиль 6 он подается в головку резака 7, а через вентиль
5 — в инжектор 5, а из него в смесительную камеру 9. Вы-
ходящий из инжектора кислород создаст разрежение, что
обеспечивает подсос ацетилена в смесительную камеру. Го-
рючая смесь ацетилена и кислорода подастся в кольцевой
Рис. 73. Схема резака РУА-70
зазор, образованный внутренним мундштуком 10 и наруж-
ным 11. Резак оснащается тележкой, которая обеспечивает
постоянный зазор между головкой резака и металлом.
Универсальные резаки инжекторного типа
«Ракета-1» и «Ракета-2» предназначены для ручной раздели-
тельной кислородной резки низкоуглеродистых сталей тол-
щиной от 3 до 300 мм. Резак «Ракета-1» работает на ацетиле-
не, резак «Ракета-2» — на газах-заменителях ацетилена.
У резаков «Ракета-1» и «Ракета-2» узел инжекции нахо-
дится не в корпусе, а в головке резака. Резаки состоят из
ниппелей для присоединения шлангов горючего газа и кис-
лорода. Кислородный рукав присоединяется к штуцеру,
Рис. 74. Схема инжекторных резаков «Маяк-1-02», «Маяк-2-02»
имеющему правую резьбу, а рукав горючего газа — к шту-
церу, имеющему левую резьбу. Перед присоединением аце-
тиленового шланга проверяют подсос. Резаки комплекту-
ют тележкой и циркульным устройством. Техническая ха-
рактеристика резаков «Ракета-b и «Ракета-2» приведена в
табл. 20.
146
20. Техническая характеристика резаков типа «Ракета»
Показатели	Толщина разрезаемой стали, мм					
	2—5	5—25	25—50	50—100	100—200	2 00—300
Номер наружного мунд- штука	J	1	1	2	2	2
Номер внутреннего мундштука	1	2	3	4	5	5
Давление кислорода в рабочей камере редук- тора. МПа Давление ацетилена, МПа Давление газа-замени- теля, МПа	о,3	0,4	0,6	0,8 0, 0,	1,0 001 002	1,2
Расход кислорода, м*/ч	2,5 0,4	4,25	10,0	15,0	26	40
Расход ацетилена, м3/ч Расход	газа-замени- теля, м*/ч;		0,6	0,8	0,9	1,0	1,2
пропаи-бутан	0.3	0,4	0,5	0,6	0.7	0,8
природный газ Масса, кг	0,6	1,0	1,3	1,4 1,	1.6 07	1.9
Примечание. Приведенные в таблице данные давления и рас-
хода ацетилена относятся к резаку «Ракета-1», а давление и расход
газов-заменителей—к резаку «Ракета-2».
Резаки «Маяк-Г-02» и «Маяк-2-02» (рис. 74) инжек-
торного типа предназначены для ручной кислородной резки
низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной
от 3 до 350 мм. В качестве горючего газа используют ацети-
лен и газы-заменители ацетилена. Резаки по конструкции
различаются лишь проходным сечением каналов горючей
смеси и кислорода. В ствол 8 резака по резинотканевым ру-
кавам через ниппель 10 и штуцер подается кислород, а че-
рез ниппель 9 и штуцер — горючий газ. Часть кислорода,
выходя из инжектора 7, через разъем с накидной гайкой за-
сасывает горючее в смесительную камеру 6, после чего полу-
чившаяся горючая смесь по трубке 5 через головку 3 посту-
пает в зазор между мундштуками 1 и 2, образуя подогреваю-
щее пламя. Другая часть кислорода, требуемая для резки,
направляется через вентиль, трубку 4 и головку в централь-
ный канал внутреннего мундштука. Мощность подогреваю-
щего пламени регулируют вентилями. Внутренние мунд-
штуки №1,2 и 3 — шлицевые, № 4 и 5 — цилиндрические,
образующие с наружным мундштуком кольцевой зазор
6*
147
2t, Техническая характеристика резаков «Маям-1-02» и «Маяк-2-02»
Показатели	Го		лщина разрезаемой стали, мм			
	3—5	5—25	25—5 0	50—100	1 00—200	2 00—300
Номер му ндштука: внутреннего	1	2	3	4	5	5
наружного	1	1	1	2	2	2
Давление, МПа: реж ущего к ис л о рода	0,3	0.4	0.5	0,5	1.0	1.2
ацетилена горючего газа Расход, ма/ч: кислорода при рабо-	1,74	3,3	Не Не 7,5	менее С менее С 12,5	),СШ >,005 26	40
те на ацетилене ацетилена	0.4	0.6	0.8	ОД	1,0	1,3
кислорода при ра-	2,5	4,3	8,5	13,5	26	40
боте на газах-заме- нителях пропан-бутана	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
природного газа	0,6	1	1,3	1.4	1.6	1,9
Длина резака, мм Масса с наружным мундштуком № I и внут- ренним № 2, кг				500 1,25		
для подогревающего пламени. Техническая характеристика
ручных резаков «Маяк-1-02» и «Маяк-2-02» приведена в
табл. 21.
Резаки для газов-заменителей ацетилена (пропан-бутан,
метан, природный и городской газы) имеют такое же устрой-
ство, как и анетиленокислородные резаки. Их отличие за-
ключается в том, что они имеют большие проходные каналы
для горючего газа в инжекторе, смесительной камере и
мундштуках. Увеличение сечения проходных каналов обес-
печивает необходимый расход горючего газа для получения
соответствующей мощности подогревающего пламени. Для
резки на гааах-замеиителях ацетилена применяют следую-
щие марки резаков: «Ракета-2», РЗР-2, «Маяк-2».
Ручной резак РЗР-2 предназначен для ручней
кислородной резки сталей больших толщин. Резак отно-
сится к резакам с виутрисопловым смешением горючего
газа и подогревающего кислорода. Резак имеет раздельную
подачу рабочих газов. Для подогревающего пламени в ка-
честве горючего газа используется технический пропан.
Питание резака кислородом и пропаном возможно от
рампы или от цехового трубопровода. Давление кислорода
148
22. Техническая характеристика резака РЗР-З
Показатели	Номер внутреннею мундштука		
	1	2	3
Толщина разрезаемой ста- ли. мм	300—400	500—600	700—800
Расстояние между торцами мундштука и поверхностью разрезаемого металла, мм Расход, м3/ч:	15	15	20—30
кислорода	45—55	70—80	100—115
пропана Давление, МПа:	2,5—3,3	0,0—0.75	0,6—0,75
режущего кислорода на входе в резак	0,5—0,75		
пропана	I	Те пиже 0т05	
Габаритные размеры ре- зака, мм Масса, кг	1	100Х470Х190 5,5	
в трубопроводе должно быть не пиже 1,0 МПа, пропана —
не ниже 0,2 МПа. К головке резака накидной гайкой при-
соединяют наружный и внутренний мундштуки. Подачу
горючего газа, режущего и подогревающего кислорода ре-
гулируют вентилями. Давление режущего кислорода конт-
ролируют манометром. Для поддержания постоянного рас-
стояния между торцом мундштука и поверхностью разре-
заемого металла резак комплектуют двухколесной тележ-
кой, а для резки в труднодоступных местах — одноколес-
ной тележкой. Ролики тележки изготовлены из жаростойкой
стали и защищены щитками от попадания брызг и шлака.
Техническая характеристика резака приведена в табл. 22.
§ 40. КЕРОСИНОРЕЗЫ
<
. Для кислородной резки низкоуглеродистых сталей с ис-
пользованием в качестве горючего керосина применяют ке-
росинорезы двух типов — с испарением и распылением го-
рючего. Керосинорез^ работающий по принципу испарения
горючего, имеет испарительную камеру с асбестовой набив-
кой. В камеру поступает керосин, для испарения которого
камера подогревается дополнительным пламенем. Керосино-
резы, работающие по принципу распыления, имеют спе-
циальное распылительное устройство, проходя через которое
жидкое горючее распыляется, в распыленном виде поступает
в мундштук и там испаряется.
149
Керосинорез состоит из двух основных частей: бачка для
горючего и резака. Бачок для горючего устанавливается на
расстоянии не менее 5 м от баллона с кислородом и не более
3 м от рабочего места резчика. Бачок для жидкого горючего
предназначен для подачи под давлением керосина или бен-
зина в специальный резак или горелку, которые работают
Рис. 75. Бачок для жидкого
горючего:
1 — воздушный насос, 2 — ма-
нометр, 3 — дужка, 4 — запор-
ный вентиль, 5 — корпус, 6 —
кольцо, 7 — штуцер для присое-
динения шланга. 3 — штуцер
для заливки горючего
на жидком горючем. Для питания керосинорезов применяют
бачок Б Г-68.
Бачок для жидкого горючего представляет собой сварной
цилиндрический сосуд со сферическим днищем и сфериче-
ской крышкой. Бачок БГ-68 (рис. 75) состоит из корпуса 5,
воздушного насоса 7, запорного вентиля с маховичком 49
штуцера для заливки горючего 8, спускной пробки и шту-
цера 7 для присоединения шланга, по которому горючее из
бачка попадает в горелку или резак, дужки 3 и кольца 6.
Горючее для подачи в горелку или резак вытесняется из
бачка воздухом под давлением 0,3 МПа. Давление создается
150
ручным воздушным насосом. Воздух из насоса по трубке,
припаянной к корпусу клапана, поступает в пространство
над горючей жидкостью. Бачок заполняют горючей жид-
костью на 3/4 полезной емкости бачка через штуцер 8 для
заливки горючей жидкости. Штуцер вваривается в верх-
нюю сферическую крышку. При отборе горючего давление
в бачке будет падать, поэтому необходимо периодически под-
качивать воздух ручным воздушным насосом /. Давление
в бачке контролируется манометром 2. /Масса бачка БГ-68
4,0 кг.
Перед заливкой горючей жидкости в бачок необходимо
убедиться в его чистоте, проверить исправность манометра
и ручного воздушного насоса. При заливке горючее фильт-
руется через войлок, который укладывается в воронку; го-
рючей жидкости наливается не больше 5,5 дм3. Воздуш-
ным насосом поднимается рабочее давление до 0,3 МПа. При
подаче горючей жидкости необходимо открыть вентиль для
подачи горючего из бачка и вентиль горючей жидкости на
резаке или горелке до тех пор, пока горючая жидкость не
пойдет через мундштук. Бачок эксплуатируется только в
вертикальном положении.
Схема работы резака с испарителем представлена на
рис. 76. Керосин из бачка по шлангу через ниппель, трубку
8 и вентиль 7 поступает в асбестовую набивку испарителя
11. Кислород через вентиль 9, проходя инжектор 4, посту-
пает в головку резака 3. В головке 3 кислород смешивается
с парами керосина, образуя горючую смесь. Испаритель
11 нагревается пламенем вспомогательного мундштука 12.
Образовавшаяся горючая смесь в смесительной камере го-
ловки выходит наружу через кольцевой зазор между мунд-
штуком / и 2, образуя подогревающее пламя. Состав подо-
гревающего пламени и его мощность регулируют вентилем
9 и маховичком 10, который изменяет положение инжекто-
ра в смесительной камере. Режущий кислород проходит
через вентиль 6 и по трубке 5 направляется в центральный
канал мундштука 1. В рукоятке размещены трубки для под-
вода керосина и кислорода.
Керосинорез, работающий по принципу механического
распыления горючего, имеет резак (рис. 77), состоящий из
головки /, наружного мундштука 2 и внутреннего 39 кис-
лородопровода для подогревающего кислорода 4. Горючее
из бачка по керссиностойкому шлангу поступает в фильтр
и через регулирующий вентиль в трубку — распылитель-
ное устройство головки резака. Кислород из шланга, прео-
долевая сопротивление возвратной пружины клапана, по-
151
ступает в корпус, разветвляясь по двум каналам, проходит
к регулировочному вентилю подогревающего кислорода и
к вентилю режущего кислорода. По трубке кислород посту-
пает в распылитель и, выходя из бокового отверстия, распы-
\ х исноииое пмюгреЬающее пламя
Режущий кислород
Рис. 76. Резак керосинореза с испарителем
Рис. 77. Резак керосинореза с распылением горючего
ляет струю жидкого горючего, проходящего через пентраЛь-'
вый канал распылителя. Образовавшаяся смесь горючего с ‘
кислородом по цилиндрическому каналу поступает в коль--
девой зазор между наружным и внутренним мундштуками, ’
соприкасаясь с нагретой стенкой наружного мундштука (при’
установившемся процессе резки), испаряется и в парообраз-
ном состоянии выходит из мундштука через сопло подогре-
вающей смеси. Режущий кислород поступает в головку1
резака, режущее сопло и зону резки. Техническая характе-
ристика керосинореза РК-62 приведена в табл. 23.
152
23. Техническая характеристика керосинореза РК-62
Показатели	Толщина разрезаемой стали, мм			
	20	2 0—5 0	50—100	100—200
Лявление керосина б бачке, МПа Давление кислорода, МПа	0,15—0,3	0,15—0,3	0,15—0,3	0,15—0,3
	0,4-0,5	0,5—0,7	0,7-0,9	0,7—0,9
Номер внутреннего мундштука	1	2	3	4
Расход керосина, кг/ч	0.Р—0,9	0.9—1	1,3—1	1.3—2.0
Расход кислорода, м3/ч	6	6—10	10—20	20—36
Скорость резки, мм/мил Габаритные размеры, мм Масса резака, кг	300—500	J 50—300 560х и	100—150 170x90 53	7-5—100
Для защиты кислородных рукавов от разрывов и загора-
ния при обратных ударах пламени необходимо пользовать-
ся предохранительным клапаном ЛКО-2-74 (рис. 78), при-
соединяемым к кислородному штуцеру резака. Кислород
из рукава поступает во внутреннюю полость
канала штуцера и затем, преодолевая сопро-
тивление прижимной пружины, перемещает
золотниковый клапан и через образовавшийся
зазор по пазам в клапане направляется в кор-
пус резака. При возникновении обратного
удара взрывная волна воздействует на пло-
щадь торца клапана и перемещает его к сед-
лу. Лодача кислорода в клапан мгновенно
прекращается.
Керосинокмслородный резак РК-71 пред-
назначен для кислородной резки стали толщи-
 Рис. 78:Пре-
дохранитель-
ный клапан
ной от 5 до 200 мм. Это резак инжекторного ти-
па с использованием смеси керосиновых пдров с.'"лк<>2-74
KiKJjbpoAQM. Резак работает по принципу пред-.
варителыюго испарения жидкого горючего до поступления
его в головку за счет тепла дополнительного пламени. Ре-,
зак РК-71 (рис. 79) состоит из корпуса / с вентилями для
кислорода и керосина и маховичком, которые регулируют
подогревающее пламя. К корпусу накидной гайкой крепит-
ся испаритель 3, где происходит испарение горючей жидко-
сти з.а счет тепла подогревающего пламени. Горючая смесь
поступает из испарителя в инжекторно-смесительную ка-
меру 2. Головка 4 состоит из сменных наружного 5 и впут-
153
реннего мундштуков и подогревающего сопла 6. Штуцера
7 со съемными ниппелями служат для присоединения шлаи-
гов кислорода и горючей жидкости. Резак РК-71 комплек-
туют четырьмя внутренними и двумя наружными мунд-
штуками.
Для подачи горючей жидкости используются бачки БГ-
63 или БГ-68, подача осуществляется под давлением ОД 5—
0,3 МПа. Для предохранения от обратных ударов применяв
Рис. 79. Схема керосинореза РК-71
ют специальный предохранительный клапан Л КО-2-74, ко-
торый присоединяют к кислородному штуцеру резака. Ре- '
зак РК-71 дает более стабильное подогревающее пламя и рас-
ходует меньше горючей жидкости, чем резак РК-62. Техни-
ческая характеристика резака РК-71 приведена в табл. 24.
В настоящее время ВНИИавтогенмаш разработал кон-
струкции керосинорезов, которые работают на принципе
механического распыления горючей жидкости. Распыление
происходит непосредственна в головке резака специальным
24. Техническая характеристика резака РК-71
Толщина разрезаемой стали, мм
Показатели	Б—10	10—30	30—60	60—120	120—200 I
Давление кисло- рода в рабочей ка- мере редуктора, МПа	0,3	0,4	0,4	0,5	0,6	i
Давление керо- сина в бачке, МПа	0,15—0,3	0,15—9,3	0,15—0,3	0,15—0,3	0,15-0,3
Расход кислоро- да, м3/ч Расход керосина, кг/ч	2,8 ,	6	12	18	23	1
	0,5—0,8	0,6—0,8	0,7—0,9	0,9-1,2	1,2-1,5
Номер внутрен- него мундштука	1	1	1	2	
154
соплом распылителя. Отличие этих резаков от инжекторных
состоит в том, что у них горючая жидкость и кислород по-
догревающего пламени проходят в головке резака и в мунд-
штуке по отдельным кольцевым каналам. Смешение газов
происходит на выходе из мундштука. Горючая жидкость из
бачка по керосиностойкому шлангу проходит через фильтр,
регулирующий вентиль и по трубке поступает в распыли-
тельное устройство головки резака. Кислород поступает в
распылитель но трубке через регулировочный вентиль. Вы-
ходя из бокового отверстия распылителя, кислород распы-
ляет струю жидкого горючего. Образовавшаяся горючая
смесь подается в зону резки через кольцевой зазор между
наружным и внутренним мундштуками, а режущий кисло-
род — через внутренний мундштук.
При работе с керосинорезами необходимо выполнять
следующие правила: перед работой тщательно проверить
плотность всех соединений, осмотреть резак, керосиновый
бачок и убедиться в их исправности, перед заливкой в бачок
профильтровать керосин через слой войлока и кусковую
каустическую соду для очистки от механических примесей.
Давление в бачке должно быть меньше рабочего давления
кислорода, в противнем случае керосин проникнет в кис-
лородные каналы резака и кислородный рукав, что может
привести к обратному удару. Бачок наполняется жидкостью
не более 3/4 полной вместимости бачка. Перед зажиганием
керосинореза испаритель подогревают паяльной лампой или
в жестяную банку, наполненную ветошью, сливают немного
горючей жидкости, поджигают ее и пламенем подогревают
испаритель. После этого зажигают подогревающее пламя.
Мощность подогревающего пламени регулируют вентилями
горючей жидкости подогревающего кислорода и маховичком.
При прекращении работы необходимо сначала закрыть
вентиль режущего кислорода, затем прекратить подачу в
резак керосина и перекрыть вентиль подогревающего кис-
лорода, после чего снять давление в бачке с помощью спуск-
ного вентиля. При несоблюдении мер безопасности возни-
кают хлопки и обратные удары пламени. Обратные удары
вызываются перегревом головки керосинореза, засорением
выходных каналов мундштуков, попаданием керосина в кис-
лородные каналы, ослаблением накидной гайки мундштука
или смесительной камеры. При хлопках и обратных ударах
закрывают кислородный вентиль и вентиль горючего, а по-
том вентиль режущего кислорода. При засорении каналов
мундштуков необходимо прочищать их медной или алюми-
ниевой иглой.
155
При длительной работе необходимо периодически ох-
лаждать головку керосинореза в воде, при этом кислородный
вентиль должен быть открыт, чтобы предупредить попадание
воды в головку керосинореза. Необходимо не реже одного
раза в неделю разбирать испаритель, очищать инжектор от
грязи, а асбестовую оплетку промывать в горячей воде.
Если оплетка перегорела, ее заменяют новой. Не реже од-
ного раза в месяц резак и бачок проверяют на газонепро-
ницаемость, а результаты проверки заносят в специальный
журнал.
§ 41.	ВСТАВНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЗАКИ
При выполнении ремонтных и монтажных работ необ-
ходимо часто подгонять свариваемые детали, т. е. перехо-
дить от сварки к резке и наоборот. В этих случаях в целях
экономии времени целесообразно пользоваться вставными
резаками.
Конструктивно вставные резаки однотипны и отличаются
только устройством мундштуков. Вставные резаки присое-
диняют к стволу горелки вместо сменного наконечника.
Вставной резак РГМ-70, обладающий малой мощностью, при-
соединяют к горелке ГС-2; Остальные резаки присоединяют
к горелке ГС-3,
Вставной универсальный резак РГС-70
(рис. 80) инжекторного типа предназначен для ручной раз-
156
25. Техническая характеристика резака РГС-70
Показатели
Толщина разрезаемой стали»
мм
3—30	30—70
Номер наружного мундштука
Номер внутреннего мундштука
Давление кислорода в рабочей камере
редуктора, МПа
Давление ацетилена, МПа
Расход кислорода, м\'ч
Расход ацетилена, м3/ч
Длина резака, мм
Масса резака, кг
1 1
2	3
0,3-0,4	0,4—0,6
0,001—0.01
3,5	]	5-10
0,4—0.5 I 0,5—0,6
282
0,611
делительной резки низкоуглеродистой стали толщиной от
3 до 70 мм. Подогревающее пламя образуется при сгорании
ацетилена в струе кислорода. Резак присоединяют к стволу
горелок типа ГС-3 и «Звезда» накидной гайкой 7. Резак со-
стоит из корпуса 4, головки 3, наружного 1 и внутреннего
2 мундштуков, инжектора 5» вентиля режущего кислорода
6 и соединительных трубок. Кислород, подводимый к ре-
заку, распределяется на два потока, один направляется к
инжектору 5 и подсасывает ацетилен для образования го-
рючей смеси подогревающего пламени, другой поступает
Рис. 81. Схема вставного резака РАЗ-70:
j — мундштук, 2 *— вентиль режущего кислорода, .5 — присоединительный узел,
4 — инжектор, 5 — накидная гайка» t — смесительная камера
в канал режущего кислорода мундштука через вентиль 6.
Основные технические данные резака РГС-70 приведены
в табл. 25
Вставной резак РГМ-70 комплектуют со сварочной горел-
кой «Звездочка», он предназначен для разделительной резки
пизкоуглеродистых сталей толщиной от 3 до 50 мм. Резак
РГМ-70 по своей конструкции • аналогичен резаку РГС-70.
157
26. Техническая характеристика резака РАО-70
Показатели
Толщина разрезаемой стэли,
мм
5—30
ЗГ—50
Диаметр вырезаемых отверстий, мм
Номер наружного мундштука
Номер внутреннего мундштука
Давление кислорода в рабочей камере
редуктора, МПа
Давление ацетилена, МПа
Расход кислорода, м8/ч
Расход ацетилена, м3/ч
Масса резака, кг
25—100
1
2
0,3—0,4
25—100
3
3
0,4—0,5
0,001—0,01
3—5	|	5—8
0,3—0.5 I 0,5—0,6
0,683
Вставной резак РАЗ-70 (рис. 81) представляет
собой инжекторный резак, присоединяемый к горелкам типа
ГС-3 или «Звезда». Он предназначен для срезки заклепок.
Особенность этого резака заключается в плоской форме
мундштука, которая позволяет полностью срезать головку
.заклепки. В мундштуке просверлено три канала, по двум
боковым каналам подается смесь кислорода с ацетиленом,
а по среднему — режущий кислород. Резаком РАЗ-70 мож-
но срезать заклепки диаметром до 70 мм.
Резак РАО-70 предназначен для вырезки отверстий
диаметром от 25 до 100 мм в листах из низкоуглеродистой
стали толщиной до 50 мм. Резак имеет прямую голову, на
которую крепят циркульное устройство, обеспечивающее
возможность точной вырезки отверстий определенного диа-
метра в листовых конструкциях. Основные технические дан-
ные вставного резака РАО-70 приведены в табл. 26.
Универсальные вставные инжектор-
ные резаки РАВ-2 и РАВ-3 (рис. 82) предназначены
для ручной разделительной резки низкоуглеродистых ста-
лей с использованием ацетиленокислородного пламени. Ре-
зак РЛВ-2 присоединяют к стволу сварочной горелки типа
ГС-2, резак РЛВ-3 —к стволу горелки типа Г-3. Каждый
резак состоит из наконечника со сменными внутренним 2
и наружным / мундштуками, ствола 3, наконечника с на-
кидной гайкой 4, корпуса 6, вентилей 8 для пуска и перекры-
тая кислорода для резки и регулирования расхода кисло-
рода через инжектор 5. В корпус вентиля ввертывается шту-
цер 7, обеспечивающий подачу к нему кислорода из ствола
горелки. С горелкой типа ГС-2 резаки обеспечивают резку
сталей толщиной до 80 мм, типа ГС-3 — до 140 мм. Резаки
158
можно использовать для нагрева деталей, подготовки кро-
мок под сварку и пробивки отверстий в стальных заготов-
ках толщиной до 30 мм, при оснащении циркульным уст-
ройством — для резки фланцев, вырезки отверстий, при ос-
нащении флюсопитателем — для резки легированных сталей*
Рис. 83. Схема вставного резака РАТ-70
Резаки могут входить в состав газосварочных комплек-
тов КГС-1, КГС-2 и установки «ПУРС-2». По своему назна-
чению резаки РАВ-2 и РАВ-3 могут заменить резаки «Маяк-
1», «Факел» и др., обеспечивая резку 80—90% толщин ста-
ли, применяемой в машиностроении. Масса резака РАВ-2
0,59 кг, РАВ-3 0,6 кг.
Инжекторный вставной резак РАТ-70
(рис. 83) предназначен для резки труб при ремонтных и
монтажных работах. Резак присоединяют к стволу горелки
ГС-3 и «Звезда» накидной гайкой 3. Головка резака 1 состо-
ит из опоры 9 и мундштука 8, который присоединяется к го-
ловке накидной гайкой 7. Опора 9 служит для поддержания
.159
постоянного расстояния между мундштуком и поверхностью
трубы. Корпус состоит из вентиля режущего кислорода 2 и
инжектора 4. К корпусу накидной гайкой 5 подсоединяется
смесительная камера 6. Резаком РАТ-70 можно резать тру-
бы диаметром не менее 45 мм с толщиной стенки от 3 до 20 мм.
Масса резака 0,605 кг.
§ 42.	ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С РЕЗАКАМИ
Перед началом работы необходимо ознакомиться с ин-
струкцией по эксплуатации резака и убедиться в его исправ-
ности. Прежде чем начать работу, проверяют правильность
присоединения шлангов к резаку (кислородный шланг при-
соединяют к штуцеру с правой резьбой, шланге горючим га-
зом — к штуцеру с левой резьбой), инжекцию в каналах го-
рючего газа, герметичность всех разъемных соединений.
Утечку газа в резьбовых соединениях устраняют их подтя-
гиванием. Резиновые сальниковые уплотнения вентилей
смазывают специальной смазкой ЦИАТИН-221 или глице-
рином. Рабочее давление кислорода и ацетилена устанав-
ливают в соответствии с эксплуатационной характеристикой.
Резак зажигают в такой последовательности. Открывают
па 1 —4 оборота вентиль подогрева кислорода и создают раз-
режение в газовых каналах, затем открывают вентиль для
газа и зажигают горючую смесь. Подогревающее пламя ре-
гулируют кислородным и газовым вентилями. После этого
приступают к резке. Металл нагревают подогревающим пла-
менем до соломенного цвета, открывают вентиль режущего
кислорода и выполняют резку. Если нужно погасить пламя,
то в первую очередь перекрывают вентиль горючего газа, а
затем — кислородный. В процессе резки по мере нагрева
мундштука необходимо регулировать подогревающее пла-
мя, доводя его до нормального. При сильном нагреве нако-
нечника его охлаждают водой. Чтобы вода не попадала в
каналы резака, закрывают только газовый вентиль, остав-
ляя кислородный открытым. При засорении каналов мунд-
штуков их прочищают медной или алюминиевой иглой. При
разборке резаков сначала отсоединяют ствол от корпуса, за-
тем из корпуса вывертывают кислородный и газовый вентили,
инжектор и снимают наружный и внутренний мундштуки.
При резке могут возникнуть следующие неисправности:
отсутствие подсоса в канале горючего газа, вентили не пере-
крывают подачу газа, частые хлопки пламени, утечка газа
в соединениях и др. Отсутствие подсоса в газовом канале
возникает из-за засорения инжектора, смесительной каме-
ры и каналов мундштука, плохой затяжки инжектора и на-
160
кидной гайки смесительной камеры. Если вентили не пере-
крывают подачу газов, то это может быть вызвано попада-
нием песчинок и других частиц между седлом и шпинделем
или эллипсностью седла корпуса.
Частые хлопки пламени возникают при засорении мунд-
штука, инжектора и смесительной камеры, при перегре-
ве мундштука или недостаточном давления подогреваю'
щего кислорода. Утечка газа в соединениях вызывается
ослаблением соединений и износом прокладок. Все мелкие
Рис. 84. Простейшие приспособления для резки:
а _ для вырезки фланцев, б — для вырезки отверстий, * — для резки труб»
г — для пакетной резки
неисправности — перекос мундштуков, негерметичность
соединений, прочистка инжектора и каналов мундштуков,
снятие нагара и брызг с поверхности мундштука и др.—
устраняет резчик во время работы. Более сложный ремонт,
требующий специального инструмента, выполняется с раз-
решения руководства предприятия.
161
Для повышения производительности ручной газовой
резки целесообразно пользоваться специальными приспо-
соблениями. На рис. 84 приведены примеры использования
простейших приспособлений.
§ 43.	МАШИНЫ ДЛЯ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ
Машины для кислородной резки применяют для сокраще-
ния объема тяжелого ручного труда, повышения произво-
Рис. #5. Схема
машинного реза-
ка равного дав-
ления
дительностп и улучшения качества резки.
Согласно ГОСТ 5614—74, машины, приме-
няемые при кислородной резке, делят на
два основных типа: стационарные и пере-
носные.
Стационарные машины разделяют:
по конструктивному исполнению — на
портальные (II), которые располагаются
непосредственно изд разрезаемой деталью,
портальпо-копсольпые (Лк), когда над
разрезаемой деталью располагается только
консоль, и шарнирные (III);
по способу резки — на кислородные
(К), кислородно-флюсовые (Кф), плазмен-
но-дуговые (Пл), газолазерные (Гл);
по способу движения пли системе кон-
турного управления — па линейные (Л)
для прямолинейной резки; магнитные (М)
по стальному копиру для фигурной резки;
фотокопировальные (Ф) по чертежу для фи-
гурной резки; цифровые программные (Ц)
для фигурной резки;
по технологическому назначению — для
раскройных работ (Р), для точной прямо-
линейной и фигурной вырезки деталей (Т),
универсальные для прямолинейной и фигур-
ной вырезки деталей (У), для с^игурной
вырезки малогабаритных деталей (М).
Переносные машины разделяют:
по способу резки — на кислородные (К),
плазменно-дуговые (Пл);
по способу движения или системе кон-
турного управления — ко разметке (Р),
циркулю (Ц), направляющим (И), гибкому
копиру (Г).
Каждая кислородная машина состоит из
несущей части, резака (одного иля не-
скольких), пульта управления, ведущего механизма.
Стационарные машины изготовляюг трех классов точ-
ности исполнения заданного контура детали. ГОСТ
5614—74 устанавливает следующие допускаемые откло-
нения по классам точности машин: 1-й класс ±0,5 мм;
2-й — ±1,0 мм; 3-й — ±1,5 мм. Основным рабочим инстру-
ментом машины для кислородной резки металлов является
машинный газовый резак. Машинные газовые резаки отли-
чаются от ручных тем, что у них нет рукоятки, их кропят
непосредственно к корпусу машин. Применение такого или
иного резака определяется типом машины. Используются
следующие основные типы машинных резаков: инжектор-
ные, равного давления и внутрисоплового смешения. Ма-
шинные резаки состоят из корпуса с запорными вентилями,
ствола резака, который закрепляется непосредственно в суп-
порте машины и головки с мундштуками.
Резаки равного давления не имеют инжектора (рис. 85).
Кислород подается через центральное отверстие /, а горю-
чий газ — через боковое отверстие 2. Смесь газов по каналу
3 и трубке 4 поступает в головку резака. Для поддержания
равного давления газов перед резаком устанавливается спе-
циальный регулятор давления.
Резаки с внутрисопловым смешением имеют многофа-
кельпые мундштуки, в каналах которых и происходит
смешение газов. Мундштуки, которые используют на машин-
ных резаках, подразделяют на цельные и разъемные. Цель-
ные изготовляют со сверлеными каналами для горючей
смеси и режущего кислорода, разъемные состоят из наруж-
ного и внутреннего мундштуков. У стационарных машин
основным узлом, автоматизирующим процесс резки, явля-
ется система копирования. В таких машинах применяют
принципы механического, электромагнитного, фотоэлект-
ронного, дистанционно-масштабного и программного копиро-
вания. Ведущий механизм обычно размещается в корпусе
машины, но может выполняться также отдельно в виде ве-
дущей головки. Для привода ведущего механизма исполь-
зуется ручной, механический, воздушный и электрический
привод. В большинстве переносных и стационарных машин
используется электрический привод.
Механическое копирование осуществляется механиче-
ской головкой по чертежу или разметке. Резак воспроизво-
дит точную копию вырезаемой детали при повороте от руки
ведущего ролика машины, который перемещается рядом с
чертежом по поверхности копировального стола; так мож-
163
по резать по прямой, а при оснащении механической голов-
ки и циркульным устройством — по окружности.
Электромагнитное копирование осуществляется магнит-
ной головкой. При электромагнитном копировании магнит-
ный палец (стальной цилиндрический стержень с накаткой)
получает вращение от электродвигателя через редуктор,
В результате магнитный палец притягивается к рабочей
кромке стального копира и обкатывает контур копира. Ре-
зак жестко связан с магнитной головкой и вырезает детали
такой же формы и размеров, что и копир. Копиры изготов-
ляют из листовой низкоуглеродиетой стали толщиной 5—
8 мм.
Фотоэлектронное копирование осуществляется по чер-
тежу, выполненному тушью на бумаге, на прямоугольно-
координатных параллелограммных машинах, которые осна-
щены механическими головками. Принцип фотокопирования
заключается в том, что расположенный на копировальной
части источник света дает через систему линз световой пу-
чок, который, падая на наклоненное зеркало, фокусирует-
ся в яркое, пятно на поверхности чертежа. Находящийся в
закрытой коробке фотоэлемент воспринимает только лучи,
которые отражаются от белого фона чертежа, а когда све-
товое пятно попадает на черную линию, фотоэлемент свето-
вых лучей не принимает. В газорезателъных машинах при-
меняют амплитудные и импульсные фотокопировальные
системы.
В машинах с программным управлением автоматизиро-
ваны все операции резки. Такие машины обеспечивают ав-
томатическое зажигание пламени, автоматическое регули-
рование всех параметров режима резки: расстояние от сопла
до поверхности металла, мощность и состав пламени, ско-
рость резки, а также пуск и перекрытие газовой и кислород-
ной струй.
Стационарная машина АСШ-70 предназна-
чена для ацетнленокислороднсй резки сталей толщиной от
5 до 100 мм. Машина работает по принципу магнитного ко-
пирования, она оснащена магнитной головкой, палец кото-
рой обкатывает неподвижно закрепленный стальной копир.
Машина АСШ-70 оснащена специальной приставкой дая
одновременной вырезки нескольких деталей (до трех) и цир-
кульным устройством для вырезки фланцев, дисков и отвер-
стий без копира. Техническая характеристика машины
АСШ-70 приведена в табл. 27.-
•Машины «Днепр» однотипны по конструкции и отлича-
ются друг ст-друга шириной обработки и числом резаковых
164
27. Техническая характеристика машины АСШ-70
Показатели
Размеры вырезаемых деталей при резке» мм:
одним резаком
тремя резаками
Скорость резки, мм/мин
Толщина разрезаемой стали, мм
Максимальный расход газов на один резак,
м3/ч:
кислорода
ацетилена
Размеры машины, мм:
длина
ширина
высота
Масса, кг
ЛСШ-70
1000X1000
750x1500
До 500x500
100—4000
5—100
10
1
18Ю
1500
1750
500
суппортов. Машины представляют собой портал прямоуголь-
ной формы. Для повышения точности обработки они имеют
реечные зацепления па продольном и поперечном ходу-
Электрическая часть выполнена по блочной схеме с исполь-
зованием стандартных логических элементов. Машины осна-
щены плавающим устройством для резаковых суппортов,
дистанционным управлением подачей газов и зажиганием
Рис. 85. Внешний вид машины «Днепр-8К2»
резаков. Для удобства обслуживания на портале имеется
площадка с креслом для резчика и пультом управления.
Машина «Днепр-8К2» (рис. 86> предназначена* для '
кислородной прямолинейной резки стальных листов. Бла-
годаря значительной ширине обработки и большому коли-
честву резаков машина может одновременно обрезать не-
сколько листов, может выполнять прямолинейную обрезку
кромок листа без скоса и с подготовкой кромок под сварку.
Резаковые суппорты оснащены автоматическим плавающим
устройством, обеспечивающим поддержание заданного рас-
169
28. Техническая характеристика машин «Днепр»
Показатели	«Диспр‘2,5К2»	«Днепр-5 К 2®	«Дхегр-8К2»
Класс точности машин по	2	2	2
ГОСТ 5614—74 Габаритные размеры об- рабатываемого листа, мм: длина	8000	8000	8000
ширина	2500	5600	8000
толщина	5-160	5—250	5—160
Число резиновых суппор-	2	2	4
тов, шт. Скорость перемещения ре- заков, мм/ми я: наибольшая	2000	2000	2000
наименьшая	100	100	100
Паи бол ь шее ч мело одно-	6	6	12
временно работающих реза- ков, шт. Наибольший расход газов на один резак, м3/ч: кислорода	12	12	12
ацетилена	1,0	1.0	1,0
иропаи-бутана	0,65	0,65	0,65
Масса, кг: машины с рельсовым	3040	4550	4850
путем ходовой части .май:ины	1600	3000	3400
стояния между резаком и поверхностью металла. Основные
технические данные машин «Днепр» приведены в табл. 28.
М а ш и н ы «Юг» однотипны по конструкции и отлича-
ются друг от друга шириной обработки. Они предназначены
для кислородной вырезки фигурных деталей из стального
листа. Это машины портального типа с масштабным фото-
электронным контурным управлением. Резиновые суппорты
имеют автоматическое устройство, обеспечивающее под-
держание заданного расстояния между резаком и поверх-
ностью металла и дистанционное зажигание резаков. При-
воды продольного и поперечного ходов — реечного типа.
Основные технические данные машины модели «Юг» для
фигурной резки листов приведены в табл. 29.
Стационарная резательная машина
СГУ-61 (рис. 87) консольного типа предназначена для вырез-
ки деталей и заготовок различной формы из листов 2000 х
X 600С мм толщиной от 5 до 300 мм. Машина выполняет два
взаимно перпендикулярных движения: продольное движе-
166
29. Техническая характеристика машин «Юг»
Показ атели	«Юг-2,5К1,6»	«ЮГ'5К/1>	«Юг-8 К 4»
Габаритные размеры обрабаты- ваемого листа, мм:			
длина	8000	8000	8000
ширина	2500	5000	8000
толщина	5—100	5—100	5—100
Число резаков суппортов, шт. Наибольшее число одновременно	2	2	4
работающих резаков, шт.:			
при основном комплекте по-	2	2	4
ставки			12
при поставке трех резаковых блоков	3	6	
			
Скорость перемещения в автома- тическом режиме, мм/мин:	1600		
наибольшая		4000	4000
наименьшая	100	100	100
Класс точности машины по ГОСТ 5614—74	2	2	2
Масштаб копирования	5:1 и 10:1	10:1 и	10:1 и
		20:1	20:1
Наименьший диаметр вырезае- мых деталей, мм:	гА		
при вертикальном резе	50	50	50
со скосом кромок под сварку	300	300	300
Наибольший угол скоса кромок (к вертикали), град	50	50	50
Наибольший расход газов на один резак, м3/ч:	12 1.0		
кислорода		1?	12
ацетилена		1.0	1,о
пропан-бутана	0,65	0,65	0,65
Рабочее давление газов (перед машиной). МПа:	1,2		1.2
кислорода		1,2	
ацетилена	0,12	0,12	0,12
пропан-бутапа Габаритные размеры ходовой	0,12	0,12	0,12
части, мм:			
длина	4060	7160	10 160
ширина	2400	2400	2400
высота	1570	1570	1 570
Колея рельсового пути, мм	3300	6400	9400
167
ние тележки машины вдоль рельсового пути и поперечное
движение резаковых суппортов по рельсовой направляю-
щей консольной части фермы тележки.
Машину СГУ 61 комплектуют механической и магнит-
ной головками. С помощью механической головки выполня-
ют прямолинейную резку листов толщиной до 120 мм. При
Рис. 87. Внешний вид газорсзательмой машины СГУ-61
прямолинейной резке листы можно одновременно резать
четырьмя резаками, а также вырезать ио окружности диа-
метром от 240 до 2000 мм. С помощью магнитной головки вы-
резают детали по стальным копирам. Копировальный стол
у машины — подвижной, что позволяет перемещать разре-
заемые листы и не переставлять копиры. Машину устанав-
ливают на опоры /, рельсовый путь 2 состоит из трех сек-
ций — концевой и двух приставных. Общая длина рельсов
позволяет резать листы длиной до 8 м. К балкам жесткости
портальной и консольной частей'фермы крепят направляю-
щие поперечного хода <?, которые в портальной части служат
для перемещения ведущего механизма-4, а в консольной
части — резаковых суппортов 13. Ведущий.механизм. 4 й
резаковые суппорты 13 жестка соединены между собойтруб-
чатой штангой 5, этим обеспечивается точное повторение
движений суппортов с резаками и магнитного ролика по
кромке копира, а при механическом копировании — веду-
щего ролика по копировальному столу. Ведущий механизм
4 состоит из электродвигателя постоянного тока напряже-
нием 220 В, мощностью 120 Вт, редуктора и двух сменных
копировальных головок (электромагнитной и механической).
1Ь8
При резке по копиру к ведущему механизму присоединяют
электромагнитную головку, а на копировальном столе
электромагнитами закрепляют копир. При резке по черте-
жу, который закрепляется на копировальном столе машины,
к ведущему механизму 4 присоединяют механическую го-
ловку с рифленым роликом. Ролик опирается на копиро-
вальный стол и приводится в движение электродвигателем.
Пульт управления машиной 12 устанавливается на конце
консоли тележки продольного хода. Тележка продольного
хода состоит из двух кареток 6, а ферма 7 — из двух сим-
метричных частей, скрепленных между собой винтовой стяж-
кой 8. Машина имеет два однорезаковых суппорта. Резаки
поднимаются электродвигателем 11. На машине установлен
релейный блок 9. Ацетилен и кислород подаются по резино-
тканевым шлангам, которые крючками поддерживаются на
каретке 10.
На базе машины СГУ-61 создана машина СГФ-2
с приставным масштабным фотокопировальным устройст-
вом. На машине СГФ-2 вместо ведущего механизма магнит-
ного копирования устанавливается второй суппорт с реза-
ком, а вместо, стола для укладки стальных копиров—до-
полнительный раскройный стол, поэтому на машине можно
обрабатывать одновременно /два листа. Резаки имеют ди-
Рис, 88. Фотокопировальная машина «Одесса»:
/ — штанга с резанами, 2 — привод поперечного кода, 3 — направляющая
поперечного ходИ, 4 — руль! управления, 5 — задающая часть машины с копиро-
вальным устройством; 6 — пульт управления фотокопировального устройства,
7 — привод нродольп-ого хода
станционное электроискровое зажигание. На машинё СГФ-2
обрабатйвают листы длиной до 6 м, шириной при одном ли-
сте 2000 мы, а при двух 1650 мм, толщиной от'5 до 120 мм.;
Газорезательная' машина «Одесса» (рис'.
88) портального типа предназначена для кислородной рез-
J-.	• Ъ *	• V
169
ки листов из пизкоуглеродистой стали толщиной от 5 до I
100 мм. Машина оснащена координатным приводом и фото-1
копировальным масштабным устройством. Копир-чертеж
выполняется тушью на белой бумаге в масштабе 1 : 2, 1 : 5.
1 : 10 в зависимости от размеров изготовляемых деталей.
Продольное перемещение машины осуществляется по рель-
совому пути, а поперечное — по направляющим поперечно-
го хода 3 с помощью привода поперечного хода 2. Управле-
ние машиной осуществляется с пульта управления 4. Ма-
шина имеет 6 резаков, которые выполняют разнообразные
операции. Эго позволяет одновременно вырезать по сталь-
ному копиру или чертежу до шести фигурных деталей или
до шести полос, подготавливать кромки под сварку двумя
резаками с V-или Х-образными скосами кромок деталей тол-
щиной до 120 мм. Точность воспроизведения заданного кон-
тура составляет ±1,5 мм. Скорость резки в зависимости от
толщины разрезаемого листа регулируется в пределах от
50 до 1600 мм/мин. Размеры обрабатываемых листов
3000x9000 мм. Габаритные размеры машины 1200 X 4300 X
Х1800 мм. Масса машины 1960 кг.	1
Переносные машины представляют собой самоходные
тележки, оснащенные резаком и перемещающиеся по на-
правляющему рельсу или по разрезаемоглу металлу, В ка-
честве привода используются электродвигатели, пружин-
ные механизмы и газовые турбинки. В промышленности
применяются переносные машины: легкого типа (массой
до 15 кг), оснащенные одним резаком; среднего типа (мас-
сой до 20 кг), оснащенные одним или двумя резаками; тяже-
лого типа (массой до 50 кг), оснащенные трехрезаковым бло- j
ком или штанговыми суппортами для многорезаковой рез-
ки. Машины тяжелого типа предназначаются только для пря-
молинейной резки.	1
Переносная газорезательпая м а ш и-
н а «Микроп-2» (рис. 89) предназначена для механизирован-
ной кислородной прямолинейной резки листовой низкоугле-
родистой стали толщиной от 5 до 100 мм одним или двумя
резами, вырезки деталей с радиусом большой кривизны,
вырезки фланцев и дисков. Большая скорость перемещения
(100—400 мм/мин) обеспечивает высококачественную ско-
ростную (смыв-процесс) и плазменно-дуговую резку. Ма-
шина состоит из двух основных частей — самоходной те-
лежки 2, перемещающейся по поверхности листа металла,
и блока электропитания 4, соединенного с самоходной те-
лежкой гибким соединительным кабелем 5. Блок подключен
к сета сетевым кабелем 5.
170
На машине установлены два малогабаритных резака /
инжекторного типа. Тележку направляют с помощью угол-
ка, гибкого или жесткого рельса, циркуля или обрезки. Для
вырезки фланцев и дисков служит циркульное устройство.
Рабочее давление от 0,8 МПа, ацетилена 0,01—0,1 МПа,
подводимое напряжение к блоку электропитания 220 В,
к машине 24 В. Машиной можно разрезать полосы шириной
330 мм и фланцы диаметром 300—3000 мм. Массы машины с
блоком электропитания 21 кг. Габаритные размеры маши-
ны, мм: длина — 400, высота — 236, ширина — 220.
Переносная газорезательная маши-
па МГП-2 предназначена для ацетиленокислородной резки
пизкоуглеродистой стали толщиной от 5 до 300 мм. Маши-
ной МГП-2 можно отрезать полосы, раскраивать листы, вы-
резать фланцы. Машина оснащена двумя резаками, но мажет
работать и с одним резаком. Она применяется в заготови-
тельных цехах, на ремонтных, монтажных и строительных
площадках. Машина состоит из следующих основных ча-
стей (рис. 90): ведущего механизма /, неподвижной держав-
ки 14, подвижной державки 16, газового коллектора 10
и резаков 1L На корпусе ведущего механизма 1 закреп-
ляется корпус 9 со штангой 5. По штанге 8 перемещает-
ся подвижная державка резака 16. На крышке с электро-
частью 2 прикреплена рукоятка 5, служащая для пере-
носа машины и направления при резке вручную по раз-
метке. В нижней части рукоятки прикреплен ролик 5,
Ш
являющийся третьей опорной точкой машины. Разъем 4
служит для подводки питающего кабеля Ручка 7 потенцио-
метра служит для плавного изменения скорости передвиже-
ния тележки. Включение машины осуществляется тумбле-
рам 6. По высоте резаки устанавливаются маховичком 12,
Рис. 90. Переносная газорезательная машина МГП-2
а фиксируются гайкой 13. Для защиты от брызг жидкого
металла и нагрева используется защитный щиток 15. Ма-
шина имеет две ступени регулирования скорости: -от 1,5 до
6,3 и от'5,33 до 25 мм/с. Скорость регулируют заменой
сменных шестерен и потенциометром. Газовый коллектор
служит для Подачи газов к двум’ установленным на маши-
не двухвентильным резакам.
Переносная машина «Спутник-3» (рис. 91)
предназначена для кислородной резки стальных труб диа-
метром от 194 до 1620 мм с повышенной точностью при тол-
щине стенок от 5 до 75 мм, со скосом и без скоса кромок.
Машина состоит из двух частей — ходовой и- блока элект-
ропитания <3, который-соединен с самоходной тележкой гиб-
ким кабелем, а к сети подключен сетевым кабелем. Основ-
ными. элементами ходовой части являются ведущий меха-
низм 1, тележка 4, державка 5 с резаком и натяжное уст-
ройство 2. Тележка имеет три ролика: два — меньшего диа-
метра, расположенных на задней оси тележки, и один —
большего диаметра на передней оси. Машина перемещается
172
ио поверхности трубы с помощью цепного механизма, кото-
рый представляет собой закрепленную на трубе цепь, вхо-
дящую в зацепление с ней звездочку и натяжное устройство
2. На ходовой части тележки имеется штанга, на которой
Рис. 91. Переносная газорезательная машина «Спутннк-3»
державкой 5 крепят резак машины. Величину вылета реза-
ка регулируют маховичком. Державка резака поворачи-
вается на оси на угол ±35\ что позволяет выполнять резку
со скосом кромок. Машину можно применять в цеховых и
монтажных условиях. Скорость резки изменяется в пределах
от 150 до 170 мм/мин. Максимальный расход кислорода при
резке 12 м8/ч, ацетилена — 0,65 м3/ч, пропан-бутана —
0,4 м3/ч. Напряжение, подводимое к блоку питания,—
220 В, к ходовой части машины — 24 В. Габаритные разме-
Рис. 92. Переносный фланцерез ПГФ-2-67:
} — опорное кольцо, 2 — зубчатое кольцо, 3 — суппорт, 4 — резак, 5 — на-
правляющие ролики, 6 — шаблон-искатель
ры ходовой части машины 420 X 470 X135 мм. Масса ходовой
части машины 20,8 кг, блока питаний 5,7 кг.
Фланцерез ПГФ-2-67 (рис. 92) предназначен для
вырезки фланцев и дисков диаметром до 450 мм из листовой
низкоуглеродистой стали толщиной от 5 до 60 мм. Флаяце-
173
рез предназначен для работы на строительных и монтажных
площадках. Электрический привод фланцереза имеет две
ступени скорости. На пульте управления установлен регу-
лятор скорости. Скорость резки изменяется в пределах от
190 до 900 мм/мин. Максимальный расход кислорода при
резке 10, ацетилена — 0,7, пропана — 0,4 м‘7ч. Масса
фланцереза — 26 кг.	I
Машина переносная «Орбита-2» предназначе-
на для кислородной резки труб в полевых условиях при
строительстве трубопроводов, а также может быть исполь-
зована для резки труб на промышленных предприятиях.
В отличие от машины «Спутник» она перемещается по спе-
циальному стальному гибкому поясу, что обеспечивает пол-
ное совпадение начала и конца реза. Машина имеет копиро-
вальное устройство, что позволяет обрезать торцы труб под
углом 1,5, 3 и 6° к оси трубы. Ее комплектуют двумя реза-
ками (для вырезки бракованных швов и вварных катушек).
Машина состоит из ходовой части и блока питания, сое-
диненных кабелем с разъемом. Основными элементами хо-
довой части являются ведущий механизм, электропривод,
который может быть заменен ручным приводом, и суппорт
с резаками.
Основной несущей частью машины является стальной
гибкий направляющий пояс, который укреплен на трубе с
помощью специального натяжного устройства. На этот пояс
крепится ведущий ролик, который обеспечивает движение
машины вокруг трубы. Наклонные резы выполняют с по-
мощью стального гибкого пояса-копира.
Основные параметры машины «Орбига-2»:
Размер разрезаемых труб, мм:
диаметр...........................................219—1402
толщина стенок ... ♦....................... 5—75
Скорость резки, м/мин.............................0,2—0,7
Регулировка скорости...............................бесступенчатая
Число резаков, шт..................................2
Расход газов, м3/ч:
на два резака при резке труб толщиной до 30 мм:
кислорода.....................................ДО	14
ацетилена.....................................до	1,1
па один резак при резке труб толщиной 75 мм:
кислорода.................................. 12
ацетилена.....................................0.65
Давление газа, МПа (кгс/см2):
кислорода .... . ............................0,6(6)
ацетилена ... ................................0,01(0,1)
Напряжение сети, В...............................	. 220
Потребляемая мощность, Вт..........................150
Мощность электродвигателя привода, Вт . , . . . .23,5
174
Масса ходовой части машины, кг:
с электродвигателем...........................18,4
с ручным приводом.......................  ....	19,7
Габаритные размеры, мм............................ 670X	450 X 270
Контрольные вопросы
1.	В чем заключается сущность процесса кислородной резки?
2.	Как влияет содержание углерода и других примесей в сталях
на процесс резки?
3.	По каким признакам классифицируются резаки для ручной кис-
лородной резки?
4.	Перечислите основные марки универсальных резаков, работаю-
щих па газах-заменителях ацетилена.
5.	Из каких основных частей состоит керосинорез?
6.	Перечислите основные правила обращения с резаками.
7.	Какие приспособления используют при ручной кислородной
резке?
8.	Как классифицируют стационарные и переносные машины для
кислородной резки?
9.	Как работают стационарные машины АСШ-70 и «Одесса», пере-
носные газорезателыше машины МГП-2, «Спутник» и фланцерез
ПГФ-2-67?
ГЛАВА VIII
ТЕХНОЛОГИЯ И АППАРАТУРА
КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВОЙ РЕЗКИ
§ 44. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВОЙ
РЕЗКИ
Высоколегированные хромистые, хромоникелевые ста-
ли, чугун и цветные металлы не могут подвергаться обыч-
ной кислородной резке, так как они не удовлетворяют ос-
новным условиям резки. Хромистые и хромоникелевые нер-
жавеющие стали на поверхности реза образуют тугоплавкие
оксиды хрома с температурой плавления около 2000°С,
которые препятствуют нормальному протеканию процесса
резки. Поэтому кислородная резка этих сталей требует при-
менения особых способов.
Чугун имеет температуру плавления ниже температуры
воспламенения, поэтому при обычной резке чугун будет пла-
виться, а не сгорать в кислороде. Содержащийся в чугуне
кремний образует тутоплавкую окись кремния, которая
также препятствует резке.
Цветные металлы (медь, алюминий, латунь, бронза)
имеют большую теплопроводность, образуют тугоплавкие
175
©кислы и также не поддаются обычной газовой резке. Уда-
лить тугоплавкие окислы можно либо переводом их в лег-
коплавкие, либо введением в зону реза дополнительной теп-
лоты. Резку высоколегированных сталей можно обеспечить
наложением вдоль линии реза низкоуглеродистой сталь-
ной полосы, при сгорании которой выделившаяся теплота,
а также переходящее в шлак расплавленное железо и его
оксиды способствуют разжижению оксидов хрома. Этим
способом можно резать нержавеющие стали толщиной до
20 мм, однако при этом рез получается широким, а скорость
резки низкая.
Для резки хромистых, хромоникелевых нержавеющих
сталей, чугуна и цветных металлов применяют способ
кислородно-флюсовой резки, сущность которого заключает-
ся в том, что в разрез вместе с режущим кислородом вводит-
ся порошкообразный флюс, при сгорании которого выделя-
ется дополнительная теплота и повышается температура в
зоне реза. Кроме того, продукты сгорания флюса, взаимо-
действуя с тугоплавкими оксидами, образуют жидкотеку-
чие шлаки, которые легко удаляются из зоны реза, не
препятствуя нормальному протеканию процесса. Основным
компонентом порошкообразных флюсов, применяемых при
кислородно-флюсовой резке металлов, является железный
порошок. Железный порошок при сгорании выделяет боль-
шое количество теплоты — около 1380 кДж/кг. При выборе
железного порошка необходимо иметь в виду, что процесс
резки зависит от его химического состава и его грануляции.
При использовании порошков, содержащих до 0,4% угле-
рода и до 0,6% кислорода, процесс резки нержавеющей ста-
ли протекает устойчиво. Дальнейшее увеличение содержа-
ния углерода и кислорода в порошке приводит к увеличе-
нию расхода порошка и ухудшению качества поверхности
реза. Химический состав железных порошков, применяе-
мых при кнслородно-флюсовой резке ио ГОСТ 9849—74,
приведен в табл. 30.
При резке нержавеющих сталей содержание кислорода
в порошке не должно превышать 6%. Кислород присутст-
вует в порошке в виде оксидов, которые замедляют процесс
резки, так как требуют дополнительной теплоты для их
пагрева.
Основными критериями при выборе грануляции желез-
ного порошка являются обеспечение его наилучшей транс-
портировки и регулирование расхода. Опытами установле-
но, что лучшие результаты при кислородно-флюсовой резке
дает железный порошок с размерами частичек от 0,07 до
176
30. Химический состав железных порошков для
кислородно-флюсовой резки
	Содержание элементен, %						
Мэрия жепезрого порошка	железо	угле- род	крем- ний	марганец	сера	фосфор	кислород
	не .ме- нее			не	более		
ПЖ1	98,8	0,03	0,10	0,10	0,020	0,020	0,20
ПЖ2	98,8	0,03	ОДО	0,10	0,020	0,020	0,20
пжз	98,5	0,08	0,15	0.40	0,020	0,020	0,50
ПЖ4	98.0	0,12	0,25	0,50	0,030	0,030	1,0
ПЖ&	97,0	0,10	0,25	0,60	0.030	0,030	2.0
ПЖ6	96,0	0,25	0,46	0,70	0,050	0,050	 “*^1
0,16 мм. Опытами также установлено, что лучшие резуль-
таты при резке нержавеющих хромоникелевых сталей до-
стигаются при добавлении к железному порошку 10—15%
алюминиевого порошка. Смесь железного и алюминиевого
порошков дает жидкотекучий шлак, температура плавления
которого не превышает 1300°С. Для резки нержавеющих
сталей применяется алюминиевый порошок марки АПВ.
Для поверхностной и разделительной резки нержавею-
щих статей используют в качестве флюса смесь алюминиево-
магниевого порошка с ферросилицием или силикокальцием.
Алюминиево-магниевый порошок, входящий во флюсовую
смесь, сгорая в струе кислорода, повышает температуру
пламени, а ферросилиций или силикокальций действуют па
оксиды хрОхма как флюсующая добавка. Составы флюсов,
состоящих из железного и алюминиевого порошков, фер-
росилиция и силикокальция, приведены в табл. 3L
31. Составы флюсов иля резки нержавеющих сталей
Виц, резки	Со стан, % по мэлсе				
	железный порошок	аляжини- еьый порошок	алюмини- ево-маг- лиевый порошок	енлико- кальций	ферро- силиций
Разделительная	100		—•		
	80—90	20—10	—		
	—		60—80	—	40—20
Поверхностная	100	—~	-***	——	
	—«**		25—30	75—70	 и*
1 —463
177
32, Составы флюсов для резки чугуна
Вид резин	Состав, % го тля с ее			
	железный порошок	ал юме п и еры й порошок	доменный фер^офосфат	КЕСрУГРЫЙ песок
Разделительная	65—75		35—25	
То же	65—75	(0—5 	—	25—20
Основная задача флюса при резке чугуна состоит в раз-
бавлении флюса железом в области реза, снижении в спла-
ве содержания углерода, а также разжижения шлака, в
котором содержится повышенное содержание кислорода.
В состав флюсов для резки чугуна входят железный и алю-
миниевый порошок, кварцевый песок и феррофосфор. Сос-
тав флюсов для кислородно-флюсовой резки приведен в
табл, 32.	I
Цветные металлы и сплавы подвергают только кислород-
но-флюсовой резке с применением флюсов, составы которых
приведены в табл. 33.
33. Составы флюсов для резки цветных металлов
Вид резки	Состав, % по массе			
	железный порошок	алюминиевый порошок	фе ПРО- d'псфа г	кЕярцевы! песок
Резка меди Резка латуни и бронзы То же	70—80 70—80 65—75	О UO сч ю —< со о со ~ сч	15—(0	20—15
§ 45. АППАРАТУРА ДЛЯ КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВОЙ РЕЗКИ
Установки для кислородно-флюсовой резки состоят из
двух основных частей: флюсопитателя и резака (ручного
или машинного). По конструкции флюсопитателн подразде-
ляются на инжекторные, циклонные и с механической пода-
чей. Применяют три схемы установок для кислородно-флю-
совой резки: с внешней подачей флюса, с однопроводпой
подачей флюса под высоким давлением и с механической по-
дачей флюса.
По первой схеме (рис. 93, а) флюс из бачка инжектирует-
ся кислородом и подается к резаку, укомплектованному
178
специальной головкой. Газофлюсовая смесь, выходящая
из отверстий специальной головки, засасывается струей
режущего кислорода и в смеси с ним поступает в зону реза.
11о этой схеме выполнены и работают установки кислорочпо-
флюсовой резки У’РХС-4, УРХС-5 и УРХС-6 конструкции
Рис. 93. Схема подачи флюса:
а — с внешней подачей, б — однопроводная под высоким давлением, е — с
механической подачей; 1 —• газоны юсов а я смесь, 2 — флюс, 3 — флюсонесущнй
газ, 4 — кислородно-флюсовая смесь, 5 — режущий кислород
ВНИИАвтогенмаша. При эксплуатации установки с внеш-
пей подачей флюса работают устойчиво и экономично.
Однопроводпая схема подачи флюса под высоким дав-
лением представлена на рис. 93, б. В этом случае железный
порошок из бачка флюсопитателя инжектируется непосред-
ственно струей режущего кислорода. Смесь флюса с кислоро-
дам по рукаву подводится к резаку через центральный ка-
пал мундштука и поступает к разрезаемому металлу.
По этой схеме выполнена и работает установка флюсовой
резки УФР-2 конструкции МВТУ им. Н. Э. Баумана.
Схема с механической подачей флюса представлена на
рис. 93, в. По этой схеме флюс, состоящий из смеси алюмини-
ево-магниевого порошка с енликокальцием, из бачка с
помощью шнекового устройства подается к головке резака,
где увлекается струей режущего кислорода.
Флюсопитатель ФПР-1-65 (рис. 94) состоит из
бачка /, регулировочного устройства 8 и редуктора 4.
Бачок 1 представляет собой сварной сосуд, в крышке кото-
рого имеется горловина для засыпки флюса. Нижний кор-
пус бачка заканчивается штуцером, к которому присоединя-
ется регулировочное устройство 8. Флюсонесущий газ из
баллона или трубопровода подается к редуктору 4, по вы-
ходе из которого разветвляется на два потока: один поступа-
ет в верхнюю часть бачка 1 для создания давления на флюс,
второй — через регулирующий вентиль 5 по трубке 6 в
регулировочное устройство. Флюс из бачка ссыпается в
7*
179
циклонную камеру, а .поступающий через штуцер 7 флюсо-
несущий газ создает вихревой поток, захватывающий час-
тицы флюса и уносяший их к оснастке резака. Давление
газа в бачке 1 флюсопитателя устанавливают по манометру Я
Рис. 94. Флюсопитатель ФП-1-65 конструкции
ВНИИэьтогевмаша
Для выпуска газа из бачка флюсопитателя служит вен-
тиль. В случае повышения давления выше допустимого
срабатывает предохранительное устройство (мембрана), ус-
тановленное в бачке и смонтированное на колпачке горло-
вины 3.
Для механизированной кислородно-флюсовой резки, ес-
ли есть необходимость дистанционного включения подачи
флюса в резак, используют специальный флюсопитатель, в
котором в отличие от флюсопитателя- ФП-1-65 газ поступает
180
в бачок п регулировочное устройство через электромагнит-
ный переключающий клапан и фильтр.
У становка УРХС-4 предназначена для раздели-
тельной резки хромистых, хромоникелевых сталей, чугуна,
меди, латуни и бронзы. Установка разработана институ-
том ВНИИАвтогепмаш, работает по принципу внешней пода-
чи флюса к резаку (рис. 95). Ацетилен, проходя через
/ Металл ~Д
Рис. 95. Установка для кислородно-флюсовой резки УРХС-4
водяной затвор 14. и кислород из баллона 13 через^ редук-
тор 16 поступают по рукавам в резак /. Через тройник 11
часть кислорода подается в редуктор 12. оттуда через вен-
тиль 13 поступает в корпус флюсопитателя 10 я штуцер цик-
лонной камеры 6. в которую поступает флюс по каналу 8
из флюсопитателя 10. Кислород, проходя канал 7, засасы-
вает флюс и подает его по рукаву 5 в резак, затем через вен-
тиль 2 и трубку 4 флюс поступает в сонло 3 головки резака.
181
Режущий кислород поступает в резак 1 по шлангу 9. Тех!
ническая характеристика установки УРХС-4:
Скорость резки, мм/мин:
прямолинейной.....................................270—760
фигурной......................................1'70—475
Давление кислорода, МПа . . ....................	. 0,5—1,0
Давление ацетилена, МПа...........................'нс ниже 0,003
Давление флюсоподающего кислорода, МПа . . . . 0,035—0,045
Расход кислорода, м3/ч............................8—25
Расход ацетилена, мЛ/ч............................0,8— 1,1
Расход флюса, кг/ч...........................  »	. 6—9
В настоящее время вместо установки УРХС-4 наша про-1
мышленность выпускает установки УРХС-5 и УРХС-6 Л
конструкции ВНИИАвтогенмаша. Принцип работы их подо- 
бен принципу работы установки УРХС-4, но отличается от I
нее некоторыми конструктивными особенностями флюсопи-1
тателя.
Установка УРХС-5 комплектуется резаком РАФ-1- I
-65 и флюсопитателем ФП-1-65. Флюсопитатель имеет цик- I
лонную конструкцию, а резак — внешнюю подачу флюса, I
Схема установки УРХС-5 представлена на рис. 96. Уставов- I
ка состоит из флюсопитателя /, резака 4, соединительных I
рукавов 2 и 3. Флюс из флюсопитателя 1 подается в резак 4 I
по рукаву 3 и через флюсоподающие сопла головки засасы- 1
вается режущей струей кислорода в полость реза. Расход
флюса через циклонную камеру регулируют зазором между I
штоком и штуцером, величина зазора изменяется махович- I
ком, д также давлением флюсоподающего газа. Давление
флюсоподающего газа регулируется редуктором, подача 
флюса в резак контролируется вентилем 5. Резаки, которые I
могут использоваться на установке УРХС-5, работают на
ацетилене или газах-заменителях ацетилена. Установку
УРХС-5 используют для резки высокохромистых, хромони- I
келевых сталей толщиной до 200 мм, а при толщине от 200 1
до 500 мм применяют установку УРХС-6.	В
Установка УРХС-6 комплектуется флюсопнтате- I
лем ФП-2-65 и резаком РАФ-2-65. Устройство ее аналогии- I
но устройству установки УРХС-5. Бункер флюсопитателя 1
установки вмещает в себя 35 кг флюса. Кислород подается
от рампы из десяти баллонов, ацетилен *— от рампы из трех
баллонов.
Резаки для кислородно-флюсовой резки отличаются от
обычных (для кислородной резки) тем, что они имеют допол-
нительные устройства для подачи флюса. В зависимости от
схемы подачи флюса они подразделяются на два типа. В ре-
182
Рис. 96. Установка УРХС-5 для кяслородпо-флюсовой резки

Рис. 97. Резак РАФ-1-65 для кислородно-флюсовой резки
эаках первого типа флюс подается в смеси с режущим кисло!
родом к центральному каналу мундштука, резаки второго
типа выполнены по схеме с внешней подачей флюса. По прин-
ципу смешения горючего газа и кислорода резаки разделяют-
ся па инжекторные и с внутрисслловым смешением. В комп-
лект кислородно-флюсовой установки УРХС-5 входит резак
РАФ-1-65 (рис. 97). Резак изготовляют на базе серийного
резака «Маяк». Он оснащен порошковым вентилем 4, слу-
жащим д.пя включения и выключения подачи флюса. На
головке резака закреплена колодочка 2, к которой присоеди-
нены две сменные втулки 3. Втулки устанавливают под уг-
лом 25сС к оси мундштука. Тройник 1 и система трубок свя-
зывают порошковый вентиль с колодочкой.
Установка УФР-5 конструкции МВТУ нм.
Н. Э. Баумана находит- применение для порошково-кисло-
родной резки железобетона. Установка состоят из флюсо-
питателя, который монтируется на тележке, копьедержа-
теля, ручного или. машинного резаков, кислородной рампы
на 5—10 баллонов, воздушной рампы на три баллона. Для
подачи флюса используют сжатый воздух, который должен
быть очищен от масла и влаги. При работе от компрессора
применяется селикагелевый осушитель, а для очистки —
маслоотстойник. В качестве горючего газа могут быть ис-
пользованы пропан-бутановая смесь или природный газ.
Флюсопитатель для установки УФР-5 представлен на рис. 98.
Флюс засыпается через верхний патрубок 6, который вва-
рен в крышку бункера 7. Рычажный механизм 3 осуществля-
ет блокировку порошкового клапана 14 с рычажным газо-
вым вентилем 4. Он служит для пуска и дозировки флюса и
флюсоподающего-газа. Тройник 8 предназначен для рас-
пределения подачи флюсоподающего газа к рычажному вен-
тилю 4 и в циклонную камеру 15, которая обеспечивает
подачу флюса в резак или копьедержатель. Закрепленный
на циклонной камере вибратор 17 равномерно встряхивает
бункер 1, устраняя тем самым возможность скапливания
флюса перед входом в циклонную камеру 15. Бункер уста-
навливается на пружинах 12 для обеспечения лучшей ви-
брации. Установка УФР-5 работает следующим образом.
Кислород от рампового редуктора по рукаву поступает в
резак иля копьедержатель. Ацетилен по рукаву поступает
в резак и в смеси с кислородом образует подогревающее пла-
мя. Сжатый воздух по рукаву подается к вибратору 17, трой-
нику 8 и газовому вентилю 9. Для продувки циклонной ка-
меры вначале открывают газовый вентиль 9, а затем махович-
ком 5 открывают рычажный вентиль 4 и порошковый кла-
184
пан.. 14. При повороте маховичка 5 против часовой стрелки
конус порошкового клапана 14 опускается и флюс из бун-
кера 1 начинает пересыпаться в коническую камеру 2. Од-
|O Q О
/т
7)
От Ооллонсг^
с
азотов
\HopoiUKi6o - бозо&иная
Копье. ^смссь
-	Кисямд от ptmnb'
Рис. 98. Схема флюсопитателя УФР-5

повременно с этим открывается рычажный вентиль 4, и
сжатый воздух проходит по каналу внутри вертикальной
тяги 13, захватывая флюс из конической камеры 2 в циклон-
ную камеру 15. Часть воздуха по рукаву 10 отводится в
верхнюю часть бункера 1 и по трубке 11, которая соединяет-
ся с нижней частью конической камеры 2, выравнивает дав-
ление в бункере и конической камере. Другая часть газа
по изогнутой трубке 16 циклонной камеры 15, встречая со-
противление струи воздуха, поступающего по центральному
185
Рис. 99, Ручной резак РФ Р-5 установки УФ Р-5
Ряс. 100. Машинный резак РФМ-5 установки УФР-5
каналу циклонной камеры, создает завихрение флюса и
увлекает его в рукав. Для поддержания расчетного давле-
ния флюсопитатель снабжается предохранительными мем-
бранами 18, разрывающимися при давлении свыше0,5 МПа.
Для резки применяют ручной резак РФР-5
(рис. 99) или машинный резак РФМ-5 (рис. 100).
В сравнении с обычными резаками указанные резаки имеют
расширенные каналы кислородопровода с удлиненным перед
соплом прямолинейным каналом режущего кислорода.
Мб
Копьедсржатель представляет собой устройство, которое
позволяет закреплять стальные трубки различных диамет-
ров, обеспечивая плотное прижатие торца трубки к уплотня-
ющей прокладке, что исключает утечку кислорода и флюса.
Рис. 101. Копьедсржатель установки УФР-5
Копьедсржатель представлен па рис. 101. Кислород по шлан-
гу через ниппель 1 и вентиль 2 поступает в инжектор 5,
который обеспечивает подсос флюса кислородной струей,
выходящей под большим давлением из центрального кана-
ла. Закрепление и плотное прижатие трубки 6 осуществля-
ются болтовыми зажимами 5 и втулкой 4.
§ 46. КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА
ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
К высоколегированным сталям относятся стали, содержа-
щие более 10% легирующих элементов. Высоколегирован-
ные стали кроме обычных примесей углерода С, кремния Si,
марганца Мп, серы S и фосфора Р содержат в различных
количествах такие примеси, как хром Сг, никель Ni, титан
Ti, вольфрам W, молибден Мо, ванадий V, ниобий Nb,
медь Си, алюминий А1 и др. Такие стали не могут подвергать-
ся обычной кислородной резке, так как на поверхности их
образуется пленка тугоплавких окислов.
Высоколегированные стали в зависимости от содержания
легирующих элементов по структуре подразделяют на основ-
ные три группы: аустенитные, ферритные и мартенситные.
Легирующие элементы по-разпому влияют на процесс
резки высоколегированных сталей. Одни из них не влияют
па процесс резки, другие вызывают способность кромки роза
187
воспринимать закалку, третьи замедляют процесс резки и
образуют карбиды хрома.
Стали аустенитного и ферритного класса перед резкой не
подвергают подогреву, а стали мартенситного класса подо-
гревают до 250—300°С. Высоколегированные стали обладают
низкой теплопроводностью, а процесс кислородиэфлюсовой
резки вызывает интенсивное тепловое воздействие на раз-
резаемый металл, так как одновременно с кислородом вво-
дится железный порошок, который, сгорая, выделяет допол-
нительную теплоту. В результате низкой теплопроводности
и большого выделения теплоты в зоне реза в металле возни-
кают большие внутренние напряжения, которые приводят к
образованию деформаций разрезаемых листов, а при жестком
закреплении — трещин.
Перед резкой линию реза тщательно очищают от грязи,
ржавчины и масла, а флюс просеивают и прокаливают. Резку
начинают от края листа или от предварительно сделанного
отверстия. Режимы кислородно-флюсовой резки высокохро-
мистых сталей отличаются от режимов резки яизкоуглероди-
стых сталей. Мощность подогревающего пламени берется
на 15—25% больше, чем при резке низкоуглеродистых ста-
лей такой же толщины. Расстояние от конца мундштука до
поверхности разрезаемого ^металла также больше, чем при
обычной кислородной резке. Делается это для того, чтобы
частицы флюса успели нагреться до температуры воспламе-
нения, при этом уменьшается возможность засорения вы-
ходных каналов подогревающего пламени.
На процесс кислородно-флюсовой резки влияют правиль-
ный выбор давления и расхода режущего кислорода, марка
и расход флюса, мощность подогревающего пламени, ско-
рость резки и другие параметры. Техника кислородно-флю-
совой резки в основном такая же, как и при обычной кисло-
родной резке. Резку осуществляют как ручными, так и ма-
шинными резаками. В качестве горючего газа применяют
ацетилен и газы-заменители ацетилена (пропан-бутановая
смесь и природные газы).
Правильный выбор расхода флюса устанавливают визу-
ально. На кромках реза остаются небольшие валики рас-
плавленного железного порошка. Большой расход флюса
вызывает увеличение размеров валиков и замедляет процесс
резки. Малый расход флюса также замедляет процесс
резки из-за недостаточного количества выделившейся теп-
лоты. При кислородно-флюсовой резке вентиль подачи флю-
са на резаке необходимо открывать после зажигания подо-
гревающего пламени. При выключении необходимо сначала
168
закрыть вентили подачи флюса и режущего кислорода, а за-
тем — вентили горючего газа и кислорода. Продолжитель-
ность подогрева металла при кислородно-флюсовой резке
меньше, чем при обычной кислородной. Резак относительно
разрезаемого металла должен перемещаться равномерно,
по окончании процесса резак необходимо задержать, чтобы
прорезать*металл по всей его толщине. При прямолинейной
разделительной резке резак устанавливают или перпендику-
лярно поверхности металла, или углом вперед. При кислоро-
дно-флюсовой резке высоколегированных сталей давление
кислорода выбирается так же, как н для обычной резкщ Рас-
ход кислорода складывается из расхода кислорода па окисле-
ние разрезаемого металла и флюса и выдувание образую-
щихся в процессе резки оксидов. Расход кислорода и его
давление определяются в зависимости от толщины разреза-
емого металла и скорости резки. Процесс кислородно-флю-
совой резки будет проходить устойчиво только тогда, когда
скорость перемещения резака будет согласована с количест-
вом подаваемого в зону реза кислорода и флюса. Ширина
реза зависит от диаметра выходного отверстия внутреннего
мундштука для режущего кислорода, давления режущего
кислорода и скорости резки. Зависимость ширины реза от
толщины разрезаемого металла при ручной и машинной
резке приведена ниже:
Толщин а раз резаемого
металла, мм
5—25
25—50
50—100
100—200
Ширина реза, мм
Ручная резка Машинная резка
5—7
7—9
9—11
Н—13
3,5—5.5
5,5—7.0
7—9
0—11
Ориентировочные режимы резки высоколегированных
сталей толщиной от 10 до 200 мм на установке УРХС-5
приведены в табл. 34.
При резке высоколегированных сталей больших толщин
необходимо, чтобы происходила равномерная подача режу-
щего кислорода и флюса по всей глубине разреза. Стали
больших толщин разрезают при низком давлении кислорода,
что увеличивает время соприкосновения кислорода с поверх-
ностью разрезаемого металла. Ориентировочные режимы ме-
ханизированной резки высоколегированных сталей больших
толщин приведены в табл. 35.
Для механизированной резки высоколегированных ста-
лей толщиной до 1000 мм применяют разработанную
ВНИИАвтогенмашем установку ПМР-1000. .
• 189
34. Режимы резки высоколегированной стали на устанозке УРХС-5
Толщина разрезае- мою металла, мм	Скорость рез- ки, мм/мин		Давление кислорода в рабочей камере редуктора, МПа	Давление кислорода, азота или воздуха по манометру на ф л юсо питателе, МПа	Расход		
	прямолиней- ной	фигурной			кислорода, м3/ч	! ацетилена, дм»/ч	флюса, кг/ч
10	760	460	0,6—0,7	0,01—0.05	0.3	25	0,25
20	575	350	0,6-0,7	0,01—0,05	0.5	40	0,35
30	490	290	0,6—0,7	0,01—0,05	0,8	50	0,45
40	435	260	0,6—0,7	0,01—0,05	1.0	60	0,50
60	370	225	0,8—0,9	0,01—0,05	1.5	75	0,60
80	330	200	0,8—0,9	0,01—0,05	2,0	90	0,70
100	300	180	0,9-1,0	0,01—0,05	2.35	100	0,75
200	230	140	0,9—1,0	0,01—0,05	2,5	120	0,80
35. Режимы механизированной резки высоколегированной
стали больших толщин
1 щ я ф	1сстояние от мунд- 1ука до поверхно- и металла, мм	О н «С	Расход				А И*
Толидаа разр мой стали, мм - 	-			u			авление реж 1слорода пер плом, МПа	кисло- рода, м’/ч	Природ- ного газа, м*/ч	азота. м»/ч	флюса, кг/ч	ярость резк 1/мнн
	о. а и	«S3					Л. 4= о я
300	35	0.2—0,25	i 55—75	6—7,5	3.2—4	19—24	100—65
400	35	0,3—0,35	75—90	7,5—10	4.4—5.5	26—33	85—60
690	40	0,2—0,25	105—130	11—14	7,1—8,8	42—53	75—50
800	50	0,2—0,22	135—180	15,5—19,5	10—13	60—75	65—45
1000	70	0,1—0,12	195—240	21,5—27	14—17,5	82—105	60—40
§ 47. КИС ЛОРО ДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА БЕТОНА
И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Кислородно-флюсовая резка бетопа и железобетона отли-
чается от резки металлов тем, что бетон не горит в техниче-
ски чистом кислороде, поэтому флюсы, применяемые для
резки бетона и железобетона, должны обладать большей
тепловой эффективностью, чем флюсы, применяемые для
резки нержавеющих сталей.
ISO
Для резки железобетона применяют ручные и машинные
резаки, работающие по схеме с внешней подачей флюса.
Флюс к резаку подается сжатым воздухом или азотом. Для
обеспечения цилипдричности кислородной струи применя-
ют цилиндрические и конусные сопла, сужающиеся книзу.
Процесс кислородно-флюсовой резки железобетона мало от-
личается от кислородно-флюсовой резки высоколегирован-
ных сталей, чугуна и цветных металлов. При резке железо-
бетона также применяют подогревающее пламя, а порошко-
образный флюс вдувается в режущую струю кислорода. На
окисление вводимого в зону резки флюса расходуется 15—
20% кислорода, а на удаление из полости реза расплавлен-
ных материалов и шлаков — 80—85% кислорода. При кис-
лородно-флюсовой резке железобетона применяют флюс,
состоящий из 75—85% железного порошка и 25—15%
алюминия. Ориентировочные режимы кислородно-флюсо-
вой резки железобетона на установке УФР-5 приведены в
табл. 36.
Сущность резки кислородным копьем
заключается в прожигании отверстий струей кислорода.
Копье представляет собой толстостенную трубку наружным
диаметром 20—35 мм. Возможно также использование тон-
костенных газовых трубок, обмотанных снаружи стальной
проволокой диаметром 3—4 мм, а также заполненными изнут-
ри стальными прутками. Трубку подсоединяют к рукоятке
с вентилем для кислорода и по ней подается кислород к мес-
ту резки. До начала резки конец трубки нагревают газовой
горелкой, угольным электродом или электрической дугой
до температуры воспламенения. В качестве копья применя-
ют стальные трубы с наружным диаметром 10,2—21,3 мм.
При прожигании бетона используют трубы, имеющие наи-
большую толщину стенки. Для сгорания 1 кг железа расхо-
36. Режимы кислородно-флюсозой резки железобетона
на установке УФР-5
Параметры	Толщина разрезаемого металла, мм				
	90	100	1 50	200	300
Скорость резки, мм/мин	150	100	60	50	40
Расход кислорода, м3/ч	1	0	15	35	60
Расход флюса, кг/ч Расход пропан-бутана, м3/ч Диаметр сов л а, мм	20	22 4	24 2,6 5	30 6	42 8
191
дуется 20fr—270 л кислорода. При прожигании отверстий
в бетоне кислород расходуется не только на горение трубки,
но и на выдувание из полости реза продуктов горения копья
и расплавленного бетона. Вначале кислород подается под-
меньшим давлением, после воспламенения копья давление
кислорода доводят до рабочего.
Схема прожигания отверстий в бетоне кислородным копь*-
ем показана на ряс. 102. Кислородное копье прижимают
Рис. 102 Схема прожигания отверстия
кислородным копьем:
/ — бетонное изделие, 2 — копье, 3 —* защит-
ный экран, 4 — держатель копья
горящим КОНЦОМ С
достаточно большим •
усилием к бетону. Об-
разуемые в процессе
прожигания отвер-
стия шлаки давлени-
ем кислорода и газов
выносятся наружу, в
з пзор между коп ьем
и стенкой прожигае-
мого отверстий. Для
л у чшего	у да лени я
расплавленных остат-
ков из отверстия копьем производят вращательные и
возвратно-поступательные движения. Резку копьем приме-
няют для удаления прибылей стального литья, прожига-
ния отверстий при разделительной кислородной резке,
при резке бетона и железобетона.
Для резки бетона и железобетона широкое применение
получила резка порошковым копьем. По-
рошково-копьевую резку можно выполнять при толщине
37. Режимы прожигания отверстий в железобетоне
Глубина и диаметр прожи- гаемого ОТВер- СТИЯ, ММ	Давление кислорода, МПа	Расход кислопода, М’/Ч	Расход стальной трубки на 1 м длины отверстия, м	Скорость прожиг а г ня, мм/мии
До 590 0 50—55 500—1000	0,6—0,7	1 60—80	4	120
0 55—60 1000—1500	0,8—1,0	80—100	4-5	80—120
0 60—70	1,0—1,2	100—120	о ю	40—80
Примечание. Расход флюса 30 кг/ч.
192
железобетона от 100 до 2000 мм и более. Для резки кислород
ио-порошковым копьем используют установку УФР-5. От-
личие резки кислородно-порошковым копьем от копьевой
состоит в том, что в полость реза по трубке копья подается
флюс, состоящий из 85% железного и 15% алюминиевого
порошков. В качестве копья применяют стальные трубки
диаметром 1/4" и 1/2" с длиной 3—6 м. Процесс прожигания
начинается с нагрева конца копья и воспламенения его при
подаче кислорода и флюса под давлением до 0,2 /НПа» после
заглубления копья давление повышают до рабочего. Режи-
мы прожигания отверстий в железобетоне приведены в
табл. 37.
Контрольные вопросы
• I. В чем заключается сущность кислородно-флюсовой резки?
2.	Какие марки флюсов применяют при кислородно-флюсовой рез-
ке высоколегированных сталей, чугуна и цветных металлов?
3.	Из каких основных частей состоят установки для кислородно-
флюсовой резки?
4.	Как устроен и работает фиосопитатель ФП-1-65?
5.	Как устроены и работают установки для резки высоколегирован-
ных сталей УРХС-4 и УРХС-5?
6.	Как работает установка для порошково-киспородной резки
УФР-5?
7.	Перечислите основные технологические особенности кислород-
но-флюсовой резки высоколегированных сталей, чугуна и цветных ме-
таллов.
8.	Как осуществляется кислородно-флюсовая резка бетона и желе-
зобетона?
ГЛАВА IX
ПЛАЗМЕННО-ДУГОвАЯ И ДРУГИЕ
ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ
§	43. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
В последние годы широкое распространение получили
способы газоэлектрической резки — воздушно-дуговая,
плазменно-дуговая и плазменная. Они применяются для
резки многих металлов и сплавов.
Принцип газоэлектрической резки заключается в ис-
пользовании подогревающего действия электрической дуги,
которая горит между электродом и разрезаемым изделием.
При газоэлектрической резке используют низкотемператур-
ную плазму. Низкотемпературную плазму получают обычно
193
в электрической дуге, поэтому ее называют также дуговой
или газоразрядной плазмой.
Источником тепловой энергии во всех способах электри-
ческой резки служит электрический дуговой разряд, проис-
ходящий в газовом промежутке между металлическими или
угольными электродами и характеризующийся высокой
плотностью тока и относительно низким напряжением. Тем-
пература газа, заполняющего столб дуги, составляет 4000J
5000сС. Газ содержит большое количество положительно и
отрицательно заряженных частиц, соотношение которых та*
ново, что общий заряд их равен нулю, такой газ принято
называть низкотемпературной плазмой. Под действием на-
пряжения, которое подается на электроды от источника то-1
ка, заряженные частицы в столбе дуги с большой скоростью
устремляются к электродам, электрический заряд которых
противоположен по знаку заряду частиц. Наряду с процес-
сом ионизации газовых частиц в столбе дуги происходит сли-
яние ионов с электронами — рекомбинация. Столб электри-
ческой дуги является мощным источником тепловой энер-
гии, Передача тепловой энергии от столба дуги происходи!
за счет теплопроводности окружающего газа. Интенсивное
плазмообразовамие достигается продуванием через столб
дуги нсиопизпрованного газа. Дуговой разряд, используя
энергию источника тока, нагревает газ, ионизирует его и
превращает в плазму.
Дуговой разряд возбуждается в узких выходных кана-
лах плазменных головок — плазмотронах. В сва-
рочной технике используют две схемы плазмообразевання.
Первая схема соответствует сварочной дуге прямого дейст-
вия, возбуждаемой между электродом и обрабатываемым из-
делием. В этом случае изделие является токоведущим элект-
родом. По второй схеме дуга возбуждается между неза-
висимыми электродами (дуга косвенного действия), а обра-
батываемое изделие в электрическую цепь не включено. Сжа-
тую дугу, полученную по первой схеме, принято называть
плазменной дугой, а по второй схеме — плазменной струей.
Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении
металла плазменной дугой по линии реза и удаления рас-
плавленного металла струей плазмы, образующейся в дуге.
Плазменную дугу применяют для разделительной и по-
верхностной резки металлов. При поверхностной резке ре-
жущий плазмотрон устанавливают под острым углом к об-
рабатываемому изделию. Питание плазменной дуги можно
осуществлять как постоянным, так и переменным током.
Современные режущие плазмотроны работают на постоян-
194
пом токе прямой полярности. Плазменно-дуговую резку при-
меняют для металлов, которые нельзя разрезать другими
способами резки, например для резки высоколегированных
сталей, алюминия, меди, латуни, бронзы и их сплавов.
§ 49. ПОРОДНО-ДУГОВАЯ И ВОЗДУШНО-ДУГОВАЯ РЕЗКА
Кислородно-дуговую резку применяют для резки угле-
родистых сталей и отличают от дуговой тем, что па нагретый
до плавления металл подают струю технически чистого кис-
лорода, которая интенсивно окисляет металл и удаляет из
разреза образующиеся оксиды. При сгорании металла в струе
кислорода образуется дополнительная теплота, которая ус-
коряет процесс резки металлов. В качестве электродов ис-
пользуют стальные трубки наружным диаметром 8 мм, дли-
ной 340—400 мм. Для устойчивого горения дуги на трубки-
электроды наносят специальное покрытие. Электрод при
включенном напряжении источника направляют в точку
начала реза под углом 80—85° к обрабатываемой поверхнос-
ти. В процессе резки резчик перемещает резак вдоль липни
реза. Режимы разделительной кислородно-дуговой резки
приведены ниже:
Диаметр электрода, мм.......... 6	8 ГО 12
Ток, А:
постоянный, обратной по-
лярности ..................... 270—290 370—390 470—480 560—580
переменный................ —	—	450—500 550—600
В практике применяют как разделительную, так и по-
верхностную воздушно-дуговую резку. Сущность этого
способа резки заключается в выплавлении металла по линии
реза угольной дугой, горящей между концом угольного
электрода и металлом, и принудительном удалении рас-
плавленного жидкого металла струей сжатого воздуха.
Воздушно-дуговую резку применяют в основном при резке
углеродистых сталей; цветные металлы и чугун поддаются
воздушно-дуговой резке хуже, чем стали. Воздушно-дуго-
вую резку используют при обрезке прибылей от литья,
удаления дефектных мест сварных швов. Недостатком этого
способа резки является науглероживание поверхностного
слоя металла.
Для воздушно-дуговой ручной разделительной и поверх-
ностной резки низкоуглеродистых и нержавеющих сталей
толщиной до 20 мм применяют универсальный резак РВД-
4А-66 (рис. 103) и резак РВД-1-71. Обе конструкции реза-
195
крв разработаны ВНИИлвтогенмашем. Ток и воздух подво-
дят комбинированным кабелем-шлангом.	
Резак РБД-4А-66 имеет рукоятку с вентилем для подачи
сжатого воздуха. Угольный электрод зажимают между нс-
подвижной и подвижной губками. Сжатый воздух выходит
Рис. 103. Резак РВД-4А-66 для воз души о-дуговой резки
через два отверстия, которые имеются в неподвижной губке.
Воздух подводят по рукаву через ниппель под давлением
0,4—0,5 МПа к месту реза, он выдувает расплавленный ме-
талл из места.реза. При воздушно-дуговой резке использу-
ют угольные электроды диаметром 6—12 мм, а также уголь-
ные омедненные и угольно-графитовые электроды. Наиболь-
шая
производительность достигается
при применении
постои
янного тока обратной полярности.
При ручной разделительной резке электрод утоплен в
разрезаемый металл, угол между электродом и поверхнос-
тью разрезаемого металла составляет 60—90°, а при по-
верхностной резке он не превышает 30°, Вылет электрода
не должен превышать 100 мм. При работе электрод обго-
рает и периодически его выдвигают на рекомендуемую вели-
чину. Нажимать на электрод не рекомендуется, таи как при
нагреве он становится непрочным и может ломаться. Шири-
на канавки на 1—3 мм больше диаметра применяемого эле-
ктрода. Режимы
табл. 38.
воз душ но-дуговой резки
приведены
в
В качестве источников питания используют сварочные
генераторы ПСО-500, ПС-500, сварочный выпрямитель ВКС-
38. Режимы возлушко-дуговой резки
Дилме :р злектрода, мм	Ток, Л	Давление воздуха, МПа	Толщина разрезаемого металла, мы
4	200—240	। 0,6	1 5
8	370—390	0,5	25
12	600—580	0,6	25
Ширина
реза, мм
10
14
196
500. Для подачи воздуха используют компрессоры произво-
ди гелыюстью 20—30 м3/ч.
Воздушно-дуговую резку в основном выполняют
вручную» однако для поверхностной воздушно-дуговой
резки применяется полуавтомат ПДВ-2-67 конструкции
ВНИИАвтогепмаша. Качество резки во многом зависит от
квалификации резчика. Резах во время резки должен перед-
вигаться равномерно, электрод не должен касаться металла,
так как это приводит к местному науглероживанию.
§ 50, ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Резка плазменной дугой (рис. 104. а) основана на спо-
собности сжатой дуги глубоко проникать в металл, проплав-
ляя его по линии реза дуговым разрядом. Под действием вы-
сокой температуры сжатой дуги газ 2, проходя через дуго-
вой разряд, сильно ионизирует, образуется струя плазмы,
Рис. 104. Схема процесса плазменной резки:
а — плазменной дугой, 6 — плазменной струей
которая удаляет расплавленный металл из места реза.
Дуга / возбуждается между разрезаемым металлом 4 н не-
плавящимся вольфрамовым электродом 5, расположенным
внутри головки резака 6. Дуговую газоразрядную плазму 3
называют низкотемпературной (ее температура 5000—
20 000°С).
Применяемые при плазменно-дуговой резке плазмооб-
разующие газы должны обеспечивать получение плазмы и
необходимую защиту вольфрамового электрода от окисле-
197
ния. В качестве таких газов применяют аргон, азот и смеси
аргона с азотом, водородом и воздухом. В качестве элект-
родов используют лантанированный вольфрам ВЛ-15. Воль-
фрамовый электрод располагают соосно с соплом плазмо-
трона. Струя плазмы имеет большую скорость истечения и
форму вытянутого конуса, сечение которого на выходе соот-
ветствует сечению сопла. Плазменно-дуговую резку приме-
няют при резке металлов, которые невозможно или трудно
резать другими способами, например, при резке коррозион-
но-стойких легированных сталей, алюминия; магния, тита-
на, чугуна и меди. При резке плазменной струей разрезае-
мый металл не включается в электрическую цепь дуги. Дуга
горит между концом вольфрамового электрода и внутрен-
ней стенкой охлаждаемого водой наконечника плазмотро-
на. Сущность резки плазменной дугой заключается в вып-
лавлении металла струей плазмы и выдувании расплавлен-
ного металла из зоны реза.
На рис. 104, б схематически представлен процесс резки
плазменной струей. Питание осуществляется от источника
постоянного тока 3. Минус подводится к вольфрамовому
электроду 4, а плюс — к медному соплу 2, которое охлажда-
ется водой. Дуга 6 горит между электродом и соплом и вы-
дувается газовой смесью из внутренней полости мундштука
5 с образованием струи плазмы /, которая проплавляет раз-
резаемый металл 7. В качестве плазмообразующего газа
используют в основном аргон и смесь аргона с азотом. Плаз-
менную струю применяют при резке тонкого металла. Ско-
рость резки плазменной струей зависит от свойств разреза-
емого металла и от параметров режима резки (сила тока,
напряжение, расход газа). Плазменной струей режут как
ручным, так и механизированным способом. Для плазмен-
но-дуговой резки применяют специальное оборудование,
которое питается электрической энергией. Основным эле-
ментом при плазменной резке является устройство для уп-
равления рабочим циклом резки — подачей и перекрытием
газов, зажиганием вспомогательной дуги.
Для ручной плазменной резки применяют плазмотрон
Р ДМ-2-66 (рис. 105). Плазмотрон состоит из головки 4,
мундштука с формирующим соплом 3 и рукоятки 5. Головка
резака имеет водоохлаждаемый корпус, вода к которому
подводится и отводится через рукава <8. Мундштук изолируют
оттоковедущего корпуса резиновой прокладкой. Клапанно-
вентильный блок, смонтированный на рукоятке, состоит
из вентиля для подачи аргона 10 со штуцером 9, рычажного
клапана 6, позволяющего осуществлять резку в смеси ар-
198
гона с водородом или азотом и штуцера 7. Резак имеет опор-
ный ролик 2 и щиток /. В кабельно-шланговый пакет входят
два газовых рукава — для аргона и водорода или азота и
два рукава водяного охлаждения. В одном из рукавов ох-
Рис, 105. Плазмотрон РДМ-2-66
лаждения проходит кабель рабочего тока сечением 10 мм2,
который соединяется с минусом источника питания.
Плазмотрон РДМ-2-66 предназначен для ручной разде-
лительной резки алюминия и его сплавов толщиной до 25 мм
и нержавеющих сталей толщиной до 20 мм. Резку выполня-
ют в аргонно-водородной или аргонно-азотной смеси на
постоянном токе прямой полярности. Техническая харак-
теристика плазмотрона РДМ-2-66:
Номинальное напряжение холостого хода источника пита-
ния, В...........................................90—180
Рабочий ток, А . . ........................... 400
Максимальная толщина разрезаемого металла, мм:
алюминия	и	его	сплавов...................25
нержавеющей	стали	.	.	*........................20
меди............................................30
латуни.........................................-15
Расход газов, л /мин:
аргона . . . , ..................................20—35
водовода........................................7—10
азота.............•............................. 40—80
Максимальное давление рабочих газов, МПа:
аргона . ..........................................0,12—0,3
водорода ... ...................................0,1—0,3
азота ... . •..................................0,15—0,3
Расход охлаждающей воды, л/мин..................-	. 4—6
Диаметр вольфрамового электрода, мм................4
Масса резака, кг . . ..............................4,1
Институт ВНИИавтогенмаш на базе ручного плазмотро-
на РДМ-2-66 создал ручной плазмотрон РДП-1 с водяным
охлаждением и плазмотрон РДП-2 с воздушным охлажде-
нием.
199
Плазме? ген РДП представлен на рис. 106. Он состоит
из головки с формирующим соплом, рукоятки с опорным
роликом и щитком и узла управления, который крепится па
входной газовой коммуникации. По оси головки располояв
но цанговое зажимное устройство, в котором крепят волы
фрамовый электрод. В хвостовой части рукоятки укреплена
Рис. 106. Резак РДП из комплекта универсальной аппаратуры КДП
кнопка для дистанционного включения и выключения источ-
ник? тока и расположен вентиль для подачи рабочего газа.
Источником питания служат сварочные выпрямители
типа В КС-500. Универсальный комплект аппаратуры КДП-1
с плазмотроном РДП-1 рассчитан на наибольший рабочий
ток 400 А и предназначен для резки алюминия и его сплавов
толщиной до 80 мм, нержавеющих сталей толщиной до
60 мм и меди толщиной до 40 мм. В качестве газов использу-
ют аргон и смеси аргона с азотом иля водородом.
Комплект универсальной аппаратуры КПД-2 с плазмо-
троном РДП-2 рассчитан на наибольший рабочий ток 200 А
и предназначен для резки алюминия и его сплавов толщиной
Рнс. 107. Схема внешних соединений комплекта КДП-1
до 50 мм, нержавеющих сталей толщиной до 40 мм и меди
толщиной до 25 мм. Резаком РДП-2 можно работать на мон-
тажных и строительных площадках на открытом воздухе при
любых температурах.
Схема установки КДП-1 для плазменно-дуговой резки
представлена на рис. 107. Она состоит из баллонов /, ис-
точника тока 2, охлаждающей воды 3, коллектора 4, ка-
бельного пакета 5 и резака 6. Установка КПД работает во
200
следующему принципу: устанавливают рабочее давление на
баллонах с газами, открывают вентиль подачи воды для ох-
лаждения резака и включают рубильник источника пита-
ния. Открывают вентили газов на плазмотроне и нажатием
кнопки на рукоятке замыкают электрическую цепь с элект-
родом, Затем в сопло резака, из которого вытекает струя
аргона, вводят стержень зажигалки и замыкают зазор между
электродом и наконечником. В момент удаления стержня
возникает вспомогательная дуга между электродом и нако-
нечником сопла и из сопла выдувается струя дуговой плаз-
мы. Острие плазменного факела подводят к началу реза,
в момент соприкосновения с металлом 7 возбуждается ре-
жущая дуга. Одновременно нажатием рычага клапана на
плазмотроне открывают подачу рабочего газа и перекрыва-
ют канал вспомогательного газа. Для прекращения резки
необходимо отвести головку плазмотрона от поверхности
разрезаемого металла. Источником питания во всех установ-
ках КДП служат два выпрямителя ВДГ-501, которые
включают последовательно, что обеспечивает напряжение
холостого хода 180В.
Для полуавтоматической плазменно-дуговой резки при-
меняют полуавтоматы типа ПРП. Установка состоит из
плазмотрона ПРП-1, выпрямителя ВДГ-500 и тележки.
Плазмотрон полуавтомата состоит из цилиндрического кор-
пуса с цанговым креплением вольфрамового электрода.
Внутреннее сопло изолируют от катодной системы и вклю-
чают в цепь вспомогательной дуги. Параллельно этой цепи
включена разрядная цепь высокочастотного осциллятора.
Это позволяет нажатием пусковой кнопки не только подать
напряжение, но и возбудить дугу между катодом и внутрен-
ним соплом. Одновременно с возбуждением вспомогательной
дуги включают двигатель передвижной тележки и вспомога-
тельную дугу подводят к кромке разрезаемого металла, в
момент соприкосновения с металлом возникает основная
дуга. Резку прекращают нажатием кнопки.
Для плазменно-дуговой резки цветных металлов и спла-
вов, а также нержавеющих сталей применяют установку
УРПД-67. Установка работает на аргонно-водородиой или
азотно-водородной смесях. В качестве источников питания
применяют два сварочных преобразователя ПСО-500, ко-
торые включают последовательно. Плазмотрон для ручной
резки снабжается тележкой. Плазменная струя вытека-
ет через мундштук, дежурная дуга горит между мундшту-
ком и электродом. Техническая характеристика установки
УРПД-67;
201
Напряжение холостого хода, В , ,	.
Допускаемым ток» А .............*	. . . .............
Максимальный расход» №/ч:
аргона . . . . .	г ........................
водорода ............................... ........
азота . . , » ....................................
кислорода ........................................
Максимальная толщина разрезаемого металла, мм:
алюминия ... . ......................................
меди .......................................    .
нержавеющей стали ...	, . , ...................
ISO—130
450
3
L5
5,5
6,5
60
30
50
ГОСТ 12221—79 устанавливает для плазменнсьдуговой
резки четыре типа аппаратуры: Плр — для ручной резки,
Плры — для ручной или машинной резки, Плм — для ма-
шинной резки, Плмт — для машинной точной резки. Для
машинной резки применяются аппараты типов Плм-10/100,
Плм-60/300, Плм-160/630, Плмт-50/300.
Аппараты типа Плм-10/100 называют аппаратами для
микроплазменной резки. Для этого типа резки нашел приме-
нение также аппарат АВПР-3, разработанный институтом
электросварки им. Е. О. Патона. Аппарат АВПР-3 состоит
из блока питания и микроплазменной горелки ВПРМ-1.
Горелка может устанавливаться на машинах АСШ, СГУ,
сварочном тракторе или переносной тележке.
К аппаратам типа Плм-60/300 относится установка воз-
душно-плазменной резки УВПР «Киев». Она состоит из бло-
ка питания, шкафа управления и режущего плазмотрона
марки ВПР-9 с втулочным циркониевым катодом. Плазмо-
трон имеет вихревую систему стабилизации дуги. В качест-
ве плазмообразующего газа используют сжатый воздух.
Плазмотрон ВПР-9 можно устанавливать на портально-кон-
сольных и портальных резательных машинах.
Мощность режущей дуги в аппаратах типа Плм-160/630
достигает 180 кВт. Они состоят из источника питания, шка-
фа управления и режущего плазмотрона. К аппаратам этого
типа относятся установки ЭДР-2, УПР-601 и ОПР-6-2М.
В качестве плазмообразующих газов используют аргон и
азотно-водородную смесь. Режущие плазмотроны устана-
вливают на крупных режущих машинах или на тяжелых
самоходных тележках типа ППЛ-1, скорость перемещения
которых можно регулировать в пределах 50—10 000 мм/мип.
Аппараты типа Плмт-50/300 обеспечивают вырезку дета-
лей по первому классу точности. Они рассчитаны для работ
с жестко стабилизированной дугой при повышенных напря-
жениях. Режущий плазмотрон СА-142 работает на смеси
аргона, водорода и азота.
Из зарубежных аппаратов этого типа широкое примене-
ние имеет аппарат РА-20-2 (ГДР). Он состоит из источника
питания, блока автоматики и управления, смонтированных
в одном корпусе, циркуляционного насоса и режущих плаз-
мотронов. Аппарат комплектуется машинным плазмотроном
РВ-20-3 и ручным РВ-20-Н. В качестве плазмообразующих
газов используют аргонно-водородпые и азотно-водородные
смеси и сжатый воздух. При переходе работы плазмотрона с
газов на сжатый воздух в плазмотроне заменяют втулочный
катод с вольфрамовой вставкой на катод с циркониевой встав-
кой. Тип и марку аппарата для плазменно-дуговой резки
необходимо выбирать, исходя из их назначения и требова-
ний к качеству реза. Основные технические данные аппара-
тов для плазменно-дуговой резки приведены в табл. 39.
39. Основные технические данные аппаратов для
плазменно-ду говой резки
Тип аппарата	Наибольшая толщи- на разрезаемого металла (алюминия), мм	Наибольший рабо- чий ток, А	Напряжение холо- стого хода, В	Наибольшая мощ- ность дуги. кВт	Транспортирующее реяалыюе устройство
Плр-20/250	20	250	180	30	Ручная резка
Плр-50/250	50	250	180	30	То же
Плрм-80/300	80	400	180	50	»
	80	400	180	50	Машина Мпл
Плм-60/300	60	300	300	60	Машины У пл, Тпл
Плм-160/630	160	630	400	180	»	У пл, Т ил
Плм-300/1000	300	1000	500	300	» Мпл, Улл
Плм-10/100	10	100	300	20	» Мял, Уил
§ 51. ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОЙ резки
Для обеспечения нормального процесса плазменно-ду-
говой резки поверхность листового металла необходимо
очистить от консервирующей смазки. При разметке деталей
необходимо учитывать припуски па резку в зависимости от
назначения вырезаемых деталей. При машинной раздели-
тельной резке разметку заменяют копированием или прог-
раммным контурным управлением. Начало резки определя-
ется моментом возбуждения режущей дуги. При резке необ-
ходимо поддерживать постоянное расстояние между торцом
203
наконечника плазмотрона и поверхностью разрезаемого ме-
талла. Обычно это расстояние составляет 3—10 мм. При уста-
новке режимов необходимо учитывать особенности резки
различных металлов — низкоуглеродистых и легирован-
ных сталей, алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, ти-
тана, никеля и других металлов.
Резка алюминия и его сплавов. Алюминий и его сплавы
склонны к образованию тугоплавких оксидов, кроме того,
алюминий в расплавленном состоянии активно поглощает
водород. Алюминий и его сплавы толщиной от 5 до 20 мм
режут в азоте, толщиной от 20 до 150 мм — в азотно-водо-
родных смесях (65—68% азота, 32—35% водорода). При
содержании водорода свыше 35% металл поверхности реза
насыщается водородом. При ручной резке содержание во-
дорода понижается до 20%, так как в этом случае дуга горит
стабильнее и ее легче поддерживать при изменении расстоя-
ния между мундштуком и поверхностью разрезаемого метал-
ла. Высокое качество поверхности реза обеспечивается при
использовании аргонпо-водородной смеси, содержащей 35—
50% водорода. Использование аргонно-водородных смесей
целесообразнее при резке алюминиевых сплавов толщиной
свыше 100 мм. Ориентировочные режимы плазменно-дуго-
вой резки алюминиевых сплавов приведены в табл. 40.
Резка нержавеющих сталей. Нержавеющие стали тол-
щиной до 20 мм разрезают с применением чистого азота, а
при толщине от 20 до 50 мм — смеси 50% азота и 50% во-
дорода. В качестве рабочих газов при плазменно-дуговой
резке низкоуглеродистых сталей толщиной до 40—50 мм
40. Ориентировочные режимы птазмсино-дуговой резки
алюминиевых сплавов
	— Толщина разрезае- мого ме- галла, MW	Диаметр con- 1 ла, мм	1	Сила тока, А	Напряже- ние, В	Мощность, кВт	Расход газа. м3/ч			Скорость резки, м/ч
					аргона	азота	водорода	
10	2	200	170—180	18		5		350
15	3	250	140—160	- 40	0,7	-—-	0,5	60
30	5	250	180—200	40	— '	1,5	1,0	36
50	5	450	160—180	50	1	1,5	1,0	27
80	5	450	160—180	50		1,7	1.5	25
200	7	700	160—180	116	0.4		4	12
4L Ориевтмрзьочные режимы плазме зно-дуговой машинной
резки нержавеющих сталей
Тол тина разрезае- мого ме- талла, ям	Диаметр сопла, мм	1	- . .	- Сила тока. А	. Напряжение,	Мощность, кВт	Расход газа, ’л3/ч			Скорость резки, м/ч
					аргона	азота	водорода	
10	3	зоо	150	45		1		180
20	5	500	75	38		1		160
30	1,4	100	165	17	0,7		0.5	и <
40	5	350	120	42		1,6	—	18
50	4,5	490	80	40	0,9				14
75	4	500	fie СП	43		1,5	1 “	10
100	7	700	145	100	0,4	—	4	17
применяют сжатый воздух. Ориентировочные режимы ма-
шинной резки нержавеющих сталей приведены в табл. 41.
Среднеуглеродистые стали (от 0,25 до
0,6% С) свариваются хуже, чем низкоуглеродистые стали.
Свариваемость среднеуглеродистых сталей ухудшается с
увеличением содержания С. При сварке этих сталей в свар-
ном шве и околошовной зоне могут образовываться как горя-
чие, так и холодные трещины. Сварку среднеуглеродистых
сталей ведут нормальным или слегка науглероживающим
пламенем. Наконечник горелки выбирают из расчета расхо-
да ацетилена 75—100 да87ч на 1 мм толщины свариваемого
металла, т. е. меньшей мощности, чем при сварке низкоуг-
леродистых сталей. Разделку? кромок под сварку и диаметр
присадочной проволоки выбирают такими же, как при свар-
ке пвзкоуглеродистых сталей. В качестве присадочного
металла используют проволоку марок Св-08ГА, Св ЮГА
и Св-12ГС. Для уменьшения перегрева металла применяют
левый способ сварки. При толщине металла свыше 3 мм
рекомендуется проводить общий подогрев изделия до 1ем-
пературы 250—350° С или местный подогрев горелками мес-
та шва дотемператуты 600—650е С. Для сварки среднеугле-
родистых сталей с содержанием углерода, близким к верх-
нему пределу (0,5—0,6), целесообразно применять флюсы
следующих составов: 100% прокаленной буры; 50 углекис-
лого калия и 50 двууглекислого натрия; 70 борной кисло-
ты и 30% углекислого натрия. Для повышения механи-
ческих свойств сварного соединения шов проковывают
при температуре 850—900сС с последующей термообработ-
кой (высокотемпературный отпуск при 600—650сС).
205
42. Ориентировочные режимы плазмеино-дуговой резка медр
Толщина разрезае- мого ме- за-лла, мм	Диаметр сопла, мм	Сила тока, А --т	 -	«	Напряжение, В	Мощность, кВт	Расход газа. м3/ч				Скорость резки, м/ч •
					аргона	азота	1 i водорода	воздуха	
Медь 5	3	300	75	22 		2.2			90
15	4	300	92	25	»'  Г В	1,9	—	«—гав	40
25	4 ,	350	90	31	1	1	»	0.5	•—- —	5
40	7	700	120	84	0,4		4	10	35
100	7	700	145	101	0,4	=а—	4	10	10
JlaTVHb 6	3	260	70	18		4,2			105
80	4	359	85	30	* !	3.6		в...,м	5
90	5	500	140	70		—	2,0	I	—	12
Высоко углерод истые стали (от 0,6 до
2,0 % С) относятся к плохо свариваемым сталям. Сварку
рекомендуется выполнять с подогревом до 250—350°С, а
гюсле сварки проковывать шов с последующей нормализа-
цией или отпуском. Приемы сварки высокоуглеродистых
сталей те же, что и сварки среднеуглеродистых сталей.
Резка меди и ее сплавов. Медь и медные сплавы характе-
ризуются высокой теплопроводностью, поэтому при их рез-
ке мощность дуги должна быть больше, чем при резке сталей.
В качестве плазмообразующего газа применяют аргонно-
водородную смесь, азот или атмосферный воздух. При воз-
д\ шно-плазмениой резке меди на поверхности реза образует-
ся легкоудаляемый хрупкий стекловидный грат. При резке
меди малых и средних толщин предпочтительнее воздушно-
плазменная резка. При резке латуни (сплав меди с цинком)
печользуют те же рабочие газы, что и при резке меди, ско-
рость резки увеличивается на 20—25% по сравнению со
скоростью резки меди. Ориентировочные режимы резки 'меди
и латуни приведены в табл. 42.
§ 52. ПОДВОДНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Резка металлов под водой имеет большое значение при
выполнении судоремонтных, судоподъемных и аварийно-
спасательных работ.
Резка металлов под водой отличается многими специфиче-
скими особенностями Разрезаемый металл находится в воде
20и
и ппгенсивно охлаждается, что затрудняет его достаточный
прогрев. Резчик, работающий под водой, стеснен в своих
движениях, так как он одет в специальное водолазное сна-
ряжение* Видимость при подводной резке также ограничена.
Существуют три вида подводной резки металла: газопла-
менная, дуговая и кислородно-дуговая. При любом способе
резка выполняется в газовой среде, которая создается ис-
кусственно или возникает естественно в процессе резки. На-
грев металла при резке под водой обеспечивается созданием
газового пузыря, который оттесняет воду как от пламени,
так и от нагреваемого участка разрезаемого металла.
Для подводной газокислородной резки применяют спе-
циальные резаки, которые работают ла газообразном водо-
роде или на жидком горючем
охлаждается интенсивнее, чем
на воздухе, поэтому для его
подогрева требуется пламя в
10—15 раз мощнее, чем для
аналогичных работ па воз-
духе.
Подводные резаки имеют
устройства для создания и под-
держания газового пузыря, от-
тесняющего воду от пламени.
Для образования защитного
газового пузыря служит угле-
кислый газ, оксид углерода
и дополнительно вдуваемый
воздух. Ацетилен в качестве
горючего газа при подводной
резке не применяют, потому
бензине. Под водой металл
Рис. 108. Схема головки водо-
родио-кислородного резака для
подводной резки
что необходимое давление
газов превосходит гидростатическое давление воды на дан-
ной глубине. Головка водородно-кислородного резака (рис.
108) состоит из колпака 3 и мундштуков 1 и 2. По централь-
ному каналу мундштука 1 поступает режущий кислород 4,
а по кольцевому каналу между мундштуками 1 и 2 — водс-
родно-кислородная смесь 5, образующая подогревающее
пламя 7. Снаружи мундштука 2 имеется колпак 3. через ко-
торый поступает сжатый воздух 6, служащий для образо-
вания пузыря 9 вокруг пламени. Пламя резака зажигают
над водой, после чего в мундштук подается сжатый воздух
6 и резак опускают под воду 10 (8 — струя режущего кис-
лорода). Если пламя под водой погасло, то подншмаюг резак,
зажигают и регулируют подогревающее пламя и производят
вторичное погружение. При работе на больших глубинах
207
применяют подводное зажигание пламени резака. Для эт>Л
цели служит «зажигательная дощечка» и
батарея.
аккумуляторы* 4
Резак для водородно-кислородпой подводной резки по-
казан на рис. 109. Водородно-кпслородпым резаком режу г
стали толщиной до 70 мм на глубине до 30 м. Резак состоит
Рис. 109. Резак для водородно-кислородной резки
из мундштука Д головки 2, колпака 7, вентилей 4 и 6 и
рукоятки 5. Режущий кислород подается через вентиль 4 в
центральный канал мундштука /. Водородно-кислородная
сл.есь поступает в головку 2 по трубке 3, а сжатый воздух —
в колпак 7 через вентиль 6'. Водород и кислород поступают в
резак по шлангам из баллонов. Воздух подается по отдель-
ному шлангу из компрессора или баллонов. Водородно-
кислородиое пламя не имеет ярко выраженного ядра (отсут-
овуют частицы углерода в пламени), что усложняет его
регулировку. Поэтому более удобным является применение
в качестве горючего бензина. При резке металлов под водой
бензин не испаряется, а распыляется кислородом. В зону
Рис. НО. Резак для бснзин-кислорсдной подводной резки
подогревающего пламени подается распыленный бензин»
который успевает испариться и сгореть в кислороде.
Резак для бензкнокислородной резки изображен на
рис. НО. Бензорез состоит из головки /, соединительных
трубок 2 и корпуса с рукояткой 3. На корпусе рукоятки
203
резака имеются три вентиля — вентиль 4 для бензина, 5 и 6
для кислорода. Бензин подают из напорного бачка, необхо-
димое давление создается азотом, подаваемым из баллона
через редуктор.
Для подводной резки применяют установку БУПР,
состоящую из резака, пульта управления, бачка для бензи-
на, баллонов с азотом и кислородом. Бензин подают в резак
под давлением до 1 МПа. Для зажигания пламени под водой
служит электрозапальник, питаемый электрическим током
от аккумулятора. Бензорез за 1 ч непрерывной работы рас-
ходует 30—60 м* кислорода и 10—12 кг бензина. Резку не-
обходимо начинать от кромки листа. Разрезаемый металл
нагревают до появления светящегося оранжевого пятна,
после чего включают
подачу режущего кис-
лорода. После того
как металл прорезан
насквозь на узком
у частке, необходимо
перемещать резак
вдоль линии реза.
Сущность электро-
кислородной подвод-
ной резки заключает-
ся в том, что место реза
подогревается дугой
прямого действия, го-
рящей между издели-
Рис. 111. Поперечный разрез:
а — стального трубчатого электрода; / —*
стальная толстоегеилая трубка, 2 — обмазка,
3 — канал для кислорода;	б — yi о чьи ого
электрода; / — угольный электрод или график
товый стержень, 2 — металлическая оболочка,
5 — трубка для кислорода. 4 — покрытие;
в — карборундового электрода; / — карборун-
довый стержень, 2 — металлическая оболочка,
3 — канал для кислорода, 4 — покрытие
ем и трубчатым сталь-
ным электродом, через который подается режущий кислород.
Кислород к электроду подводят через электрододержатель,
для пуска кислорода держатель снабжен вентилем. Для
электрокпелородной резки используют металлические, уголь-
ные или графитовые электроды, наибольшее применение
нашли стальные электроды. Для изготовления электродов
применяют стальные цельнотянутые трубки наружным диа-
метром 5—7 мм, внутренним — 2—3 мм, длиной — 450 мм
со специальным водонепроницаемым покрытием. Для пита-
ния используют установки постоянного тока. При резке
применяется прямая полярность, сила тока не превышает
400 А. Электрокислородную резку можно выполнять на зна-
чительных гчубинах до 100 м. Расход кислорода составляет
6—10 м3/ч. Недостатком электрокнелородной резки сталь-
ным электродом является большой расход электродов. Элект-
род длиной 450 мм расходуется в среднем в течение 1 мин.
в —433
209
Поперечный разрез стального электрода показан на рис.
Ill,	а.	1
Для резки применяют также угольные или графитовые
электроды. В осевой канал электрода вставляется медная
или кварцевая трубочка (рис. 111,6). Для увеличения элек-
тропроводности электрода и повышения механической проч-
ности стержни покрывают снаружи металлической оболоч-
кой, на поверхность которой наносят водонепроницаемый
слой покрытия. Угольный электрод длиной 250 мм горит
10—12 мин.	1
К недостаткам угольных электродов относится значитель-
ный наружный диаметр 15—18 мм, что не позволяет вводить
электрод в полость реза. Для электрокислородной подвод-
ной резки нашли применение трубчатые карборундовые
электроды со стальной оболочкой и водонепроницаемым
покрытием (рис. 111, в). Срок службы карборундового
электрода длиной 250 мм, диаметром 12—15 мм — 15—20
мин.
Контрольные вопросы
1.	Как выполняется кислороды о-дуговая и воздушно-дуговая рез-
ка?
2.	Как осуществляется резка плазменной дугой и плазменной
струей?
3.	Какое оборудование применяется для плазменно-дуговой резки?
4.	Какие основные особенности плазменно-дуговой резки нержа-
веющих сталей, алюминия, меди и их сплавом?
5.	Как выполняется газокислородная резка металлов под водой?
6.	Перечислите основные особенности беязинокислородной и элек-
трокнслородной резки металлов под водой.
ГЛАВА X
ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ
§ 53. ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРИ СВАРКЕ
Дуговая сварка — сложный процесс, характеризующий-
ся малым объемом расплавленного металла, быстрым нагре-
вом металла до расплавления и быстрым его затвердевани-
ем, охлаждением до окружающей среды, необходимостью
применения операций по раскислению, легированию и рафи-
нированию. Указанные особенности обусловливают крат-
210
ковременность протекания химических реакции, которые не
всегда полностью завершаются. В процессах, протекающих
в сварочной ванне, большую роль играет воздух, соприка-
сающийся с расплавленным металлом. В связи с этим воз-
никает необходимость защиты расплавленного металла сва-
рочной ванны от воздействия воздуха. При сварке плавле-
нием кромки соединяемых деталей доводят до полного рас-
плавления и жидкий металл образует общую сварочную
ванну, за счет этого происходит самопроизвольное сплавле-
ние с соединением расплавленных частей в одно целое.
Кристаллизация жидкого металла при охлаждении на-
чинается с неполностью расплавленных зерен основного
металла, расположенных на границе расплавления, к ре-
шетке которых и пристраиваются атомы кристаллизующей-
ся фазы. После затвердевания металла шва на участках рас-
плавления образуются зерна, состоящие частично из основ-
ного металла и металла шва. В сварочной ванне кроме жид-
кого металла имеются газы и шлаки, которые взаимодейст-
вуют между собой, в результате чего изменяется содержание
примесей и легирующих добавок в металле шва.
§ $4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ С ГАЗАМИ
Газы в сварочную ванну попадают из пламени и окружа-
ющей атмосферы как непосредственно, так и в результате
протекающих там химических реакций. Процесс растворе-
ния газов в жидком металле может быть разбит на три ста-
дии: поглощение атомов газов поверхностью металла; вза-
имодействие этих газов с металлом поверхностных слоев;
диффузия образовавшихся продуктов в глубь жидкой ван-
ны. Источниками кислорода и водорода являются воздух,
электродные покрытия, флюсы, защитные газы, а также ок-
сиды, поверхностная влага и другие загрязнения основного
и присадочного металла. Азот попадает в зону сварки глав-
ным образом из воздуха. Характер взаимодействия газов
с различными металлами различен.
Свойства металла шва в большей степени определяются
процессами окисления и раскисления, которые происходят
в сварочной ванне при взаимодействии газовой и шлаковой
фаз с жидким металлом. В сварочной ванне в зоне высоких
температур происходит распад молекул газа на атомы (дис-
социация). Молекулярный азот, водород и кислород рас-
падаются и переходят в атомарное состояние: N2^2N,
Н2^2Н, О2<-2О.
а*
211
Активность газов в атомарном состоянии резко повыша-
ется. Находящийся в газовой фазе молекулярный и атомар-
ный кислород соединяется с металлом сварочной ванны-
Одновременно происходит окисление примесей и легирую-
щих элементов, содержащихся в металле. В первую очередь
окисляются элементы, обладающие большим сродством к
кислороду. Железо с кислородом образует три соединения:
оксид FeO, содержащий 22,7% О2, оксид Fe9O4, содержащий
27,64% Os, и оксид Fe2O3, содержащий 30,06% О2. Из всех
трех оксидов растворимы в железе FeO и Fe3O4. В твердом
железе растворимость кислорода невелика. Если жидкий
металл имеет элементы-раскислители, которые имеют боль-
шее сродство к кислороду, чем металл сварочной ванны, то
в этом случае концентрация кислорода в сварочной ванне
может быть значительно уменьшена за счет элементов рас-
кислителей.
Водород также растворяется в большинстве металлов.
Он может находиться в составе газовой фазы в молекуляр-
ном или атомарном состоянии, это зависит от температуры.
При более высоких температурах молекулярный водород
диссоциирует на атомарный и ионизированный. Водород —
вредная примесь, так как является причиной пор, микро-
и макротрещин в шве и зоне термического влияния. Приме-
няются два способа борьбы с водородом: физический — это
защита сварочной ванны от компонентов, содержащих во-
дород (сушка, прокалка материалов, удаление ржавчины
и др.), химический — перевод водорода из растворимого
состояния в нерастворимое.
Азот, как и водород, в зависимости от температуры мо-
жет находиться в молекулярном, атомарном и ионизирован-
ном состояниях. Основным источником азота в сварочной
ванне является окружающий воздух. Азот растворяется в
элементах, с которыми образует соединения, называемые
нитридами. Азот не растворяется в меди, никеле, золоте,
серебре и не образует с ними химических соединений.
Азот способствует образованию пор в металле шва.
Углерод, содержащийся в сварочной ванне, является
хорошим раскислителем. В сварочной ванне он присутству-
ет в виде углекислого газа. Углекислый газ, находящийся
в зоне дуги, окисляет металл по следующей реакции: СО2^
СО+1/2О2, Реж+1/2 Og^fFeO]. Окончательная реакция
имеет вид СО2+Fe>K^ [FeOl +CO, где [FeO]—оксид желе-
за, растворившийся в железе. Образующийся оксид угле-'
рода СО в металле шва не растворяется, в процессе кристал-
лизации сварочной ванны он выделяется и образует поры.
212
Удаление избыточного количества вредных примесей и газов
из металла шва называют рафинированием металла.
В сталях вредными газами и примесями являются азот
N2, водород Н2, кислород О2, сера S, фосфор Р и др. Рафи-
нирование выполняют с помощью окислите чыю-восстано-
вительных процессов. Легирование металла шва можно по-
лупить расплавлением присадочной проволоки либо введе-
нием в покрытие или флюс порошкообразных металличес-
ких добавок. При расплавлении сварочного флюса и элект-
родного покрытия сердечника порошковой проволоки обра-
зуется шлак. В расплавленном состоянии металл и шлак
предстваляют собой несмсшивающиеся жидкости. Шлаки
не растворяются в металлах (кроме некоторых элементов, их
составляющих). Сварочные шлаки, которыми покрыт рас-
плавленный металл, защищают его от вредного воздействия
воздуха, предохраняют расплавленные капли электродного
металла от воздуха при их прохождении через дуговой про-
межуток. Кроме того, в результате химического взаимодей-
ствия между металлом и шлаком шлак раскисляет металл
сварочной ванны, растворяет вредные примеси, легирует
металл шва, накапливая теплоту, замедляет охлаждение ме-
талла шва, что способствует улучшению его качества. В за-
висимости от элементов, составляющих шлак, его химичес-
кое воздействие на жидкий металл может быть окисляющим
или раскисляющим.
Для получения необходимых свойств металла шва важ-
ное значение имеют физические и технологические свойства
шлака. Сварочный шлак должен обладать меньшей темпе-
ратурой плавления, чем основной металл (примерно на 200—
350°С). Это необходимо для того, чтобы шлак в расплавлен-
ном состоянии полностью покрыл всю поверхность свароч-
ной ванны (эффективное защитное действие шлака, улучшает-
ся формирование шва). Шлак должен иметь плотность мень-
ше, чем плотность основного металла; хорошую жидкотеку-
честь для быстрого протекания в нем химических процессов;
способность защищать расплавленный металл от воздуха и
вместе с тем легко пропускать газы, выделяющиеся из ван-
ны металла; хорошую растворимость различных соедине-
ний; минимальное количество вредных примесей; способ-
ность легко отделяться от металла сварочного шва в твер-
дом состоянии.
Шлаковые включения в металле шва отрицательно влия-
ют ла его свойства. Они являются результатом присутствия
в электродных покрытиях и флюсах кварца SiO2 и корунда
А12О3. Эти включения образуют с оксидами (MnO, FeO)
213
легкоплавкие включения. В металл шва из покрытий и флю-
сов может переходить сера, образующая соединение с же-
лезом (сульфид железа FeS). Такое соединение повышает
склонность металла шва к появлению трещин при высоких
температурах. К неметаллическим включениям относятся
также химические соединения азота с металлами. При ду-
говой сварке сталей наибольшее влияние на свойства метал-
ла шва оказывают химические соединения азота с железом.
Они обладают высокой твердостью и резко снижают плас-
тические свойства металла.
Шлаковые включения делают металл неоднородным,
ухудшают его свойства. По химическому составу шлаковые
включения отличаются от наплавленного металла, что спо-
собствует появлению коррозии. Для снижения содержания
шлаковых включений в металле сварочного шва зачищают
поверхности в местах сварки; удаляют ржавчину, окалину
и загрязнения со свариваемых поверхностей; зачищают по-
верхности сварных швов при многослойной сварке; увели-
чивают толщину слоя флюса для замедления скорости охла-
ждения сварного шва при сварке под флюсом; вводят в сос-
тав электродных покрытий и флюсов элементы, снижающие
температуру плавления оксидов и образующие соединения,
легко всплывающие в металле и удаляемые вместе со шлако-
вой коркой.
§ 55. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ.
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛА ШВА
В процессе сварки расплавленный металл сварочной ван-
ны взаимодействует со сварочным пламенем. Это взаимодей-
ствие определяется свойствами свариваемого металла и сос-
тавом сварочного пламени. Сваривают восстановительной
зоной пламени, состоящей в основном из оксида углерода и
водорода. Сварочная ванна характеризуется малым объемом
расплавленного металла, высокой температурой в месте
сварки и большой скоростью расплавления и кристаллиза-
ции металла.
Расплавленный металл ванны вступает во взаимодейст-
вие с газами сварочного пламени, в результате чего проис-
ходят реакции окисления и восстановления. Взаимодейст-
вие газов с различными металлами различно. Наиболее лег-
ко окисляются металлы, обладающие большим сродством к
кислороду. Окисление расплавленного металла происходит
как за счет оксидов, находящихся на поверхности сваривае-
мою металла и присадочной проволоки, так и за счет кис-
214
лорода окружающего воздуха. С увеличением содержания
кислорода в свариваемом металле ухудшаются механичес-
кие свойства сварного соединения. Поэтому при газовой
сварке для большинства металлов и сплавов для устране-
ния окислительных процессов в присадочные материалы и
флюсы вводят специальные раскислители.
Раскислители — это такие вещества, которые имеют
большее сродство к кислороду, чем металл шва. При свар-
ке стали раскисляющее действие оказывают углерод, оксид
углерода и водорода, образующиеся при горении газовой
смеси, подаваемой в сварочную горелку. Поэтому углероди-
стые стали можно сваривать без флюсов. В процессе сварки
окисление железа кислородом идет по следующей реакции:
2 Fe+O2±^2 FeO. Оксид железа FeO растворяется в расп-
лавленном металле и взаимодействует с элементами, нахо-
дящимися в сварочной ванне. В первую очередь закись
железа вступает во взаимодействие с углеродом С, кремнием
Si, марганцем Мп и окисляет их: FeO+C^Fe+CO, 2 FeO-h
+Si^t2 Fe+SiO3, FeO+Mn^Fe+MnO.
Таким образом, C, Si и Мп выполняют функции раскис-
лителя. Образующийся в процессе реакции оксид углерода
вызывает кипение и разбрызгивание металла. Кипение сва-
рочной ванны до начала кристаллизации способствует уда-
лению посторонних металлических включений. Если металл
кипит во время кристаллизации шва, то образующиеся пу-
зыри оксида углерода не успевают выделяться и остаются
в шве в виде газовых пор. Для уменьшения образования ок-
сида углерода в сварочную ванну вводят раскислители (Мп
и Si). На процесс окисления при сварке металлов большое
влияние оказывает состав сварочного пламени. Образующие-
ся в процессе реакций оксиды кремния и марганца не раст-
воряются в металле, всплывают на поверхность жидкого
металла и переходят в шлаки. В жидком металле шва нахо-
дится много разнородных оксидов, между которыми проис-
ходят химические реакции. В результате этих реакций обра-
зуются соединения с более низкой температурой плавле-
ния, чем сами оксиды, что облегчает удаление оксидов из
расплавленного металла в виде шлака.
При сварке Си, А1, латуни и других металлов вводят
флюсы, в состав которых входят компоненты, способствую-
щие образованию легкоплавких соединений. Раскисление
сварочной ванны частично осуществляется углеродом, окси-
дом углерода и водородом, имеющимися в сварочном пламени.
При этом сварочное пламя не только восстанавливает окси-
ды, но и защищает расплавленный металл от кислорода и
215
азота воздуха. Нормальное ацетилеяокислорсдное пламя в
средней (восстановительной) зоне содержит 60% оксида уг-
лерода, 20% молекулярного и 20% атомарного водорода.
Восстановителем железа из закиси железа в основном явля-
ется атомарный водород. Он растворяется в расплавленном
металле, а с понижением температуры стремится выделить-
ся из сварочной ванны. Если затвердевание происходит до-
статочно быстро, то водород в виде газовых пузырей может
остаться в сварном иве. Следовательно, водород, с одней
стороны, защищает расплавленный металл от окисления, а
также восстанавливает его из оксидов, а с другой стороны,
может явиться причиной образования пористости и трещин.
Процесс газовой сварки характеризуется относительно
медленным охлаждением металла, поэтому водород и другие
газы успевают выделиться из сварочной ванны и металл шва
получается без пор. Поступающий в сварочную ванну азот
воздуха снижает пластические свойства свариваемого ме-
талла, а также вызывает пористость в ^металле шва.
Кристаллизация металла шва. Процесс образования
сварного соединения начинается с нагрева и расплавления
основного и присадочного металлов. Кристаллизацией на-
зывается процесс образования зерен из расплавленного
металла при переходе его из жидкого
состояния в твердое. Процесс крис-
таллизации сварных швов отличается
от кристаллизации слитков высокими
скоростями. Различают первичную и
вторичную кристаллизации. IТервич-
ная кр нетал л и за ция осу ществл я ется
при высоких скоростях охлаждения,
вторичная начинается с распада пер-
вичной в результате структурных пре-
вращений и заканчивается при низких
и во всех случаях сварки плавлением
кристаллизация металла шва осуществляется на зернах
основного металла. Более медленный прогрев при газовой
сварке основного металла приводит к большему росту
зерен нерасплавленных кромок металла, а следовательно,
и уменьшению количества центров кристаллизации форми-
рующегося шва. Процесс кристаллизации сварных швов осу-
ществляется прерывисто, этим и объясняется появление
кристаллизационных слоев (рис. 112). Чем сильнее тепло-
отвод и меньше объем жидкого металла, тем тоньше кристал-
лизационный слой. Кристаллизационные слои можно рас-
смотреть на специально изготовленных макрошлифах в лю-
216
бом сечении нова. Первый участок возникает в результате
кристаллизации тонкой прослойки жидкого металла, при-
мыкающей к оплавленной поверхности. Второй участок
кристаллизуется из жидкого металла исходного материала.
§ 56. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА СВАРОЧНОГО ПЛАМЕНИ
НА СТРУКТУРУ ШВА И ЗОНУ ТЕРМИЧЕСКОГО
ВЛИЯНИЯ
Сварное соединение можно разделить на три основные
зоны, имеющие различную микроструктуру: зону основно-
го металла, зону термического влияния и зону наплавлен-
ного металла сварного шва. При газовой сварке вследствие
Рис. 113. Строение зоны термического влияния сварно-
го шва
более медленного нагрева зона термического влияния (око-
лошовная зона) больше, чем при дуговой. Зона термическо-
го влияния имеет несколько структурных участков, вызван-
ных температурой нагрева в пределах 450—1500еС и отли-
чающихся между собой формой и строением зерна.
Зона термического влияния (рис. 113) состоит из следу-
ющих участков: 1 — неполного расплавления, 2 — пере-
грева, 3 — нормализации, 4 — неполной перекристаллиза-
ции, 5 — рекристаллизации и 6 — синеломкости. У час-
ток неполного расплавления является пе-
реходным от наплавленного металла к основному. Он
представляет собой область основного металла, нагретого
несколько выше температуры плавления, и находится в
217
твердожидком состоянии. Характер этого участка определи
ei качество сварного соединения, так как в нем происходит
сплавление кристаллов металла шва с зернами основного
металла.
Участок перегрева — область основного»
сильно нагретого (от 1100 до 1500°С) металла с крупно’
зернистым строением и пониженными механическими свой-
ствами. Металл в этой зоне имеет структуру крупных пер-
литных зерен с ферритной сеткой. В сталях с большим со*
держанием углерода на участке перегрева возможно обра-
зование закалочных структур.	I
Участок нормализации — это область ос-
новного металла, нагретого в пределах от 930 до 1100°С.
Металл при этих температурах находится сравнительно
недолго и в процессе охлаждения при последующей пере-
кристаллизации приобретает мелкозернистую структуру с
наиболее высокими механическими свойствами. * j
Участок неполной перекристалли-
з а ц и и — область основного металла, нагретого в преде-
лах 720—930°С. Этот участок характеризуется тем, что во-
круг крупных зерен феррита, не прошедших перекристалли-
зацию, располагаются мелкие зерна феррита и перли-
та, образовавшиеся в результате перекристаллизации.
Участок рекристаллизации — область
основного металла, нагретого в пределах от 450 до 720°С.
Участок характерен восстановлением формы и размеров раз-
рушенных зерен металла, ранее подверженного практике
или обработке давлением.
Участок синеломкости, лежащий в интер-
вале температур от 200 до 450сС, видимых структурных из-
менений не получает. Однако характеризуется снижением
пластических свойств.
Общая протяженность околошовной зоны при газовой
сварке в зависимости от толщины металла составляет при-
мерно от 8 до 28 мм. Для улучшения структуры и свойств
металла шва и зоны термического влияния, выполненных
газовой сваркой, применяют горячую проковку металла
шва, термообработку нагревом сварочной горелкой и общую
термообработку сварного изделия нагревом в печах и мед-
ленным охлаждением.
Контрольные вопросы
1.	Каковы характерные особенности металлургии сварки?
2.	Что называется кристаллизацией и какие особенности имеет
кристаллизация сварочной ванны?
3.	Какие основные зоны имеет сварное соединение?
218
ГЛАВА XI
СВАРКА УГЛЕРОДИСТЫХ
И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
§ 57. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДИСТЫХ
И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
Сталью называется сплав железа с углеродом, в котором
содержание углерода не превышает 2%. Кроме углерода
сталь содержит небольшое количество Мп, Si, S и Р.
Стали подразделяют по назначению — на конструкци-
онные и инструментальные; по способу производства — на
мартеновские, выплавляемые в мартеновских печах; бес-
семеровские, получаемые в конвертерах, имеющих футе-
ровку из кислых материалов; томасовские, получаемые
в конвертерах с футеровкой из основных материалов, и
электросталь, выплавляемую в дуговых или индукционных
высокочастотных печах; по химическому составу — на
углеродистые и легированные.
Легированные стали кроме углерода содержат повышен-
ное количество Мп, Si, Сг, Ni, Mo, W, V и других элементов,
которые придают этим сталям особые свойства, например,
жаростойкость, повышенную прочность и твердость, кор-
розионную стойкость.
Для изготовления сварных конструкций большое рас-
пространение получила углеродистая сталь обыкновенного
качества, поставляемая по ГОСТ 380—71. Углеродистая
обыкновенного качества сталь в зависимости от назначе-
ния подразделяется на три группы: группа А — поставляе-
мая по механическим свойствам; группа Б — поставляемая
по химическому составу; группа В — поставляемая по ме-
ханическим свойствам и химическому составу. В зависимо-
сти от нормируемых показателей стали группы А подразде-
ляют на три категории —Al, А2, АЗ; стали группы Б —
на две категории — В1 и Б2; группы В — на шесть катего-
рий — Bl, В2, ВЗ, В4, В5, В6. Для стали группы А уста-
новлены марки СтО, Ст1, Ст2, Ст4, Ст5, Стб. Для стали груп-
,пы Б — марки БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб.
Сталь группы В изготовляется мартеновским и конвертер-
ным способами. Для нее установлены марки ВСт2, ВСтЗ,
ВСт4, ВСт5. Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 —
условный номер марки стали в зависимости от химического
состава и механических свойств. Буквы Б и В перед обозна-
чением марки указывают на группу стали, группа А в
обозначении не указывается. Если сталь относится к кипя-
219
щей, ставится индекс «кп», если к полуспокоинои — «пс»
и спокойной — «СП».
По видам проката сталь бывает листовая, широкополос-
ная, сортовая (полосовая, круглая и др.), фасонная (швел-
лер, уголок, двутавр). Арматурная сталь в зависимости от
технологии изготовления подразделяется па стержневую
и проволочную арматуру, а в зависимости от профиля —•
на гладкую и периодического профиля. Качественные угле-
родистые конструкционные стали применяют для изготов-
ления ответственных сварных конструкций.	1
Качественные стали ио ГОСТ 1050—74 маркируют двух-
значными цифрами, обозначающими среднее содержание
углерода в сотых долях процента. Например, марки 10, 15,
20 и т. д. означают, что сталь содержит в среднем 0,10,
0J5, 0,20% углерода.	1
Сталь по ГОСТ 1050—74 изготовляют двух групп: груп-
па 1 — с нормальным содержанием Мп (0,25—0,80%),
группа II —с повышенным содержанием Мп (0,70-—1,2%).
При повышенном содержании Мп в обозначение дополни-
тельно вводится буква Г, указывающая, что сталь имеет
повышенное содержание Мп.
Легированные стали кроме обычных примесей содержат
элементы, специально вводимые в определенных количест-
вах для обеспечения требуемых свойств. Эти элементы на-
зываются легирующими. Легированные стали подразделя-
ют в зависимости от содержания легирующих элементов на
низколегированные (до 2,5% легирующих элементов), сред-
нелегированчые (от 2,5 до 10%) и высоколегированные
(свыше 10%). Легированные стали маркируют цифрами и
буквами, указывающими примерный состав стали. Буква
показывает, какой легирующий элемент входит в состав ста-
ли, а стоящие за ней цифры — среднее содержание элемента
в процентах. Если элемента содержится менее 1 %, то цифры
за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее
содержание углерода в сотых долях процента.
Влияние основных элементов на свойства углеродистых
сталей. По содержанию у г л е р о д.а С стали делят на низко-
углеродистые, содержащие от 0,05 до 0,25 % С, средне-
углеродистые— от 0,25 до 0,6% С и высокоуглеродистые —
свыше 0,6% С. С увеличением содержания С повышается
предел прочности стали, твердость и хрупкость при одно-
временном уменьшении относительного удлинения и удар-
ной вязкости. Содержание С в обычных конструкционных
сталях в пределах до 0,25% не ухудшает свариваемости ста-
ли. При более высоком содержании С свариваемость стали
220
ухудшается, так как в зонах термического влияния образу-
ются закалочные структуры, приводящие к трещинам. По-
вышение содержания С в присадочном металле вызывает
пористость шва.
Марганец содержится в стали в пределах 0,3—
0,8%, в указанных пределах Мп не затрудняет процесс
сварки. При сварке среднемарганновистых сталей с содер-
жанием 1,8—2,5% Мп возникает опасность появления тре-
щин в связи с тем, что Мп способствует закаливаемости
стали.
Кремни й содержится в низко- и среднеуглеродистой
стали в пределах 0,02—0,35%, в указанных пределах он не
вызывает затруднений при сварке. При содержании Si
в специальных сталях от 0,8 до 1,5% сварка затрудняется
из-за высокой жидкотекучести кремнистой стали и образо-
вания тугоплавких оксидов Si.
Сера является вредной примесью в стали. Она обра-
зует с железом химическое соединение, называемое сернис-
тым железом. Сталь с примесью S дает трещины в нагретом
состоянии, т. е. становится красноломкой. Содержание S
в стали не должно превышать 0,055%. Свариваемость стали
с повышением содержания S резко ухудшается.
Фосфор, также является вредной примесью в стали.
Содержание Р в стали не должно превышать 0,05%, он об-
разует с железом химическое соединение — фосфористое
железо. Фосфор увеличивает твердость и хрупкость стали,
вызывает хладноломкость, т. е. появление трещин в холод-
ном состоянии.
Ванадий в легированных сталях содержится в пре-
делах 0,2—0,8%. Он способствует закаливаемости стали,
что затрудняет сварку. В процессе сварки V активно окис-
ляется и выгорает.
Вольфрам в легированных сталях содержится в
пределах от 0,8 до 18%. W увеличивает твердость стали и
затрудняет процесс сварки, так как сильно окисляется.
Никель в низкоуглеродистых сталях содержится в
пределах 0,2—0,3%, в конструкционных — от 1 до 5% и
«легированных — от 8 до 35%. В стали Ni увеличивает плас-
тические и прочностные свойства, свариваемости не ухуд-
шает.
М о л и б д е н ограничивается содержанием в стали от
0,15 до 0,8%. При сварке Мо способствует образованию
трещин, активно окисляется и выгорает.
Хром в низкоуглеродистых сталях содержится в
пределах до 0,3% конструкционных — 0,7—3,5%, легиро-
221

ванных хромистых сталях — 12—18% и хромоникелевых Л
9-35%. Сг затрудняет сварку, так как в процессе сварки
образует тугоплавкие карбиды хрома.	1
Титан и ниобий в высоколегированных хромис-'
тых и хромоникелевых сталях при сварке соединяются с С.
препятствуя образованию карбидов хрома. Этим Ti и Nb
улучшают свариваемость.
Медь в сталях содержится в пределах 0,3—0,8%; Си
улучшает свариваемость, повышает прочность, пластичес-
кие свойства и коррозионную стойкость стали.	1
Кислород содержится в сталях в виде оксида
железа, который растворяется в чистом расплавленном желе-
зе в количестве до 0,5, что соответствует содержанию 0,22%
О2. Растворимость оксида железа в стали уменьшается с
повышением содержания С. Кислород ухудшает сваривае-
мость стали, снижает ее прочностные и пластические свой-
ства.	'
Азот растворяется в расплавленном металле, попадая
в сварочную ванну из окружающего воздуха. При охлажде-
нии сварочной ванны N2 образует химические соединения с
железом (нитриды), которые повышают прочность и твер-
дость и значительно снижают пластичность стали.
Водород — вредная примесь в стали, Н2 скапливает-
ся в отдельных местах сварочного шва, при сварке вызывает
появление пор и мелких трещин.	i
Приблизительно марку углеродистой стали можно опре-
делить пробой на искру. Если испытываемый образец при-
жать к вращающемуся шлифовальному кругу, то образует-
ся пучок искр. Форма и цвет искр меняются в зависи-
мости от количества углерода и легирующих добавок. Пучок
прямых линий представляет собой светящиеся частицы горя-
щего железа, ответвления от прямых линий — вспышки
частиц углерода. С увеличением в стали содержания С
основные светящиеся линии делаются короче и толще,
а разветвления — увеличиваются. Стали с содержанием
0,15—0,20% С дают соломенно-желтый цвет искр, стали
с содержанием 0,25—0,50%С — светло-желтый цвет, а с
содержанием 0,6—1,1% С — белый цвет. Стали с более
высоким содержанием С дают темно-красный цвет искр. .
Стали поставляют предприятиям по видам проката. На
торце полосы, уголка или другого профиля наносится краска
в зависимости от марки стали. Углеродистые стали обык-
новенного качества марок СтО, БСтО, Ст1 окрашивают на
торце в красный и зеленый цвета, БСт1, Ст2, БСт2 — в бе-
лый и черный, ВСт2, СтЗ, БСтЗ, ВСтЗ — в желтый, Ст4,
222
БСт4 — в красный, ВСт4, Ст5, БСт5 — в черный; ВСт5,
Сгб, БСтб — в синий цвет. Углеродистая качественная кон-
струкционная сталь марок 0,8, 10кп, 10, 15, 15кп, 20 ок-
рашивается на торцах в белый цвет, сталь 25, 30, 35, 40 —
в белый и желтый цвета, сталь 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80,
85 — в белый и коричневый цвета, сталь 15Г, 20Г, 25Г,
ЗОГ, 35Г, 40Г — в коричневый цвет. Легированные кон-
струкционные стали: хромистые — в зеленый и желтый
цвета, марганцовистые — в коричневый и синий, хромони-
келевые — в желтый и черный, хромомолибденовые — в
зеленый и фиолетовый цвета. Высоколегированные стали ок-
рашивают на торце: хромоникелевые — в алюминиевый и
красный цвета, хромоникелетитановые — в алюминиевый
и синий цвета.
§ 58. СВАРИВАЕМОСТЬ СТАЛИ
Свариваемостью называются способность металлов обра-
зовывать при установленной технологии сварки сварное
соединение, металл шва которого имел бы механические
свойства, близкие к основному металлу. При определении
понятия свариваемости различают металлургическую и
технологическую свариваемость.
Металлургическая свариваемость
определяется процессами, протекающими в зоне сплавле-
ния свариваемых деталей, в результате которых образуется
неразъемное сварное соединение. На границе соприкоснове-
ния соединяемых деталей происходят физико-химические
процессы, протекание которых определяется свойствами со-
единяемых металлов. Однородные металлы (одного хими-
ческого состава) обладают одинаковой металлургической
свариваемостью. Сварка разнородных металлов может не
произойти, так как свойства таких металлов иногда не в
состоянии обеспечить протекание необходимых физико-хи-
мических процессов в зоне сплавления, поэтому эти метал-
лы не обладают металлургической свариваемостью.
Под технологической свариваемос-
тью понимается возможность получения сварного соеди-
нения, определяемого видом сварки. При различных видах
сварки происходит окисление компонентов сплавов. В ста-
ли, например, выгорает углерод, кремний, марганец, окис-
ляется железо. В связи с этим в определение технологиче-
ской свариваемости входит определение химического соста-
ва, структуры и свойств металла шва в зависимости от вида
сварки, оценка структуры и механических свойств около-
223
шовной зоны, склонности стали к образованию трещин,
оценка получаемого при сварке сварного соединения. Тех-
нологическая свариваемость устанавливает оптимальны!
режимы и способы сварки, технологическую последователь-
ность выполнения сварочных работ, обеспечивающие полу-
чение требуемого сварного соединения.	।
На свариваемость оказывают влияние углерод и легиру-
ющие элементы, входящие в состав стали. О свариваемости
стали известного химического состава судят по эквивалент-
ному содержанию углерода. Для этого каждый легирующий
элемент оценивают с точки зрения его влияния на твердость
(закаливаемость) стали по сравнению с влиянием углерода.
Эквивалентное содержание углерода, %, может быть опре-
делено из выражения:	I
- Мп , Nt . ВгЛ-Mo + V	I
с&кй “	“2<Г ТГ ПГб *
По свариваемости стали- подразделяют на четыре груп-
пы: 1-я — хорошо сваривающиеся, 2-я — удовлетворитель-
но, 3-я—ограниченно, 4-я — плохо сваривающиеся. К 1-й
группе относятся стали, у которых Сэкв не более 0,25%.
Эти стали при обычных видах сварки не дают трещин. Эти
стали сваривают без подогрева я после сварки не требуется
последующей термообработки, получаются сварные соеди-
нения высокого качества.	I
К 2-й группе относятся стали, у которых Сэкв находится
в пределах 0,2—0,35%. Для получения сварных соедине-
ний с хорошим качеством требуется строгое соблюдение ре-
жимов сварки, применение специального присадочного
металла, особо тщательной очистки свариваемых кромок и
нормальные температурные условия, а в некоторых случаях
предварительный подогрев до 100—150°С с последующей тер-
мообработкой.	11
К 3-й группе относятся стали, у которых Сэкв в пределах
0,35—0,45%. К этой группе относятся стали, которые в обы-
чных условиях сварки склонны к образованию трещин. Эти
стали сваривают с предварительным подогревом до 250—
400°С с последующим отпуском. 1\ 4-й группе сталей отно-
сятся стали, у которых Сэкв более 0,45%. Такие стали труд-
но поддаются сварке и склонны к образованию трещин. Эти
стали сваривают с предварительным подогревом и последую-
щей термообработкой. Классификация основных марок
стали по свариваемости приведена в табл. 43.
В процессе сварки в сварном соединении возможно обра-
зование трещин. По расположению относительно оси шва
224
43. Классификация основных марок стали по свариваемости
		Марки сталей	
Г рупна сваривае- мости	углеродистые (ГОСТ 380—71, 1050—74}	кон стру кцион и ые легированные (ГОСТ 4513—71, 5950—73)	высоколегированные (ГОСТ 5632—72)
Хорошая Удовлет- ворительная Ограни- ченная Плохая	Ст1кп, Ст1пс, Ст2кп, Ст2пс, СтЗ, Ст4, 0, 8, 10, 15, 20, 25 БСтбсп, 30,35 СТ6, 40, 45, 50 65, 70. 75, 80, 85, 40Г, 45Г	15ХА, 20Х, 15ХМ, 20ХГСА, 12ХН2, 12Х2Н4Л, 15НМ 12Х2Н4А, 20ХНЗА, 12ХН2, 20ХГСЛ, ЗОХ, ЗОХМ, 25ХГСА, 15ХСНД 35ХМ,	ЗОХГС, 35СГ, ЗЗХС, 40Х, 40ХМФЛ, 40ХН, 20Х2Н4А,	40JI, 45Л, 50Л 50Г, 50Г2, 50ХГ, 50ХГСА, 45ХНЗМФА, 6ХС, 7X3	08Х20Н14С2, Х23И18, Х18Н9Т, 08Х18Н10, 12ХН189Т 9Х14А,	12Х14А, ЗОХ 13,	12Х17, 25X1ЗН2 20X18Н9, Х18Н9, 12Х18Н9, 20Х23Н18, 36Х18Н25С2 Х12, Х12М, 9ХС, ЗХ2В8Ф, 95X18, 5ХНТ,	5ХПВ, 6ХВ2С
они могут быть продольными и поперечными. Трещины явля-
ются наиболее опасным дефектом, так как исправление их
требует сложной подготовки; часто трещины ведут к неис-
правимому браку. В зависимости от температур, при кото-
рых они образуются, трещины разделяются на две группы:
горячие (высокотемпературные) и холодные (низкотемпера-
турные).
Горячие трещины возникают в процессе крис-
таллизации металла шва, это микро- и макроскопические
трещины, проходящие, как правило, по границам кристал-
лов, а потому вызывающие межкристаллическое разру-
шение. Причинами образования горячих трещин являются
неправильное жесткое закрепление свариваемых деталей
и повышенное содержание в металле шва S, С, Si и NL Для
уменьшения опасности образования горячих трещин необхо-
димо применять сварочные материалы с повышенным содер-
жанием Мп и минимальным количеством S и С, вводить в
металл шва модифицирующие элементы (Ti, А1» Си), свари-
вать с предварительным подогревом и последующей термо-
обработкой.
Для определения стойкости металла шва против обра-
зования горячих трещин проводится технологическая проба
225
на свариваемость — проба института электросварки им.
Е. О. Патона. Образец для испытания представляет собой
пластину размерами 200X400 мм (рис. 114), имеющую че-
тыре отверстия диаметром d с треугольным надрезом глу-
биной 2,5 мм на всю толщину пластины. Пластину двумя
поперечными швами приваривают к швеллеру № 20. На
пластину наплавляют продольный валик. Готовый образец
замораживают углекислотой, после чего подвергают удару
пятикилограммовым копром.
Холодные трещины образуются при темпера-
турах ниже 300°С в результате возникновения в сварных
соединениях значительных внутренних напряжений. Хо-
лодные трещины проявляются после окончания сварки.
Рис. 114. Технологическая проба на
свариваемость по способу институ-
та электросварки им. Е. О. Патона
Рис. 115. Технологическая
проба на свариваемость по
способу Кировского завода
В закаливающихся сталях образование холодных трещин
вызывается влиянием водорода, поступающего из металла
в околошовную зону. Для предупреждения образования
холодных трещин рекомендуется применять сварочные ма-
териалы с минимальным содержанием Р, сваривать на оп-
тимальных режимах, шов после сварки проковать. Для оп-
ределения стойкости металла против образования холод-
ных трещин используется технологическая проба на свари-
ваемость (проба Кировского завода). Для этого в середине
пластины (рис. 115) из испытуемой стали делают выточки
диаметром 80 мм так, чтобы металл в месте выточки имел
толщину 2, 4 и 6 мм. На пластину в центре выточки наплав-
ляют валик, в процессе наплавки нижнюю поверхность пла-
стины охлаждают проточной водой или воздухом. После ох-
лаждения пласгины из нее вырезают образцы для изготовле*
226
ния макрошлифов. По этим шлифам судят о наличии тре-
щин в сварном шве и околошовной зоне и оценивают стой-
кость металла против образования холодных трещин.
§ 59. СВАРКА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
Низкоуглеродистые стали (до 0,25% С)
свариваются газовой сваркой без особых затруднений.
Сварку ведут нормальным пламенем и, как правило, без
флюса. Наконечник горелки при левом способе сварки вы-
бирают из расчета расхода ацетилена 100—130 дм3/ч на
1 мм толщины свариваемого металла, а при правом спосо-
бе — 120—150 дм3/ч на 1 мм толщины металла. Кромки под
сварку подготавливают в зависимости от толщины свари-
ваемого изделия. Диаметр присадочной проволоки также
подбирается в зависимости от толщины свариваемого ме-
талла по следующей формуле:
при левом способе сварки dn =S/2+1 мм;
при правом способе сварки dn =S/2 мм,
где dn — диаметр присадочной проволоки, мм; S — толщи-
на свариваемого металла, мм.
Высококвалифицированные сварщики применяют пламя
большой мощности, наконечник выбирают из расчета рас-
хода ацетилена 150—200 дм3/ч на 1 мм толщины сваривае-
мого металла, используя при этом присадочную проволоку
большего диаметра; пламя горелки должно быть нормаль-
ным. Производительность сварки при этом повышается.
Для неответственных конструкций в качестве присадки
применяют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А. При
сварке этими проволоками часть компонентов, таких, как
С, Si и Ain, выгорают, а металл шва приобретает крупно-
зернистую структуру. Предел прочности такого соедине-
ния ниже предела прочности основного металла.
Для получения равнопрочного с основным металлом
соединения при сварке ответственных конструкций не-
обходимо применять кремнемарганцовистую сварочную
проволоку Св-08Г, Св-08ГА, Св-ЮГА или Св-14ГС. Во
время сварки необходимо следить за тем, чтобы кромки
свариваемого металла и конец присадочной проволоки рас-
плавлялись одновременно. Конец присадочной проволоки
должен быть погружен в ванночку расплавленного метал-
ла. Нельзя допускать, чтобы капли расплавленного метал-
ла попадали на нерасплавленные кромки основного метал-
ла, так как это приводит к непровару, что снижает механи-
ческие характеристики соединения. Для того чтобы рас-
227
плавленный металл не стекал при левом способе сварки,
изделие наклоняют на J0—15е против движения горелки.
Если конец присадочной проволоки прилипает к сваривае-
мым кромкам основного металла, это значит, что они еще
недостаточно нагреты. В процессе сварки необходимо из-
бегать отклонения сварочного пламени от ванны расплавлен-
ного металла шва, так как это может привести к окислению
металла шва кислородом воздуха. Сварные швы должны
иметь равномерно чешуйчатую поверхность, равномерную
по всей протяженности шва ширину и высоту наплавленно-
го валика. Переход от основного металла к наплавленному
должен быть плавным, без подрезов. В процессе сварки го-
релкой производят равномерные и непрерывные колеба-
тельные и поступательные движения. Колебательные дви-
жения выбираются в зависимости от толщины свариваемо-
го металла.
Для уплотнения^ повышения пластичности наплавлен-
ного металла применяют проковку и последующую термо-
обработку шва. Проковку рекомендуется начинать при тем-
пературе светло-красного и заканчивать при температуре
темно-красного каления. Проковка при более низкой тем-
пературе может привести к появлению микроскопических
трещин в металле шва или околошовной зоне. При сварке
ответственных и толстостенных изделий применяют терми-
ческую обработку сварных соединений. В качестве горюче-
го газа при низкоуглеродистой стали применяют ацетилен
или пропан-бутан; пропан-бутановым пламенем сваривают
таким образом, чтобы расстояние от конца ядра пламени
до свариваемой поверхности было 8—10 мм. Пропан-бутан
применяется для сварки неответственных деталей.
Мощность пламени выбирается из расчета расхода аце-
тилена 75—90 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
Сварку рекомендуется выполнять нормальным или слегка
науглероживающим пламенем. В целях уменьшения пере-
грева и времени пребывания сварочной ванны в расплав-
ленном состоянии применяется левый способ сварки. Для
сварки высокоуглеродистых сталей используются флюсы
того же состава, что и для среднеуглеродистых сталей.
§ 60. СВАРКА ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
Свариваемость легированных сталей определяется их
составом. Большинство легирующих добавок понижает
теплопроводность стали, вследствие чего увеличивается
склонность к короблению. При сварке легированных сталей
228
происходит также частичное выгорание легирующих при-
месей, поэтому металл шва по своим свойствам отличается
от основного металла. Для предупреждения перегрева на-
плавленного металла и появления деформаций легирован-
ные стали сваривают горелками меньшей мощности. Для
уменьшения выгорания легирующих элементов пламя вы-
бирают нормальное или с небольшим избытком ацетилена.
Некоторые легированные стали закаливаются на воздухе,
поэтому при сварке таких сталей применяют предваритель-
ный подогрев и последующую термообработку.
Низколегированные стали содержат легирующих эле-
ментов до 2,5%. Для строительных конструкций применяют
низколегированные стали 10ХСНД и 15ХСНД, которые
хорошо свариваются газовой сваркой. При сварке приме-
няется нормальное пламя. Мощность сварочного пламени
выбирается из расчета расхода ацетилена 75—100 дм3/ч
при левом способе и 100—130 дм3/ч при правом способе на
1 мм толщины свариваемого металла. В качестве присадки
используется сварочная проволока Св-08, Св-08А, Св-10Г2.
Сварка осуществляется без применения флюса. Для повы-
шения механических свойств металла шов проковывают
при светлокрасном калении (800—850QC) с последующей
нормализацией.
Низколегированные теплоустойчивые молибденовые
(12М, 15М, 20Ми 25МЛ) и хромомолибденовые (12ХМ, I5XM,
20ХМ, ЗОХМ) стали применяют для изготовления паровых
котлов и труб высокого давления. Сварку этих сталей вы-
полняют нормальным ацетиленокислородным пламенем.
Мощность сварочного пламени выбирают из расчета расхода
ацетилена 100 дм8/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
В качестве присадочной используют сварочную проволоку
марок Св-08ХНМ, Св-IOXHMA, Св-18ХМА, Св-08ХМ,
Св-10ХМ. Сварку этих сталей ведут обратноступенчатым
способом небольшими участками длиной 16—25 мм. В свя-
зи с тем что эти стали способны к закалке на воздухе, ре-
комендуется сваривать их с предварительным подогревом
до 250—300°C. При сварке применяют как левый, так и
правый способы сварки. Кромки свариваемого металла пе-
ред сваркой зачищают до металлического блеска. При тол-
щине металла до 5 мм сварку проводят за один проход,
при большей толщине применяют многослойную сварку.
Сварку рекомендуется вести с наименьшим числом переры-
вов. При возобновлении сварки после перерыва необходи-
мо подогреть весь стык до 250—300°С. После окончания
сварки пламя горелки медленно отводят вверх, что способ-
229
ствует более полному выделению газов из расплавленного
металла. При сварке необходимо следить за тем, чтобы пере-
ход от усиления шва к основному металлу был плавным по
всей длине шва. Хромомолибденовые стали свариваются
хуже, чем молибденовые, что обусловливается наличием
Сг, который образует тугоплавкие оксиды. Сварные изде-
лия из хромомолибденовой и молибденовой стали после
сварки подвергают термообработке. Сварные изделия из
молибденовой стали нагревают горелкой до 900—930 С,
изделия из хромомолибденовой стали — до 930—950сС.
Ширина нагрева должна в пять раз превышать ширину
шва. После нагрева до указанных температур изделия ох-
лаждают на воздухе. Указанные мероприятия обеспечива-
ют получение сварного соединения, близкого по прочности
к основному металлу.	1
Низколегированные хромокремнемарганцовистые ста-
ли марок 20ХГС, 25ХГС, ЗОХГС, ЗОХГСА и 35ХГС обла-
дают хорошей прочностью, упругостью, хорошо выдержи-
вают вибрационные нагрузки, но менее теплоустойчивы,
чем хромомолибденовые стали. Эти стали содержат
0,17—0,4% С, 0,9—1,2% Si, 0,8—1,1% Ain и Si. При газо-
вой сварке этих сталей Сг и Si частично выгорают, что мо-
жет привести к появлению в сварном шве оксидов, шлаков
и непроваров. Для предупреждения окисления легирующих
добавок сварку проводят нормальным пламенем. Мощность
сварочного пламени выбирают из расчета расхода ацетиле-
на 75—100 дм3/ч па 1 мм толщины свариваемого металла.
В качестве присадочного металла для неответственных
конструкций применяют низкоуглеродистую сварочную
проволоку Св-08 и Св-08А, а для ответственных конструк-
ций— сварочную проволоку Св-18ХГСА, Св-ЮХГС,
Св-13ХМА и Св-19ХМА. Диаметр присадочной проволочи
выбирается в зависимости от толщины свариваемого метал-
ла и способа сварки. Кромки свариваемых деталей должны
быть тщательно очищены от загрязнений и подогнаны под
сварку так, чтобы зазор по всей длине шва был одинаковым.
Перед сваркой свариваемые детали скрепляют прихват-
ками через 20—30 мм при толщине металла 0,5—1,5 мм,
через 40—60 мм при большей толщине металла. Сварку
подготовленных деталей необходимо вести без перерывов,
не задерживая пламя горелки на одном месте, чтобы не
перегревать металл сварочной ванны. Для уменьшения
коробления сварку проводят от середины шва к краям и об-
ратноступепчатым способом в зависимости от длины сва-
риваемых швов. Учитывая склонность этих сталей к закал-
230
ке, для устранения образования трещин в металле шва и
околошовной зоне после сварки проводят медленное охлаж-
дение свариваемой детали. После сварки ответственных
деталей из этих сталей их подвергают закалке и отпуску.
Закалку проводят при температуре 500—650GC с выдержкой
при этой температуре и последующим нагревом до темпера-
туры 880°С и охлаждением в масле. Отпуск состоит в нагре-
ве до температуры 400—600° и последующем охлаждении
в горячей воде.
Хромистые стали обладают повышенной кислого- и
жаростойкостью и применяются для изготовления деталей
и оборудования, работающего в агрессивных средах при
высоких температурах. Хромистые стали содержат 0,13—
0,9% С и 4—30% Сг. Хромистые стали склонны к образо-
ванию закалочных структур при охлаждении на воздухе»
в результате чего после сварки могут образоваться трещины
в сварном шве и околошовной зоне. Чем выше содержание С
в хромистых сталях, тем хуже они свариваются и тем выше
склонность их к короблению при остывании шва. При
сварке хромистых сталей применяют нормальное пламя.
С целью предупреждения коробления свариваемых деталей
сварку ведут на пониженной мощности пламени из расчета
расхода ацетилена 70 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого
металла. Для уменьшения коробления сварку хромистых
сталей, содержащих до 14% Сг, выполняют с предвари-
тельным подогревом до 150—200 С, содержащих свыше
14% Сг — до 200—250°С. В качестве присадочной приме-
няют сварочную проволоку Св-02Х19Н9, Св-04ХН19Н9,
Св-06Х19Н9Т. Диаметр присадочной проволоки выбирают
в зависимости от толщины свариваемого металла и способа
сварки. Сварка должна выполняться с максимально допус-
тимой скоростью, без перерывов и повторного нагрева одно-
го и того же места шва. Сварку выполняют в один слой»
при сварке деталей толщиной до 3 мм применяют левый
способ, толщиной более 3 мм — правый способ. Для предо-
хранения выгорания Сг и удаления из сварочной ванны
оксидов хрома применяют флюс следующего состава: бор-
ной кислоты — 55%, оксида кремния — 10%, ферромар-
ганца — 10%, феррохрома — 10%, ферротитана — 5%,
титановой руды 5% и плавикового шпата — 5%. После
сварки проводится термообработка по режиму, предусмот-
ренному для данной марки стали.
Хромоникелевые аустенитные стали обладают высокими
механическими свойствами, коррозионной стойкостью,
жаропрочностью, они нашли широкое применение в химн-
231
ческой промышленности и других отраслях народного хо-
зяйства. Газовой сваркой сваривают сталь толщиной не
более 3 мм. Сварка выполняется строго нормальным пла-
менем. Мощность сварочного пламени выбирают из расчета
расхода ацетилена 75 де®/ч иа 1 мм толщины сваривае-
мого металла. Для сварки применяют присадочную про-
волоку марок Св-0Х18Н9, Св-0Х18Н9С2, Св-1Х18Н9Т,
Св-Х18Н9Б, Св-1Х18Н11М. Основная трудность при сварке
этих сталей состоит в том, что при нагревании до 400—
900СС происходит выпадение карбидов хрома, из-за чего
сталь теряет устойчивость против коррозии. Сварку не-
ржавеющих хромоникелевых сталей ведут с максимальной
скоростью, конец присадочной проволоки все время дол-
жен находиться в сварочной ванне. Диаметр присадочной
проволоки выбирают в зависимости от толщины сваривае-
мого металла и способа сварки. Сварку можно выполнять
как левым, так и правым способами, а при наложении длин-
ных швов — сбратноступенчатым способом. Для удаления
оксидов при сварке применяют флюс НЖ-8, который
содержит 28% мрамора, 30 фарфора, 10 ферромарганца,
6 ферросилиция, 6 ферротитана и 20% двуоксида гитана.
Флюс применяют в виде пасты, которую наносят на свари-
ваемые кромки за 15—20 мин до начала сварки. Остатки
флюса после сварки удаляют тщательной промывкой швов
горячей водой. Для улучшения механических свойств,
устранения межкристаллитной коррозии и деформаций реко-
мендуется сваренные детали подвергать термообработке
с нагревом до температуры 1050—1100°С с последующим
охлаждением в воде.
Контрольные вопросы
1.	Какой сплав называется сталью?
2.	Как классифицируются стали по назначению, способу произ-
водства и химическому составу?
3.	Как классифицируются стали тю свариваемости?
4.	Как влияют различные примеси в сталях на ее свариваемость?
5.	Каковы причины возникновения холодных и горячих трешин
и меры борьбы с ними?
6.	В чем заключается особенность сварки средне- и высокоуглеро-
дистых сталей?
7;	В чем заключаются основные особенности сварки легированных
и высоколегированных сталей?
232
ГЛАВА Xll
СВАРКА ЧУГУНА
§ М. ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ
Чугуном называется сплав железа с углеродом, содер-
жащий углерода от 2 до 6,67%. Наряду с углеродом в чу-
гуне содержится Si, Мп, S и Р. Содержание S и Р в чугуне
больше, чем в стали. В специальные (легированные) чугу-
ны вводят легирующие добавки — Ni, Mo, V, Сг и др. Чу-
гун делят по структуре на белый, серый и ковкий; по хими-
ческому составу — на легированный и нелегированный.
Белый ч у г у н — это такой чугун, в котором боль-
шая часть углерода химически соединена с железом в виде
цементита FesC. Цементит имеет светлый цвет, обладает
большой твердостью и хрупкостью. Поэтому белый чугун
также имеет в изломе светло-серый, почти белый цвет, очень
тверд, ие поддается механической обработке и сварке, по-
этому ограниченно применяется в качестве конструкцион-
ного материала. Белые чугуны используются для получе-
ния ковких чугунов.
Серый чугун — это такой чугун, в котором боль-
шая часть углерода находится в свободном состоянии в виде
графита. Серый чугун мягок, хорошо обрабатывается режу-
щим инструментом, в изломе имеет темно-серый цвет. Тем-
пература плавления серого чугуна 1100—1250°C.
Чем больше в чугуне углерода, тем ниже температура
его плавления и выше жидкотекучесть. Кремний уменьшает
растворимость углерода в железе, способствует распаду
цементита с выделением свободного графита. При сварке
происходит окисление кремния, оксиды кремния имеют
температуру плавления более высокую, чем свариваемый
металл, и тем самым затрудняют процесс сварки. Марга-
нец связывает углерод и препятствует выделению графита.
Этим самым он способствует отбеливанию чугуна. Марганец
образует сернистые соединения (MnS), нерастворимые в жид-
ком и твердом чугунах и легкоудаляемые из металла в шлак.
При содержании марганца более 1,5% свариваемость чугу-
на ухудшается. Сера в чугунах является вредной примесью,
она затрудняет сварку, понижает прочность и способствует
образованию горячих трещин. Сера образует с железом
химическое соединение — сернистое железо, препятству-
ет выделению графита и способствует отбеливанию чугуна.
Верхний предел содержания серы в чугунах 0,15%. Для
ослабления вредного влияния серы в чугунах содержание
233
44. Механические свойства серого чугуна
Марка чугуна	Предел прочности» МН/м*		Твердость по Бри- неллю	Марка чугуна	Предел прочности, МН/м*		Твердость по Бри- неллю
	при рас- тяжении	при изги- бе			при рас- тяжении	при изги- бе	
СЧ 12—28	120	280	143—229	СЧ 28—48	280	480	170—241
СЧ 15—32	150	320	163—Й0	СЧ 32—52	320	520	187—255
СЧ 18—36	180	360	170—229	СЧ 36—66	360	560	197—269
СЧ 21—40	210	400	170—241	СЧ 40—60	400	600	207—269
СЧ 24—44	240	440	170—241	СЧ 44—64	440	640	229—289
марганца должно быть в три раза больше. Фосфор в чугу-
не увеличивает жидкотекучесть и улучшает его сваривае-
мость, ио одновременно понижает температуру затвердева-
ния, повышает хрупкость и твердость. Содержание фос-
фора в серых чугунах не должно превышать 0,3%. По
ГОСТ 1412—79 марку серого чугуна обозначают буквами
СЧ и двумя числами, из которых первое обозначает величи-
ну временного сопротивления чугуна при растяжении
в МН/м2, а второе — то же, при изгибе. Механические
свойства серых чугунов приведены в табл. 44.	j
Ковкий чугун получают из белого чугуна тер-
мической обработкой — длительной выдержкой при темпе-
ратуре 800—850°С. При этом углерод в чугуне выделяется
в виде хлопьев свободного углерода, располагающихся
между кристаллами чистого железа. В зависимости от ре-
жима термической обработки получают ковкий чугун фер-
ритной или перлитной структуры. При нагреве ковких чу-
45. Механические свойства ковкого чугуна
Марка чугуна	Предел проч- ности, МН/м2	Относитель- ное удлине- ние, %	Твердость по Бринеллю	Марка чугуна	Предел проч- ности, МН/м8	Относитель- ное удлине- ние, %	Твердость по Бринеллю
КЧ 30—6	330	6	163	КЧ 45—6	450	6	241
КЧ 33—8	330	8	163	КЧ 50—4	600	4	241
КЧ 35—10	350	10	163	КЧ 60—3	600	3	230
КЧ 37—10	370	12	163				
234
гунов свыше 900сС в зависимости от скорости охлаждения
графит может распадаться и образовывать химическое со-
единение с железом — цементит Fe3C, при этом деталь те-
ряет свойства ковкого чугуна. Это затрудняет сварку ков-
кого чугуна, так как для получения первоначальной струк-
туры ковкого чугуна его приходится после сварки подвер-
гать полному циклу термообработки. Ковкий чугун обо-
значают буквами КЧ и двумя числами: первое — указывает
временное сопротивление при растяжении, МН/м9, вто-
рое— относительное удлинение, %. Механические свой-
ства ковких чугунов приведены в табл. 45.
Легированные чугуны имеют специальные примеси Сг,
Ni, Мо, благодаря которым повышаются его кислотостой-
кость, прочность при ударных нагрузках и др.
Высокопрочный чугун получают из серого чугуна спе-
циальной обработкой — введением в жидкий чугун при
температуре не ниже 1400°С чистого Mg или его сплавов.
Графит в высокопрочном чугуне имеет сфероидальную фор-
му.
Свариваемость чугуна. Чугун является трудносваривае-
мым сплавом. Трудности при сварке чугуна обусловлены его
химическим составом, структурой и механическими свой-
ствами, при сварке чугуна необходимо учитывать следую-
щие его свойства: жидкотекучесть, поэтому сварка выпол-
няется только в нижнем положении; малая пластичность,
характеризующаяся возникновением в процессе сварки
значительных внутренних напряжений и закалочных струк-
тур, которые часто приводят к образованию трещин; интен-
сивное выгорание углерода, что приводит к пористости
сварного шва; в расплавленном состоянии чугун окисляется
с образованием тугоплавких оксидов, температура плавле-
ния которых выше, чем чугуна. Сварка чугуна применяется
в основном для исправления литейных дефектов, при ре-
монте изношенных и поврежденных деталей в процессе
эксплуатации и при изготовлении сварно-литых конструк-
ций.
§ 62. ГОРЯЧАЯ СВАРКА ЧУГУНА
Горячая газовая сварка чугуна нашла широкое приме-
нение при исправлении дефектов литья, а также ремонте
небольших чугунных деталей. Способ горячей сварки чугу-
на является наиболее надежным, обеспечивающим лучшее
качество сварного соединения. Выбор способа сварки опре-
деляется составом чугуна, конструкцией детали, характе-
535
рем дефекта и условиями работы. Процесс горячей газовой
Сварки разбивается на целый ряд отдельных операций, от
которых зависит качество сварного соединения. К этим
операциям относятся: подготовка деталей под сварку, пред-
варительный подогрев деталей, сварка деталей, охлаждение
Подготовка
де га лей после сварки.
к сварке определяете^
видом дефекта отливки или характером поломки детали.
Для предотвращения распространения трещин концы их
перед сваркой рекомендуется засверливать. Раковины,
трещины и другие поверхностные дефекты подготавливают
разделкой места заварки. Разделку ведут вырубкой или
другими механическими способами. Свариваемое изделие
Рис. 116. Коксовый горн
перед сваркой собирают и прихватывают по кромкам.
Диаметр прихваток не должен превышать 5—6 мм. Без под-
готовки кромок сваривают детали толщиной до 4 мм. На де-
талях толщиной свыше 5 мм выполняют разделку кромок
под углом 70—90°. Сваривае-
мые кромки тщательно очища-
ют от грязи, ржавчины, мас-
ла или других загрязнений
металлической щеткой или
пламенем сварочной горелки.
Детали,	подготовленные
под горячую сварку, подверга-
ют нагреву до 500—700°С.
Температура общего предва-
рительного подогрева определяется размером деталей,толщи-
ной стенок, жесткостью конструкции, объемом наплавляе-
мого металла и структурой чугуна. Общий подогрев сва-
риваемых деталей ведется в электрических и газовых печах,
а при единичных ремонтных работах — в специальных
термических печах, ямах и горнах. Для общего нагрева,
а также последующей терхмической обработки сваренных
деталей используют горны и печи различного типа. На
рис. 116 представлен горн, состоящий из металлического
каркаса 1 и чугунной опоки 2 с колосниковой решеткой 3.
Естественная тяга через колосниковую решетку обеспечи-
вает такую скорость сгорания кокса, которая необходима
для постепенного нагрева деталей.
При сварке чугуна используют также камерные печи
(рис. 117, а) и печи с выдвижным подом (рис. 117, б). При
отсутствии специальных печей на месте сварки сооружают
временные печи. При пользовании временными печами де-
таль обкладывают древесным углем и закрывают асбестом.
Для поступления воздуха делают снизу отверстие или
236
оборудуют специальную систему поддува. После того как
свариваемая деталь нагреется до требуемой температуры,
ее извлекают из печи и подают на рабочее место сварщика.
Во избежание охлаждения свариваемой детали во время
сварки ее закрывают листовым асбестом. Открытым остает-
ся только место сварки. После сварки изделие медленно
Рис. 117. Печи: камерная (а) и с выдвижным подом (б)
охлаждают в яме или вместе с горном. Равномерное и мед-
ленное охлаждение предупреждает коробление, образова-
ние трещин и структур отбела.
Сварку чугуна выполняют нормальным пламенем или
пламенем с небольшим избытком ацетилена. В начале свар-
ки пламя горелки устанавливают почти вертикально, во
мере сварки делают необходимый угол в зависимости от
толщины свариваемого металла. Ядро пламени должно
находиться на расстоянии 2—3 мм от поверхности свари-
ваемого металла. Наконечник горелки выбирают из расчета
расхода ацетилена 120 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого
металла.
В качестве присадки согласно ГОСТ 2671—80 для горя-
чей газовой сварки применяют чугунные прутки марки А
диаметром 4, 6, 8 и 12 мм, длиной 250—450 мм. Чугунные
прутки марки А имеют следующий химический состав:
3,0—3,5% С, 3,0—3,4% Si, 0,5—0,8 Мп, не более 0,08% S,
0,2—0,4% Р, не более 0,05% Сг, 0,3% Ni. Чугунные прут-
ки марки А с торца маркируют белой краской. Прутки
должны храниться в сухом месте’в ящиках или на стелла-
237
жах. При горячей сварке чугуна необходимо учитывать
резкий переход из жидкого состояния в твердое и образо*
ванне окисной пленки на поверхности жидкой ванны, что
затрудняет выделение газа из жидкого металла. Для облег-
чения выделения газа сварочную ванну необходимо непре-
рывно помешивать присадочным прутком. При горячей га-
зоной сварке чугуна применяют флюс, способствующий
улучшению процесса сварки и удалению образовавшихся
оксидов. В качестве флюса используют прокаленную буру
или смесь 56% прокаленной буры, 22% углекислого нат-
рия и 22% углекислого калия. Кроме того, при сварке
чугуна можно применить газообразный флюс БМ-1
(ТУП 42—64).	I
В процессе сварки сварщику необходимо следить за тем,
чтобы в наплавленном металле не оставалось шлака и рас-
плавленный присадочный металл хорошо сплавлялся с ос-
новным металлом. Для получения сварного соединения,
свойства которого равноценны свойствам основного метал-
ла, необходимо после сварки уменьшить скорость охлаж-
дения. Для этого пламя сварочной горелки отводят от
поверхности свариваемого металла на 50—60 мм, а наплав-
ленный металл подогревают пламенем в течение 1—1,5 мин.
Для уменьшения внутренних напряжений в массивных де-
талях сложной конфигурации рекомендуется сваренные
детали подвергать вторичному нагреву до температуры
600—750сС и охлаждать вместе с печью.	J
§ 63. СВАРКА ЧУГУНА С МЕСТНЫМ ПОДОГРЕВОМ
Этот способ газовой сварки чугуна применяют в тех слу-
чаях, когда место сварки и характер конструкции позво-
ляют выполнять местный подогрев без появления трещин
и напряжений в свариваемых изделиях.
f----Z------- Местный предварительный подогрев при-
И-			\	_______ ____ _____ __ _ _ _ _
меняют при сварке массивных дета-
лей или деталей, конструкция которых
не создает жесткого контура. В этих
случаях участок местного подогрева вы-
Рис. 118. Сварка бирают так, чтобы в детали создавались
чугунной рамы тепловые деформации, равнозначные
деформациям, которые возникнут на
участке сварки. Например, в чугунной раме (рис. 118),
имеющей трещину на участке /, для того чтобы создать
равномерную тепловую деформацию, необходимо осуще-
ствить подогрев противоположного плеча на участке 2.
238
Местный подогрев свариваемых деталей выполняют до тем-
пературы 300—500°С сварочными горелками, паяльными
лампами, индукционным электронагревом и другими спо-
собами. При сварке применяют нормальное сварочное пла-
мя или пламя с небольшим избытком ацетилена. Мощность
сварочного пламени выбирают из расчета расхода ацетиле-
на 100—120 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
В качестве присадки используют чугунные прутки марки Б
диаметром 4, 6, 8, 10 и 12 мм, длиной 250—450 мм. Согласно
ГОСТ 2671—80, чугунные прутки марки Б содержат
3,0—3,5% С, 3,5—4,0 Si, 0,5—0,8% Мп, не более 0,08% S,
0,3—0,5% Р, 0,05% Сг и 0,3% Ni. После сварки места подо-
грева медленно охлаждают, для чего прикрывают их асбе-
стом и засыпают песком.
§ 64. ХОЛОДНАЯ СВАРКА ЧУГУНА
Холодную сварку чугуна применяют в тех случаях,
когда детали при нагревании и охлаждении способны сво-
бодно расширяться и сжиматься, не вызывая значительных
остаточных напряжений. При этом мощность пламени горел-
ки должна быть максимально возможной. Технологический
процесс сварки без предварительного нагрева почти анало-
гичен процессу горячей сварки, однако имеет и свои осо-
бенности. Перед заваркой дефекта необходимо подогревать
пламенем горелки участки, прилегающие к дефекту. После
окончания заполнения дефекта горелку в течение 2—3 мин
медленно отводят, направляя пламя на участки, прилегаю-
щие к дефекту. Деталь или часть детали, на которой на-
ходится заваренный участок, для медленного охлаждения
засыпают песком или покрывают асбестом.
Способ низкотемпературной пайки-сварки чугуна отли-
чается от обычных способов тем, что основной металл не
доводится до температуры плавления, а нагревается только
до температуры 820—860сС, т. е. до температуры «смачи-
ваемости». Этот способ разработан в институте ВНИИавто-
генмаш и основан на применении специальных чугунных
прутков и флюсов. Капли расплавленного присадочного
металла под действием сварочного пламени легко расте-
каются по поверхности свариваемого металла, обеспечивая
плотное соединение свариваемых деталей. Низкотемпера-
турную сварку чугуна используют при заварке литейных
дефектов деталей из серого чугуна, а также при заварке
чугунных деталей в готовых изделиях в случаях их полом-
ки, появления трещин и других дефектов. В качестве при-
239
46. Состав флюсов для низкотемпературной пайки-сварки
чугуна, %
Состав	Марке флюса		Состаэ	Марка фл<^Я	
	ФСЧ-2	МАФ-1 1		ФСЧ-2	МАФ.1
. . Бура плавленая	23	33	1 Углекислый ли- тий	0,5	
Сода кальцини- рованная	•  ».	12	Углекислый натрий	26,5	
Азотно-кислый натрий	50	—*	Фтористый натрий	—	12,5
Селитра натрие- вая		27 ।	Фторцирконий калия Оксид кобаль- та		8.5 7
садки для заварки тонкостенных отливок применяются
чугунные прутки НЧ-2, а для толстостенных — чугунные
прутки УНЧ-2. Для низкотемпературной пайки-сварки
чугуна применяют специальные флюсы ФСЧ-2 и МАФ-'L
Применяемые флюсы химически очищают нагретую сва-
риваемую поверхность от оксидов, жиров и других загрязне-
ний, увеличивают прочность сцепления наплавленного ме-
талла с основным, увеличивают жидкотекучесть расплав-
ленного металла и защищают нагретую поверхность и рас!
плавленный металл от кислорода и азота воздуха. Состав
флюсов для низкотемпературной пайки-сварки чугуна при-
веден в табл. 46.	]
Разделку дефектного участка под низкотемпературную
сварку выполняюг фрезерованием, сверлением или строга-
нием. Место сварки предварительно зачищают до метал шь
ческого блеска. Профиль разделки кромок сквозных и пе-
сквозных дефектов представлен на рис. 119. Угол разделки
составляет 70—90°. Неглубокие поры и шлаковые включе-
ния вырубают зубилом или удаляют шлифовальным кру-
гом. Перед сваркой изделие подогревают горелкой до тем-
пературы 300—400GC. Изделия сложной формы нагревают
в печи.
Схема устранения сквозных дефектов (трещин) показана
на рис. 120, о. При устранении засверленных дефектов
(пористость, раковины) присадочный металл наносят по
винтовой восходящей линии (рис. 120, б). На нагретую
наплавляемую поверхность равномерно наносят слой флю-
250
са. Место сварки нагревают горелкой до температуры
820—860°С, пламя должно быть строго нормальным. При
этой температуре паста-флюс плавится, покрывая тонкой
пленкой место сварки. Присадочный пруток также покры-
вают флюсом. Расплавляясь, присадочный металл стекает

Рис. 119. Профиль разделки дефекта под пай-
косварку:
а — рязделка несккозного дефекта» б — сквозного де-
фекта с применением подкладки из огнеупорного
материала
a)	S)
Рис. 120. Схема устранения сквозных трещин (а)
и засверленных дефектов (б)
на завариваемую поверхность и растекается по ней. Сварку
ведут левым способом. Расстояние между ядром пламени и
концом прутка должно составлять 2—3 мм, угол между
осью горелки и плоскостью детали — 20—30°.
После сварки изделие медленно охлаждают под слоем
асбеста или в песке. Так как при данном способе основной
металл не доводят до расплавления, то отсутствуют уча-
стки отбеленного чугуна и металл шва получается плотным,
мягким и хорошо обрабатывается механическими способа-
ми.
При низкотемпературной пайке-сварке чугуна вместо
ацетилена можно применять газы-заменители. При приме-
нении в качестве горючего газа пропан-бутана мощность
сварочного пламени выбирают из расчета пропан-бутана
60—70 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Пла-
мя берется нормальное. При толщине металла до 6 мм свар-
9 № 463
241
ку выполняют за один проход, при толщине 9—12 мм —
в два прохода. При использовании в качестве флюса ФСЧ-2
рабочая температура составляет 900—950 С. При такой
температуре не исключено появление структур закалки
в зоне термического влияния, поэтому указанный флюс
имеет ограниченное применение. Его используют в тех слу-
чаях, когда допускается повышенная твердость наплавлен-
ного металла. Флюс МАФ-1 позволяет вести процесс низко-
температурной пайки-сварки при рабочей температуре
750—800°С.
В некоторых случаях целесообразно применять пайку-
сварку чугуна латунными припоями. Этот метод использу-
ют при ремонтной сварке. Преимущество пайки-сварки чу-
гуна латунью по сравнению со сваркой плавлением заклю-
чается в том, что нагрев чугуна до температуры плавления
латуни (850—900сС) существенно не изменяет структуры
металла, что исключает опасность отбела чугуна и не вы-
зывает значительных термических напряжений. Кромки
детали толщиной до 25 мм скашивают под углом 45\ а при
большей толщине рекомендуется ступенчатая разделка;
при пайке-сварке латунью лучше, когда поверхности со-
единяемых кромок шероховаты.
Углерод с поверхности соединяемых кромок выжигают
на глубину 0,12—0,15 мм двумя способами: соединяемые
кромки детали покрывают пастой из железных опилок и
борной кислоты и нагревают пламенем горелки до 750—
900сС; кромки детали нагревают пламенем горелки, отрегу-
лированным с избытком кислорода до той же температуры.
Наибольшее применение нашел второй способ. Техника
пайки-сварки состоит в следующем. Кромки нагревают до
красного цвета, посыпают флюсом и облуживают участка-
ми. Сварочное пламя должно быть нормальным или с не-
большим избытком кислорода. Деталь должна находиться
в наклонном положении, пайку-сварку выполняют снизу
вверх. Положение горелки и присадочного металла та-
кое же, как при правом способе. Мощность сварочного пла-
мени выбирается из расчета 60—75 дм3/ч ацетилена на 1 мм
толщины.
Для пайки-сварки разработаны специальные флюсы
ФПСН-1 и ФПСН-2, которые нейтрализуют действие сво-
бодного графита, частицы которого выступают на сваривае-
мой поверхности и мешают ее смачиванию. В качестве при-
поя используется кремнистая проволока ЛОК 59-1-03,
содержал в среднем до 0,3% Si. Для пайки-сварки
изделий, к механическим свойствам которых предъяв-
242
ляются повышенные требования, применяют припой
ЛОМНА 49-25-10-4-0,4, содержащий Си, Sn, Мп, Ni и
до 0,6% А1. При пайке этим припоем металл паяносварного
шва имеет цвет чугуна, твердость НВ 180—200 и временное
сопротивление разрыву 280—340 МН/м?.
Для пайки используют поверхностно-активный флюс
марки ФПСН-2. Он содержит 45% борной кислоты, 22,5%
углекислого лития, 22,5% соды кальцинированной и 10%
солевой лигатуры. Его применяют в виде порошка или па-
сты. Флюс плавится при температуре 600—650°С. Пайку
выполняют обычной сварочной горелкой, работающей на
ацетилене или газах-заменителях. Вначале при пайке-свар-
ке слегка окисленным пламенем нагревают место наплавки
до 450—500°С, а затем в разделку вводят флюс. Пайку-
сварку начинают в момент плавления флюса, направляя
пламя на прилегающие к разделке участки. Расплавленный
флюс прутком припоя равномерно распределяют по всей
поверхности завариваемого места; затем пламя направляют
на конец прутка, расплавляют его и заполняют разделку
металлом припоя. Наплавленный металл сразу же после
сварки проковывают ручным медным молотком.
Контрольные вопросы
1.	Какой сплав называется чугуном?
2.	Чем отличаются между собой белый, серый, ковкий чугуны?
3.	В чем заключается трудность сварки чугуна*
4.	Как осуществляется горячая сварка чугуна?
5.	Как выполняется нагрев чугунных деталей перед сваркой?
6.	Каковы основные особенноеги сварки чугуна с местным подогре-
вом?
7.	Когда применяется холодная сварка чугуна?
8.	Как производится пайка-сварка чугуна латунью?
ГЛАВА XIII
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
И СПЛАВОВ
§ 65.	СВАРКА МЕДИ
Медь находит широкое применение при изготовлении
изделий различного назначения: сосудов, трубопроводов,
электрораспределительных устройств, химической аппара-
9*
243
туры и т. д. Многообразие использования меди связано
с ее особыми физическими свойствами. Медь обладает вы-
сокой электропроводностью и теплопроводностью, устой-
чива в отношении коррозии. Плотность меди 8,93 Н/см3,
температура плавления 108342, температура кипения
236042. Трудности сварки меди обусловлены ее физико-
химическими свойствами. Медь склонна к окислению с об-
разованием тугоплавких оксидов, поглощению газов рас-
плавленным металлом, обладает высокой теплопровод-
ностью, значительной величиной коэффициента линейного
расширения при нагревании.	1
Склонность к окислению вызывает необходимость при-
менения при сварке специальных флюсов, защищающих
расплавленный металл от окисления и растворяющих об-
разующиеся оксиды, переводя их в шлаки. Высокая тепло-
проводность требует применения более мощного пламени,
чем при сварке стали. Свариваемость Си зависит от ее чи-
стоты, особенно ухудшают свариваемость Си наличие в ней
Bi, Pb, S и ОСодержание О2 в зависимости от марки Си
колеблется от 0,02 до 0,15%, Bi и РЬ придают меди хруп-
кость и красноломкость. Наличие в Си кислорода в виде
оксида меди Си2О вызывает образование хрупких прослоек
металла и трещин, которые появляются в зоне термическо-
го влияния. Оксид меди образует с медью легкоплавкую
эвтектику, которая обладает более низкой температурой
плавления. Эвтектика располагается вокруг зерен меди и
таким образом ослабляет связь между зернами. На процесс
сварки Си оказывает влияние не только кислород, раство-
ренный в меди, но и кислород, поглощаемый из атмосферы.
При этом наряду с оксидом меди Си2О образуется оксид
меди СиО. При сварке оба эти оксида затрудняют процесс
газовой сварки, поэтому их необходимо удалять с помощью
флюса.
Водород и оксид углерода также отрицательно влияют
на процесс сварки Си. В результате их взаимодействия с ок-
сидом меди Си2О образуются пары воды и углекислый газ,
которые образуют поры в металле шва. Чтобы избежать
этого явления, сварку меди необходимо выполнять строго
нормальным пламенем. Чем чище Си и чем меньше опа со-
держит О2, тем лучше она сваривается. По ГОСТ 859—78
промышленностью для изготовления сварных конструкций
выпускается медь марок М1р, М2р МЗр, имеющая понижен-
ное содержание О2 (до 0,01%).
При газовой сварке Си нашли применение стыковые и
угловые соединения, тавровые и нахлесточные соединения
244
не дают хороших результатов. Перед сваркой свариваемые
кромки необходимо очистить от грязи, масла, оксидов и
других загрязнений на участке не менее 30 мм от места
сварки. Места сварки очищают вручную или механическим
способом стальными щетками. Сварку меди толщиной до
3 мм выполняют без разделки кромок, а при толщине свы-
ше 3 мм требуется X-образная разделка кромок под углом
45° в каждой стороне стыка. Притупление делается равным
Э,2 от толщины свариваемого металла. В связи с повышен-
ной жидкотекучестью меди в расплавленном состоянии тон-
кие листы сваривают встык без зазора, а листы свыше 6 мм
сваривают на графитовых и угольных подкладках. Мощ-
ность сварочного пламени при сварке меди толщиной до
4 мм выбирают из расчета расхода ацетилена 150—175 дм8/ч
на 1 мм толщины свариваемого металла, при толщине до
8—10 мм мощность увеличивают до 175—225 дм3/ч. При
больших толщинах рекомендуется сварка двумя горелка-
ми — одной ведется подогрев, а другой — сварка. Для
уменьшения теплоотвода сварку выполняют на асбестовой
подкладке. Для компенсации больших потерь теплоты за
счет отвода в околошовную зону применяют предваритель-
ный и сопутствующий подогрев свариваемых кромок. Подо-
гревают кромки одной или несколькими горелками.
Пламя для сварки Си выбирают строго нормальным, так
как окислительное пламя вызывает сильное окисление, а при
науглероживающем пламени появляются поры и трещины.
Пламя должно быть мягким и направлять его следует под
большим, чем при сварке стали, углом. Сварка проводится
восстановительной зоной, расстояние от конца ядра до
свариваемого металла 3—6 мм. В процессе сварки нагретый
металл должен быть все время защищен пламенем. Сварку
выполняют как левым, так и правым способом, однако наи-
более предпочтителен при сварке меди правый способ. Свар-
ка ведется с максимальной скоростью без перерывов.
При сварке Си рекомендуется свариваемые изделия уста-
навливать под углом 10° к горизонтальной плоскости. Свар-
ка ведется на подъем. Угол, наклона мундштука горелки
к свариваемому изделию составляет 40—50°, а присадоч-
ной проволоки — 30—40°. При выполнении вертикальных
швов угол наклона мундштука горелки составляет 30° и
сварку ведут снизу вверх. При сварке меди не рекомендует-
ся скреплять детали прихватками. Длинные швы свари-
вают в свободном состоянии обратноступенчатым способом.
Газовую сварку меди выполняют только за один про-
ход.
245
На процесс газовой сварки Си оказывает большое
влияние состав присадочной проволоки. Для сварки в ка-
честве присадка применяют прутки и проволоку согласно
ГОСТ 16130—72 следующих марок: Ml, MCpl, МПЖ5-1,
МНЖКТ5-1-0,2-0,2. Сварочная проволока MCpl содержит
0,8—1,2% серебра. Диаметр присадочной проволоки вы-
бирают в зависимости от толщины свариваемого металла и
берут равным 0,5—0,75 S, где S — толщина металла, мм,
но не более 8 мм. Сварочная проволока должна плавиться
спокойно, без разбрызгивания. Желательно, чтобы темпе-
ратура плавления присадочной проволоки была ниже тем-
пературы плавления основного металла. Для предохране-
ния Си от окисления, а также для раскисления и удаления
в шлак образующихся оксидов сварку осуществляют с флю-
сом. Флюсы изготовляют из оксидов и солей бора и натрия.
Флюсы для сварки Си применяют в виде порошка, пасты и
в газообразной форме. Составы флюсов, .применяемых для
сварки Си, приведены в табл. 47.
47. Состав флюсов, применяемых для сварки меди, %
Составляющие компоненты	Номер флюса						
	1	2	3	4	5	6	7
• Бура прокаленная	100	25	50	30	50	50	70
Борная кислота		75	50	50	35	——	10
Поваренная соль	—ич*-		1	10	-  	 - —	20
Кислый фосфорно-кислый натрий		—	“W	10	15	15	
Кварцевый песок	—			•	" —	15	 —
Древесный уголь	——		—'—	—- •				20	—
Флюсы № 5 и 6, содержащие соли фосфорной кислоты,
необходимо применять при сварке проволокой, не содер-
жащей раскислителей фосфора и кремния. Сварку Си мож-
но выполнять и с применением газообразного флюса БМ-1,
в этом случае наконечник горелки надо увеличить на один
номер, чтобы снизить скорость нагрева и увеличить мощ-
ность сварочного пламени-. При использовании газообраз-
ного флюса применяют установку КГФ-2-66. Порошкооб-
разный флюс посыпают на место сварки на 40—50 мм по обе
стороны от оси шва. Флюс в виде пасты наносят на кромки
свариваемого металла и на присадочный пруток. Остатки
флюса удаляют промывкой шва 2%-ным раствором азот-
ной или серной кислоты.
246
Для улучшения механических свойств наплавленного
металла и повышения плотности и пластичности шва после
сварки металп шва рекомендуется проковывать. Детали
толщиной до 4 мм проковывают в холодном состоянии, а при
большей толщине — при нагреве до температуры 550—
600°С. Дополнительное улучшение шва после проковки
дает термическая обработка — нагрев до 550—600°С и ох-
лаждение в воде. Свариваемые изделия нагревают сварочной
горелкой или в печи. После отжига металл шва становится
вязким.
§ 66.	СВАРКА ЛАТУНИ
Латунь представляет собой сплав меди с цинком, содер-
жание которого в латуни колеблется от 20 до 55%. Благода-
ря высокой прочности, пластичности, антикоррозионной
стойкости и удовлетворительной свариваемости латуни
получили широкое распространение при изготовлении раз-
личной аппаратуры, емкостей и арматуры в химической и
других отраслях промышленности. Основными затрудне-
ниями при сварке латуней являются выгорание цинка, по-
глощение газов расплавленным металлом ванны, а также
повышенная склонность металла шва и околошовной зоны
к образованию пор и трещин. Для устранения указанных
затруднений необходимо применять специальные меры.
Для борьбы с испарением Zn при газовой сварке латуни
необходимо применять окислительное пламя и использо-
вать специальные флюсы и присадочные металлы, легиро-
ванные Si и В. Пары цинка ядовиты, поэтому при сварке
латуни необходимо пользоваться респиратором. При сварке
латуни окислительным пламенем на поверхности сваривае-
мого металла образуется оксидная пленка, которая препят-
ствует дальнейшему испарению цинка. Избыточный кис-
лород также связывает свободный водород пламени, что
уменьшает поглощение водорода металлом. При сварке ла-
туни необходимо также учитывать ее склонность к образо-
ванию трещин в интервале температур от 300 до 600°С.
Подготовка свариваемых кромок под сварку зависит от
толщины металла: металл толщиной до 1 мм сваривают с от-
бортовкой кромок, при толщине от 1 до 5 мм — без скоса
кромок, при толщине от .6 до 15 мм — с V-образной раздел-
кой кромок на угол 70—90°, при толщине от 15 до 25 мм —
с Х-образной разделкой на угол 70—90’ с притуплением
2—4 мм. Перед сваркой свариваемые кромки зачищают до
металлического блеска или протравливают в 10%-ном вод-
247
ном растворе азотной кислоты с последующей промыв*
кой горячей водой и протиркой насухо ветошью.
На качество сварного шва большое влияние оказывает
мощность сварочного пламени. Несмотря на то что тепло-
проводность латуни на 7% больше, чем у низкоуглероди-
стой стали, мощность сварочного пламени берется из расче-
та расхода ацетилена 100—120 да3/ч на 1 мм толщины сва-
риваемого металла, чтобы не перегреть свариваемый металл.
Для снижения испарения Zn конец ядра сварочного
пламени должен находиться на расстоянии 7—10 мм от
свариваемой поверхности. Сварку проводят левым спосо-
бом. Сварочное пламя направляют на присадочную прово-
локу, которую держат под углом 90е к мундштуку. Сварку
выполняют с максимальной скоростью окислительным пла-
менем. Конец присадочного металла все время должен на-
ходиться в зоне сварочного пламени. Так как латунь в рас-
плавленном состоянии жидкотекуча, то сварка ее в верти-
кальном и потолочном положениях затруднена. При необ-
ходимости выполнения сварки в вертикальном положении
сварку следует вести на пониженной мощности пламени —
35—40 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого ме-
талла.
Выбор присадочного металла оказывает большое влия-
ние на процесс сварки латуни. Согласно ГОСТ 16130—72»
в качестве нрисадка при сварке латуни применяют следую-
щие марки присадочной проволоки: Л63, ЛО60-1, ЛК62-0,5,
ЛКБ062-0,2-0,04-0,5 и сварочные прутки следующих ма-
рок: ЛК62-05, Л63, ЛОК59-1-0.3.
Для сварки латуней Л-62 и Л-68 применяется самофлю-
сующая присадочная проволока ЛКБ062-0,2-0,04-0,5, свар-
ка проводится без применения флюса. Хорошие результа-
ты при сварке дает применение кремнистой латунной про-
волоки ЛК-62-05, содержащей в средней 0,5% кремния.
При сварке этой проволокой практически отсутствует угар
цинка и повышаются прочность, плотность и ударная вяз-
кость сварного соединения. Латуни сваривают также с при-
менением присадочной проволоки ЛО-60-1. Диаметр при-
садочной проволоки d выбирают в зависимости от толщины
свариваемого металла: d=»S+l, где S — толщина свари-
ваемого металла, мм, но не более 8 мм.
‘ Для сварки латуни в основном применяют флюсы того же
состава, что и при сварке меди. Из порошковых флюсов
широкое применение нашли флюсы № 1, 2, 3. Флюс БМ-1
рекомендуется для сварки с применением кремнистого при-
садочного металла. Образующиеся в процессе сварки шла-
248
ки удаляют промывкой водой. Хорошее качество сварного
шва получается при применении газообразного флюса
БМ-2 на основе метилборатов, который автоматически по-
дается в пламя горелки с помощью установки КГФ, раз-
работанной ВНИИАвтогенмашем.
Для уплотнения металла шва и повышения его механи-
ческих свойств шов проковывают. Латуни, содержащие бо-
лее 40% Zn, проковывают при температуре выше 650сС,
а латуни, содержащие менее 40% Zn,— в холодном состоя-
нии. После проковки применяют отжиг при температуре
600—650сС с последующим медленным охлаждением для
получения мелкозернистой структуры.
§ 67.	СВАРКА БРОНЗЫ
Бронзами называют медные сплавы, в которых основ-
ными легирующими элементами являются Al, Sn, Мп, Si и
др. В зависимости от преобладания легирующего элемента
определяется и название бронзы. Бронзы делятся на две
основные группы — оловянные и безоловянные. Темпера-
тура плавления оловянных бронз 900—950сС, безоловян-
ных — 950—1080сС. Оловянные бронзы содержат от 3 до
14% Sn, а также Р, Zn, Ni и другие элементы. Олово в брон-
зе значительно снижает температуру плавления и увели-
чивает интервал между температурами начала и окончания
кристаллизации.
При сварке оловянной бронзы легкоплавкая часть спла-
ва перемещается от середины к поверхности шва. Это при-
водит к появлению па поверхности шва мелких застывших
капель. При сварке оловянных бронз необходимо прини-
мать меры, уменьшающие угар РЬ и Zn. Пламя берется стро-
го нормальньы, так как окислительное пламя приводит
к выгоранию олова, а науглероживающее — увеличивает
пористость в металле шва. Мощность сварочного пламени
выбирают из расчета ацетилена 70—120 дм3/ч па 1 мм тол-
щины свариваемого металла. Сварку выполняют восстано-
вительной зоной сварочного пламени на расстоянии 7—
10 мм от поверхности свариваемого металла для того, чтобы
уменьшить выгорание олова. При сварке литых бронз при-
меняют предварительный подогрев до температуры 450сС.
В качестве присадка согласно ГОСТ 16130—72 используют
сварочную проволоку БрОЦ4-3 и БрОФ6,5-0,15. Сваривае-
мые кромки перед сваркой тщательно зачищают. Сварка
ведется в нижнем положении, для предупреждения проте-
кания металла используют подкладки из графита. При
249
ном растворе азотной кислоты с последующей промыв-
кой горячей водой и протиркой насухо ветошью.
На качество сварного шва большое влияние оказывает
мощность сварочного пламени. Несмотря на то что тепло-
проводность латуни на 7% больше, чем у низкоуглеродп-
стой стали, мощность сварочного пламени берется из расче-
та расхода ацетилена 100—120 дм3/ч на 1 мм толщины сва-
риваемого металла, чтобы не перегреть свариваемый металл.
Для снижения испарения Zn конец ядра сварочного
пламени должен находиться на расстоянии 7—10 мм от
свариваемой поверхности. Сварку проводят левым спосо-
бом. Сварочное пламя направляют на присадочную прово-
локу, которую держат под углом 90° к мундштуку. Сварку
выполняют с максимальной скоростью окислительным пла-
менем. Конец присадочного металла все время должен на-
ходиться в зоне сварочного пламени. Так как латунь в рас-
плавленном состоянии жидкотекуча, то сварка ее в верти-
кальном и потолочном положениях затруднена. При необ-
ходимости выполнения сварки в вертикальном положении
сварку следует вести на пониженной мощности пламени —I
35—40 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого ме-
талла.
Выбор присадочного металла оказывает большое влия-
ние на процесс сварки латуни. Согласно ГОСТ 16130—72,
в качестве нрисадка при сварке латуни применяют следую-
щие марки присадочной проволоки: Л63, ЛО60-1, ЛК62-0Д
ЛКБ062-0,2-0,04-0,5 и сварочные прутки следующих ма-
рок: ЛК62-05, Л63, ЛОК59-1-0,3.
Для сварки латуней Л-62 и Л-68 применяется самофлю-
сующая присадочная проволока ЛКБ062-0,2-0,04-0,5, свар-
ка проводится без применения флюса. Хорошие результа-
ты при сварке дает применение кремнистой латунной про-
волоки ЛК-62-05, содержащей в средней 0,5% кремния.
При сварке этой проволокой практически отсутствует угар
цинка и повышаются прочность, плотность и ударная вяз-
кость сварного соединения. Латуни сваривают также с при-
менением присадочной проволоки ЛО-60-1. Диаметр при-
садочной проволоки d выбирают в зависимости от толщины
свариваемого металла: d=^-S+lt где S — толщина свари-
ваемого металла, мм, но не более 8 мм.
- Для сварки латуни в основном применяют флюсы того же
состава, что и при сварке меди. Из порошковых флюсов
широкое применение нашли флюсы № 1, 2, 3. Флюс БА1-1
рекомендуется для сварки с применением кремнистого при-
садочного металла. Образующиеся в процессе сварки шла-
248
ки удаляют промывкой водой. Хорошее качество сварного
шва получается при применении газообразного флюса
БМ-2 на основе метилборатов, который автоматически по-
дается в пламя горелки с помощью установки КГФ, раз-
р абота н ной В Н ИИ Автогенма тем.
Для уплотнения металла шва и повышения его механи-
ческих свойств шов проковывают. Латуни, содержащие бо-
лее 40% Zn, проковывают при температуре выше 650°С,
а латуни, содержащие менее 40% Zn,— в холодном состоя-
нии. После проковки применяют отжиг при температуре
600—650сС с последующим медленным охлаждением для
получения мелкозернистой структуры.
§ 67.	СВАРКА БРОНЗЫ
Бронзами называют медные сплавы, в которых основ-
ными легирующими элементами являются Al, Sn, Мп, Si и
др. В зависимости от преобладания легирующего элемента
определяется и название бронзы. Бронзы делятся на две
основные группы — оловянные и безоловянные. Темпера-
тура плавления оловянных бронз 900—950сС, безоловян-
ных — 950—1080"С. Оловянные бронзы содержат от 3 до
14% Sn, а также Р, Zn, Ni и другие элементы. Олово в брон-
зе значительно снижает температуру плавления и увели-
чивает интервал между температурами начала и окончания
кристаллизации.
При сварке оловянной бронзы легкоплавкая часть спла-
ва перемещается от середины к поверхности шва. Это при-
водит к появлению на поверхности шва мелких застывших
капель. При сварке оловянных бронз необходимо прини-
мать меры, уменьшающие угар РЬ и Zn. Пламя берется стро-
го нормальным, так как окислительное пламя приводит
к выгоранию олова, а науглероживающее — увеличивает
пористость в металле шва. Мощность сварочного пламени
выбирают из расчета ацетилена 70—120 дм3/ч на 1 мм тол-
щины свариваемого металла. Сварку выполняют восстано-
вительной зоной сварочного пламени на расстоянии 7—
10 мм от поверхности свариваемого металла для того, чтобы
уменьшить выгорание олова. При сварке литых бронз при-
меняют предварительный подогрев до температуры 450°С.
В качестве присадка согласно ГОСТ 16130—72 используют
сварочную проволоку БрОЦ4-3 и БрОФ6,5-0,15. Сваривае-
мые кромки перед сваркой тщательно зачищают. Сварка
ведется в нижнем положении, для предупреждения проте-
кания металла используют подкладки из графита. При
249
сварке оловянных бронз применяют те же флюсы, что и при
сварке меди.	I
Алюминиевые бронзы содержат до 10% А1. Алюминие-
вые бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью и
высокими антифрикционными свойствами. Основные труд-
ности при сварке алюминиевых бронз вызывает образую-
щаяся тугоплавкая оксидная пленка (А12О3). Эта пленке
имеет высокую температуру плавления и оседает на дно
сварочной ванны. Удаление ее возможно только при при-
менении специальных флюсов. При сварке применяют
флюс, содержащий 12—16% фтористого натрия, 20% хло-
ристого натрия, 20% хлористого бария, остальное — хло-
ристый калий. Подготовка к сварке осуществляется так же,
как при сварке оловянных бронз. Сварочное пламя берете:!
нормальное, мощность пламени выбирают из расчета рас-
хода ацетилена 120—170 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемо-
го металла. В качестве присадка применяют сварочную про-
волоку Бр АЖМц10-3-1,5.	I
Кремнистые бронзы отличаются высокими механиче-
скими свойствами, хорошо свариваются. Предварительный
подогрев до температуры 300—350сС осуществляется толь-
ко для литых деталей сложной формы. Присутствие в брон-
зе Si и Мп улучшает ее свариваемость. Сварочное пламя
для сварки кремнистых бронз берется строго нормальное.
Мощность сварочного пламени выбирается из расчета аце-
тилена 100 дма/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
Флюсы применяют те же, что и при сварке меди и латуни.
§ 68.	СВАРКА НИКЕЛЯ
Никель является тяжелым цветным металлом (его плот-
ность 8,9 г/см3), обладающим хорошими антикоррозион-
ными свойствами. Он используется в химической, пищевой
и других отраслях промышленности. Технический Ni в за-
висимости от его марки содержит 99,8—97,6% чистого NL
Наиболее вредными примесями при сварке Ni являются S
и РЬ.
При сварке Ni возникают трудности, связанные с обра-
зованием оксида никеля, который имеет температуру плав-
ления выше, чем сам металл, а также с изменениями ра-
створимости газов при остывании. Газовая сварка Ni при-
меняется для деталей толщиной до 4 мм и небольших габа-
ритов. Детали толщиной до 1,5 мм сваривают без присадка
с отбортовкой кромок, толщиной до 4 мм — без разделки
кромок. Перед сваркой детали скрепляют прихватками
250
через 100—200 мм. Сварку длинных швов ведут обратно-
ступенчатым способом.
Сварочное пламя применяют нормальное или с неболь-
шим избыткам ацетилена, ацетилен перед сваркой должен
быть осушен. Мощность сварочного пламени выбирают из
расчета расхода ацетилена 140—200 дм3/ч па 1 мм толщины
свариваемого металла. Присадочный металл выбирают
близким по химическому составу к основному металлу.
Желательно применение никелевой проволоки, легирован-
ной Si, Мп и Ti. Сварка ведется восстановительной зоной,
расстояние от конца ядра пламени до поверхности свари-
ваемого металла 3—4 мм. При сварке Ni рекомендуется при-
менять правый способ сварки, диаметр присадочной про-
волоки выбирается равным половине толщины свариваемо-
го металла.
Газовую сварку Ni можно вести без применения флюса,
однако лучшие результаты достигаются с использованием
флюсов. Флюс должен обладать температурой плавления
более низкой, чем основной металл и улучшать жидкоте-
кучесть жидкой ванны. При газовой сварке никеля нашли
применение многокомпонентные флюсы, составы которых,
%, приведены ниже:
Компоненты	№ фтгоса
1	2_	3
Бура прокаленная............................. 100	25	30
Борная кислота ... .....	.............—	75	50
Хлористый натрий.............................—	—	10
Фтористый калий..............................—	—	10
Кроме применения вышеуказанных флюсов сварку мож-
но вести и с применением газообразного флюса БМ-1.
§ 69.	СВАРКА СВИНЦА
Свинец — химически устойчивый металл с низкой ме-
ханической прочностью, используется в химической про-
мышленности для облицовки стальной аппаратуры и трубо-
проводов. Сварка РЬ затруднена, так как РЬ имеет низкую
температуру плавления (327°С) и образует тугоплавкий ок-
сид свинца РЬО с температурой плавления 850сС. Низкая
температура плавления и небольшая теплопроводность
позволяют применять при газовой сварке свинца газы-
заменители ацетилена — пропан-бутан, водород, природ-
ный и городской газы, пары бензина и керосина.
При газовой сварке РЬ наибольшее распространение
получили нахлесточные и стыковые соединения. Листы тол-
251
щиной до 1,5 мм сваривают встык без применения присадоч-
ного металла с отбортовкой кромок. Перед сваркой свари-
ваемые кромки тщательно зачищают до металлического
блеска на ширину не менее 30 мм с обеих сторон шва. Дет ь
ли из РЬ толщиной до 6 мм сваривают встык без разделки
кромок, а большей, толщины сваривают с разделкой кро-
мок под углом 30—35° с каждой стороны. Мощность сва-
рочного пламени выбирают из расчета расхода ацетилена
15—20 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Свар-
ку РЬ можно выполнять в любом пространственном поло-
жении. Присадочным материалом являются полоски свин-
ца или свинцовая проволока, диаметр которой зависит от
толщины свариваемого металла:
Толщина свинца, мм ..... 0,8—1,2 1,5—2,0 2,5—3,0 4,0—8.0
Диаметр присадочной проволо-
ки, мм	,	3	6	8	10—12
Сварку РЬ ведут левым способом. В процессе сварки
наконечник горелки должен быть наклонен к поверхности
свариваемого металла под углом 45°. Для удаления оксид-
ной пленки при сварке свинца рекомендуется применять
флюс, состоящий из равных частей канифоли и стеарина.
Для предупреждения протекания металла при сварке свин-
ца используют формирующие стальные подкладки.
§ 70.	СВАРКА АЛЮМИНИЯ
Алюминий и его сплавы широко применяют в промыш-
ленности в виде листов, труб и другого профильного мате-
риала. Сплавы алюминия имеют высокие механические
свойства при малой плотности, что достигается легировани-
ем их Мп, Mg, Si, Ni, Сг и другими элементами. Алюминие-
вые сплавы делят на две группы — деформируемые и ли-
тейные. Деформируемые, в свою очередь, подразделяют на
неупрочняемые и упрочняемые термообработкой. К дефор-
мируемым неупрочняемым сплавам алюминия относят спла-
вы Al с Mg пли Мп, а к термически упрочняемым — дюр-
алюмипы Д1, Д16 и сплавы АВ, АК и В-95. Из литейных
сплавов наибольшее распространение получили силуми-
ны — сплавы Al с Si (4—12% Si). Литейные сплавы при-
меняют для деталей, имеющих сложную конфигурацию.
Основной трудностью при сварке А! является образова-
ние на его поверхности оксидной пленки (А12О3) с темпера-
турой плавления 2050°С, которая затрудняет плавление
металла и сплавление свариваемых кромок. Оксидная плен-
252
ка имеет плотность 3,85 г/смэ и остается на поверхности сва-
рочной ванны. Другая трудность при сварке А1 заключается
в том, что при нагреве А1 не меняет цвет, и поэтому трудно
уловить момент начала его плавления. Для этого требуются
опыт и навык сварщика.
При сварке А1 необходимо учитывать низкую температу-
ру плавления и высокую теплопроводность, что требует
правильного выбора мощности сварочного пламени. При
сварке А1 возникают также значительные остаточные на-
пряжения и деформации, связанные с высокими значения-
ми коэффициента теплового расширения этих сплавов.
Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимо-
сти от толщины свариваемого металла:
Толщина свариваемого
металла, мм..........до	1,5 1,6—3,0 3,1—5,0 5,1—10,0 10—15
Диаметр присадочной
проволоки, мм . . . . 1,5—2,5 2,5—3 3—4	4—6	6—8
Для сварки А1 и его сплавов согласно ГОСТ 7871—75
используют 11 марок присадочной проволоки: Св-А97,
Св-А5с, Св-АМц, Св-МчЗ, Св-АхМг5, Св-А/Мгб, Св-АМг7,
Св-АКЗ, Св-А1<5, Св-АКЮ, Св-АК12. При сварке А1 ис-
пользуется сварочная проволока Св-АК5. Сплавы алюми-
ний-магний сваривают сварочной проволокой Св-АК5,
Св-АКЮ, Св-АЛ4гЗ, Св-АМг5, в качестве присадка исполь-
зуют проволоку Св-АМц и Св-АК5. Согласно ГОСТ 7871—75,
применяют следующие диаметры сварочной проволоки:
0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5;
4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10; 11; 12 мм. Сварочная
проволока должна иметь ровную, гладкую поверхность, без
трещин, закатов и вмятин. Проволока поставляется в бух-
тах, масса бухты не должна превышать 40 кг. При сварке
литейных алюминиевых сплавов применяют присадочной
металл того же состава, что и основной. Основным видом
соединений при газовой сварке деталей из А1 и его сплавов
являются стыковые соединения. Применение тавровых,
угловых и особенно нахлесточных соединений не рекомен-
дуется. Зазор между свариваемыми деталями следует
устанавливать, руководствуясь данными., приведенными
в табл. 48.
Стыковые соединения деталей толщиной до 4 мм выпол-
няют без скоса кромок, с зазором между ними от 0,5 до
2 мм. При толщине металла свыше 5 мм обязательно де-
лается V-образный скос кромок (угол 30—35° с каждой
стороны). При толщинах свыше 12 мм рекомендуется дву-
253
48. Выбор зазора в зависимости от толщины металла и расстояни
между прихватами
Толщина деталей в стыковом соединении, мм	Величина зазора, мм	Расстоя- ние между прихва- тами, мм	Толщина деталей в стыковом соединении, мм	Величина, зазора, мм	Расстояние между при- хватами, мм
До 1,5 1,6—3,0 3,1-5,0	0,5—1.0 0,8—2,0 1,8—3,0	20—30 30—50 50—80	5,0—10,0 10,1—15,0 15,1—50,1	2,5—4,0 3,5—5,0 4,5—6,0	80—120 120—211 200—360
Х-образная разделка кромок (угол 30—35°
стороны). Разделку кромок осуществляют меха-
способом. Кромки свариваемых деталей и при-
матернал перед сваркой необходимо тщательно
сторопняя
с каждой
ническим
садочный
очистить от грязи и масла напильником или .металлической
щеткой на ширину 30—40 мм с каждой стороны шва и обез-
жирить. Присадочную проволоку и свариваемые кромки
промывают в течение 10 мин в щелочном растворе, состав-
ленном из 20—25 г едкого натра и 20—30 г углекислого
натрия на 1 дм3 воды при температуре 65СС с последующей
промывкой в проточной воде. После этого кромки и приса-
дочную проволоку травят в течение 2 мин в 25 %-ном ра-
створе ортофосфориой кислоты или в 15%-ном растворе
азотной кислоты. После травления детали и проволоку
промывают в горячей, а потом в холодной воде и протирают
ветошью.	I
Для удаления оксидов алюминия из сварочной ванны,
а также облегчения разрушения оксидной пленки при
сварке А1 и его сплавов применяют флюсы. Флюсы содер-
жат легкоплавкие смеси хлористых соединений, щелочных
и щелочно-земельных элементов, к которым добавляют не-
большое количество фтористых соединений. Флюсы нано-
сят на свариваемые кромки или нагретую сварочную про-
волоку в виде порошка или пасты, приготовленной на воде
или спирте. Для разведения флюса применяется фарфоро-
вая, стеклянная или эмалированная посуда, разводят флюс
в необходимом количестве из расчета хранения его 4—5 ч.
Более длительное хранение флюса в разведенном состоя-
нии снижает его активность. Состав флюсов, применяемых
при газовой сварке алюминия, приведен в табл. 49.
Большое распространение при газовой сварке А1 и его
сплавов получил флюс № 6, который выпускается под мар-
254
49. Состав флюсов для газовой сварки
алюминиевых сплавов, %
					Компонент		L!			
Номер флюса	«.пористый натрий i	 -- -	хлористый калий	хлористый литий	хлористый барий	фтористый натрий	фтористый кали н	фтопистый кальций	фтористый магний	кислый сернокис- лый натрий	криолит
1	30	45	15				7	—	—	3	
2	45	30	10	—	—	15	»* *	—-*	« ।	—
3	33	45	15		”	— 	7				—
4	19	29	—	48	“  	—	4	—-	—	
5	39	50		—	8	— ——	—  		3	ч  
6	41	51			8		——	—*		
7	32	46	—	—	9	4		3	—	6
кой АФ-4А. Флюс па проволоку и кромки наносят чистой
кистью или конец присадочной проволоки погружают в раз-
веденный флюс. Флюс наносят тонким слоем на подготов-
ленные кромки детали и па прилегающие к шву поверх-
ности на расстояние, равное трехкратной ширине шва.
Содержащиеся во флюсах фтористые соединения раство-
ряют в расплавленном состоянии оксид алюминия. Хлори-
стые соли лития отнимают кислород от оксида алюминия.
Все флюсы для сварки А1, особенно те, которые со-
держат хлористый литий, очень гигроскопичны, поэтому
их хранят в герметически закрытых банках и открывают
лишь перед употреблением. При выполнении прихватки
флюс наносят только на присадочный металл. После сварки
остатки флюса необходимо удалять с поверхности шва и
прилегающей к нему зоне для предотвращения коррозии
сварного соединения. Сварные швы очищают металлической
щеткой с последующей промывкой 2%-ным раствором азот-
ной кислоты, затем горячей водой и просушкой.
При газовой сварке AI и его сплавов пламя берется нор-
мальное. Избыток кислорода и горючего газа не допускает-
ся, так как свободный кислород окисляет алюминий, а из-
быток горючего газа приводит к сильной пористости шва.
Мощность сварочного пламени выбирается из расчета рас-
хода ацетилена 75 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого из-
делия. Расход ацетилена в зависимости от толщины свари-
ваемого металла приведен ниже:
255
Толщина металла, мм .
Расход ацетилена, даг*/ч .
Толщина металла, мм . .
Расход ацетилена, дм37ч .
. 1,5	1,6—3 3,1—5 5,1 -10
50—100 100—200 200—400 400—700
Продолжение
10,1—15	15,1—25	25,1—50
700—1200 900—1200 900—1200
Сварку выполняют восстановительной зоной пламени,
расстояние от конца ядра до свариваемой поверхности
3—5 мм. Сварку ведут левым способом. Угол наклона мунд-
штука горелки к поверхности свариваемого металла в нача-
ле сварки должен составлять почти 90°, а затем по мере про-
грева свариваемых деталей угол устанавливается в зависи-
мости от их толщины. Мундштук горелки располагают под
углом 20—45° к свариваемой поверхности. Угол наклона
присадочной проволоки во всех случаях составляет 40—
60° к свариваемой поверхности.	I
Виды поперечных колебаний мундштука горелки и сва-
рочного прутка зависят от толщины свариваемого металла.
При сварке деталей из алюминиевых сплавов толщиной до
3 мм поперечных колебаний не делают, а при больших
толщинах в процессе сварки горелки выполняют различ-
ные поперечные колебания. При сварке алюминиевых дета-
лей свыше 5 мм применяют правый способ сварки. I
При газовой сварке А! необходимо стремиться к тому,
чтобы сварка выполнялась только в нижнем положении.
Сварку листов необходимо начинать, отступив от края на
50—100 мм, с последующей заваркой оставленного участка
в обратном направлении. Сварочный процесс должен вы-
полняться непрерывно, отрыв сварочного пламени от ванны
расплавленного металла не допускается. Свариваемые де-
тали толщиной более 10 мм перед сваркой рекомейдуется
подогревать до температуры 300—350сС. Подогрев осуще-
ствляется в электрических, газовых печах или газовыми
горелками. Литые детали из алюминиевых сплавов свари-
вают с общим подогревом до температуры 250сС, отливки
из силумина — до температуры 350—400°С. При заварке
трещин концы их засверливают, разделывают до опреде-
ленного угла и заваривают от середины к краям. Длинные
трещины заваривают обратноступенчатым способом.
§ 71.	СВАРКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Магниевые сплавы имеют малую плотность и вместе с тем
обладают высокими прочностными свойствами. Магний
примерно в 1,5 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче ста-
ли. Эти свойства и определяют широкое применение маг-
256
ниевых сплавов во многих отраслях народного хозяйства.
Магниевые сплавы по способу производства делятся на ли-
тейные и деформируемые. Легирующими добавками в маг-
ниевых сплавах являются Al, Мп, Zn, Zr и некоторые дру-
гие редкоземельные элементы, А1 и Zn повышают прочно-
стные характеристики магния, марганец повышает корро-
зионную стойкость.
Сварка Mg затрудняется из-за низкой теплопроводности,
близости температур плавления и воспламенения, высокого
коэффициента линейного расширения и большого химиче-
ского сродства Mg к кислороду. Поверхность Mg и его спла-
вов покрыта тугоплавкой пленкой MgO, температура плав-
ления которой около 2500сС. При сварке Mg и его сплавов
необходимо удалять в процессе сварки оксидную пленку и
тщательно защищать расплавленную ванну от ее взаимо-
действия с кислородом и азотом воздуха и парами воды.
Для этой цели при газовой сварке магния и магниевых
сплавов применяют флюсы на основе хлористых и фтори-
стых солей. При этом флюс должен ошлаковывать туго-
плавкую оксидную пленку магния. Хлористые флюсы
можно применять при сварке малооответственных деталей,
а также в тех случаях, когда сварные соединения после
сварки подвергают специальной обработке. Фтористые
флюсы не вызывают коррозии, но они менее технологичны.
Плотность фторидных флюсов превышает плотность сва-
рочной ванны, поэтому частицы флюса могут оставаться
в металле шва. При газовой сварке магниевых сплавов на-
шли применение следующие основные марки флюсов:
МФ-1, ВФ-156, № 13, ПО. Флюсы готовят как методом рас-
плавления, так и методом механического перемешивания.
Перед сваркой флюс разводят до пастообразного состояния
и наносят кистью тонким слоем по обе стороны шва.
При газовой сварке магниевых сплавов основное при-
менение получили стыковые соединения; тавровые, угловые
и нахлесточные соединения не рекомендуются. Магниевые
сплавы толщиной до 1,2 мм сваривают без применения при-
садочного металла с отбортовкой кромок. Отбортованные
кромки должны плотно прилегать друг к другу. Магние-
вые детали толщиной до 3 мм сваривают встык без раздел-
ки кромок. При толщине металла свыше 3 мм выполняют
V-образную разделку кромок с углом раскрытия 30—35е.
В зависимости от толщины зазор изменяется от 1,5 до 3,0 мм,
а величина притупления составляет 1,2—-2,5 мм.
Перед сваркой поверхности свариваемых кромок долж-
ны быть тщательно очищены от пленки и оксидов. Очистку
257
осуществляют как механическим способом (металлическими
щетками), так и химическим (в специальных растворах).
Оксидную пленку удаляют обработкой детали в 18%-ном ра-
створе хромовой кислоты при температуре 90—100°С в те*
чепие 5 мин. После травления детали промывают в горячей
воде при температуре 50—60°С, а потам в холодной воде.
Промытые детали сушат на воздухе.
В качестве присадочного материала при сварке магние-
вых сплавов применяют прессованную проволоку или прут-
ки из сплава, имеющего одинаковый химический состав
с основным металлом. Присадочный металл перед сваркой
необходимо протравить в 20 %-ном растворе азотной кисло-
ты. Присадочный металл в процессе сварки должен быть
все время погружен в сварочную ванну. Для сварки маг-
ниевых сплавов применяется нормальное пламя. Мощность
сварочного пламени выбирают из расчета расхода ацетиле-
на 75—100 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
Сварка ведется восстановительной зоной сварочного пла-
мени, расстояние от конца ядра до свариваемой поверхно-
сти 3 мм. Детали толщиной до 5 мм сваривают левым спосо-
бом; а более 5 мм — правым способом сварки. Угол накло-
на мундштука горелки ц поверхности свариваемых деталей
толщиной до 5 мм составляет 30—45°, а при большей тол-
щине — 45—60°. Угол наклона присадочного прутка к сва-
риваемой поверхности 40—50°. При сварке деталей толщи-
ной до 3 мм поперечных колебаний горелкой и присадочным
прутком не делают, при сварке деталей больших толщин
горелке и присадке сообщают различные поперечные коле-
бания. Сварку деталей толщиной более 5 мм рекомендуется
выполнять с предварительным подогревом до температуры
300—350°С.
Контрольные вопросы
1.	Какие трудности встречаются при газовой сварке меди и лату-
ни?
2.	Какой вид сварочного пламени применяют при сварке бронз?
3.	Как осуществляется сварка никеля и его сплавов?
4.	Какие трудности встречаются при газовой сварке алюминия?
5.	Какие основные технологические особенности сварки свинца?
6.	Какие флюсы применяют при газовой сварке алюминия?
7.	Как осуществляется газовая сварка магниевых сплавов?
258
ГЛАВА XiV
ГАЗОВАЯ НАПЛАВКА И ПАЙКА
§ 72.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАПЛАВКЕ
Наплавкой называется процесс нанесения присадочного
слоя металла на основной металл» который расплавляется
на небольшую глубину. Наплавку применяют для восста-
новления изношенных деталей и для придания поверхно-
стному слою металла особых свойств — коррозионной стой-
кости, твердости, стойкости против износа и др. Наплавку
осуществляют металлом того же состава, что и основной,
или другим, отличающимся по химическому составу от ос-
новного металла. На детали из стали и чугуна наплавляют
цветные металлы (медь, латунь, бронзу), легированные ста-
ли, чугун, а также специальные твердые сплавы. Для полу-
чения требуемой глубины проплавления необходимо регу-
лировать степень нагрева основного и наплавочного метал-
лов. При газопламенной наплавке легче регулировать сте-
пень нагрева основного и присадочного металлов благодаря
их раздельному нагреву. Газокислородное пламя также
защищает наплавленный металл от окисления его кислоро-
дом воздуха и от испарения элементов, входящих в состав
наплавляемого металла.
Недостатком газопламенной наплавки является более
низкая производительность по сравнению с дуговой и уве-
личенная зона нагрева основного металла, что может при-
вести к возникновению остаточных напряжений и дефор-
маций в деталях. В связи с этим газопламенную наплавку
применяют для деталей небольших габаритов. При газо-
пламенной наплавке на предварительно нагретую поверх-
ность направляют пламя, но не доводят основной металл до
расплавления. Затем дают присадку и, расплавляя ее, на-
плавляют металл, добиваясь его растекания по нагретой
поверхности. Для очистки наплавляемой поверхности от
окислов применяют флюсы, как при сварке и пайке.
§ 73.	НАПЛАВКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Газовую наплавку применяют преимущественно для
латуней. Медь и бронзу целесообразней наплавлять с при-
менением электрических способов нагрева. Латунь наплав-
ляется на детали для создания уплотнительных поверх-
ностей в запорной арматуре. При наплавке латуней иа чер-
259
ные металлы, как правило, требуется применение флюсов.
Наилучших результатов при наплавке латуни на сталь и
чугун достигают при использовании газообразного флюса
БМ-1. Обычно наплавка выполняется левым способом в ниж-
нем положении. Для уменьшения испарения цинка при на-
плавке латуни используют науглероживающее пламя.
В качестве горючего газа применяют ацетилен, пропан-бу-
тан и природные газы. В качестве наплавочного материала
применяют все марки латуней, в которых содержание
свинца не превышает 0,1%.
Поверхности наплавляемых деталей перед наплавкой
зачищают до металлического блеска. Присадочный металл
также очищается от загрязнений и оксидов. При наплавке
на крупногабаритные детали их подогревают до темпера-
туры 500°С. Мощность сварочного пламени и диаметр при-
садочного прутка выбирают в зависимости от толщины на-
плавляемого слоя.
Толщина
наплавки, мм
Диаметр
присадочного
прутка, мм
4—6
8—10
10—12
Мощность ацетилено-
вого пламени, м:7ч
400—700
600—1100
1050—1750
Наплавка бывает как однослойная, так и многослойная.
При наложении последующих слоев оплавляется предыду-
щий слой на глубину около 30% его толщины. Флюс вводят
в наплавочную ванну вручную. Поверхность металла перед
нанесением флюса нагревают до температуры 900—950°С.
После нанесения флюса наплавляют первый слой толщиной
0,3—0,5 мм. Техника наплавки латуни на сталь и чугун в ос-
новном одинакова. При наплавке чугуна необходимо учи-
тывать, что при нагреве его до температуры 900—950°С
на его поверхности происходит выгорание графита, продук-
ты сгорания . которого затрудняют смачивание. Поэтому
графит вначале выжигают с поверхности наплавки окисли-
тельным пламенем горелки. Затем наплавляемая поверх-
ность тщательно зачищается металлической щеткой. При
наплавке чугуна латунью возможно также его отбелива-
ние. Наплавку чугуна латунью с применением порошковых
флюсов применяют в ограниченных случаях. При газофлю-
совой наплавке чугуна и стали деталь нагревают горелкой
до температуры около 700сС, до 500°С нагревают без подачи
флюса в пламя горелки, далее только с флюсом. При газо-
260
флюсовой наплавке флюс БМ-1 вводится в пламя горелки
автоматически с помощью установки КГФ-371. Схема на-
плавки представлена на рис. 121.
Наплавляемую поверхность располагают под углом
О—10° к горизонтали. Наплавку выполняют левым спосо-
бом снизу вверх. Угол наклона мундштука горелки к го-
ризонтали 30—60°, угол между мундштуком горелки и
90-170°
Рис. 121. Схема газофлюсовоя наплавки:
/ — основной металл, 2 — слой полуды. 3 — жидкая
канна. 4 — пленка флюса, 5 — наплавленный валик
прутком 90—110°. Конец прутка погружается в ванну жид-
кого металла. При нормальном процессе наплавки испаре-
ние цинка отсутствует, наплавляемый валик ложится ком-
пактно; часть ванны, не подвергающаяся воздействию пла-
мени, закрыта сплошной пленкой шлака. Поверхность на-
плавленного металла должна быть гладкой и покрыта сплош-
ной коркой шлаков. При наплавке последующих слоев
наплавку осуществляют по той же схеме, только может
быть увеличен угол наклона между мундштуком и основным
металлом. Так как наплавка с применением газообразного
флюса ведется при низких температурах, то графит при на-
плавке чугуна не выгорает. Очистка и проковка предыду-
щих слоев при наплавке последующих не требуется.
§ 74.	НАПЛАВКА ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ
Наплавку твердыми сплавами применяют для деталей,
рабочие поверхности которых подвергаются износу. При-
мерами таких деталей служат буровой инструмент, зубья
ковшей экскаваторов, детали прокатных и волочильных
станов, лемеха плугов, клапаны, центры токарных станков,
штампы, а также режущий инструмент — резцы, сверла,
фрезы.
Наплавка твердыми сплавами осуществляется на сталь-
ные детали. Лучше всего наплавке твердыми сплавами под-
261
даются детали из углеродистых сталей с содержанием угле-
рода не более 0,6%, а также из хромоникелевых и ванадие-
вых сталей. Выбор материала деталей зависит от условии
работы изделия.	1
Наплавка на высокоуглеродистые, марганцовистые, хро-
момолибденовые стали, склонные к закалке, а также чу-
гун требует специальных мер. Перед наплавкой их подогре-
вают, после наплавки медленно охлаждают. В качестве
присадочного материала при наплавке твердыми сплавами
применяют зернистые и порошковые наплавочные смеси,
литые сплавы в виде прутков, стальную наплавочную про-
волоку, трубчатые наплавочные стержни. При газопламен-
ной наплавке применяют порошки марок ПГ-ХН80СР-21
ПГ-ХН80СР-3 и БФХ6-2. Частицы этих порошков должны
иметь размеры от 40 до 100 мкм. Эти порошки содержат
кремний и бор, которые придают им самофлюсующие свой-
ства.
Из износоустойчивых сплавов широкое применение по-
лучил сталинит. Сталинит — это порошкообразная смесь,
состоящая из Fe, С, Мп, Si и Сг.
Литые твердые сплавы изготовляют в виде прутков.
В качестве литых сплавов применяют стеллиты и сормайты.
Стеллиты представляют собой твердый раствор карбидов
хрома в кобальте, сормайты — твердые растворы хрома
в железе и никеле. Литые сплавы имеют температуру плав-
ления 1260—1300°C. Сплавы на основе железа (сормайты)
не уступают по твердости стеллитам, но они более дешевые.
Стеллиты имеют лучшие наплавочные свойства, чем сормай-
ты. Химический состав стеллитов и сормайтов приведен
в табл. 50.
Для деталей, работающих при высоких температурах,
в качестве наплавочного материала применяют стеллиты,
а сормайты используют для деталей, работающих при нор-
мальных и несколько повышенных температурах. Сор-
майт выпускают в виде прутков диаметром 6—7 мм, дли-
ной 400—450 мм.
Трубчатые наплавочные материалы изготовляют в виде
железных и никелевых трубок, которые наполняют порош-
ком карбидов вольфрама и других тугоплавких материа-
лов. При наплавке расплавляется только трубка, а поро-
шок вваривается в общую массу наплавки, в результате
наплавленный слой имеет твердость HRC 85. Трубчатые
наплавочные материалы применяют для деталей, работаю-
щих в условиях механического износа. Если деталь сичьно
изношена, то перед наплавкой твердыми сплавами ее на-
262
50. Химический состав стеллитов и сормайтов
Марка сплава	Химический состав» %						
	С	Fe		si		Мп	м
Стеллиты: В 2К В зк	1.8—2,5 1,0—1,5	До 2 » 2		1,0—2,0 2,5		1,0	До 2,0 » 2,0
Сормайт № 1 Сормайт № 2	2,5—3,3 1,5—2,0	Осталь- ное »		2,8—4,2 1,5—2,2		1,5 1,0	i •— Со со о 1	1 to	ел © о :
Марка сплава	Химический состав, %						Твердость HRC ка- плавлси- ного слоя
	Сг	Со	W		примеси		
Стеллиты: В 2К В зк	27—33 28—32	’ со СЧ ю со 1 1 ь- оо 	to	13—17 4,0—5,0		До 1.5 » 1,5		46—48 42—43
Сормайт № 1 Сормайт № 2	25-31 13—17,5				До 1,0-1,5 » 1,5		49—54 40—45
плавляют низкоуглеродистой проволокой до восстановле-
ния первоначального профиля. Затем очищают место на-
плавки от шлаков, окалины, снимают фаску или делают
канавку. Глубина фаски для сормайта № 1—0,5—2,5 мм,
а для сормайта № 2—1,5—3,5 мм, ширина фаски 5—10 мм.
Наплавку производят ацетиленокислородным пламенем
с избытком ацетилена.
Для массивных деталей при наплавке применяют пред-
варительный подогрев газовыми горелками до температуры
500—700°С и медленное охлаждение после наплавки. Для
защиты наплавленного слоя используют флюсы следую-
щих составов: бура прокаленная—20%, борная кисло-
та — 68%, плавиковый шпат — 12%; бура — 50%, дву-
углекислая сода — 47%, кремнезем — 3%. Первый состав
флюса рекомендуется для наплавки стеллитов, второй —
сормайтов. Процесс наплавки выполняют в нижнем поло-
жении как левым, так и правым способами. После наплавки
деталь медленно охлаждают для предотвращения трещин
в наплавленном металле.
263
§ 75.	ПАЙКА МЕТАЛЛОВ
Пайка — это технологический процесс получения не-
разъемных соединений металлов нагревом до расплавления
более легкоплавкого присадочного металла — припоя, за-
полняющего зазор между соединяемыми деталями. Основ-
ной металл при пайке не плавится, а нагревается до темпе-
ратуры расплавления припоя. В качестве источников теп*
лоты при пайке используют газокислородное и газовоз-
душное пламя, электронагрев, индукционный нагрев, паяль-
ники. К преимуществам пайки относятся отсутствие рас-
плавления и незначительный нагрев основного металла.
Эти преимущества позволяют получать высококачествен-
ные соединения не только однородных металлов, но и раз-
нородных металлов и сплавов.	I
Согласно ГОСТ 17325—79, различают две основных вида
пайки: высокотемпературную и низкотемпературную. Тем-
пература плавления припоев для высокотемпературной —
свыше 550 С, а для низкотемпературной — ниже 550°С.
В основу высокотемпературных припоев входят Си, Zn, Ag,
а низкотемпературных — Pb, Sn, Sb. Пайке поддаются
чугун, пизкоуглеродистая и легированная сталь, медь, ни-
кель, алюминий и их сплавы и др.
Источником нагрева при газопламенной пайке является
сварочное пламя. В качестве основного инструмента исполь-
зуют сварочную горелку. При пайке крупногабаритных
изделий применяют многопламенные горелки. Припои вы-
пускают в виде проволоки, прутков, полос, порошковой
проволоки, порошков и пасты. Для получения надежного
паяного соединения припои должны удовлетворять сле-
дующим требованиям:
температура плавления припоя должна быть ниже тем-
пературы плавления основного металла;
расплавленный припой в сочетании с флюсом должен
быть жидкотекуч, хорошо растекаться, проникая в щели
зазора, и хорошо смачивать металл;
припой и металл должны взаимно диффундировать и об-
разовывать сплав;
припой должен обладать одинаковой или более высо-
кой, чем основной металл, коррозионной стойкостью;
припой должен удовлетворять требованиям, предъяв-
ляемым к внешнему виду изделий, и не содержать дорогих
и дефицитных компонентов.
Все припои для высокотемпературной пайки можно раз-
бить на следующие группы: медные, медно-цинковые, се-
264
ребряные, медно-фосфористые. Медные припои применяют
для пайки стали преимущественно в печах с защитной атмос-
ферой. Медно-цинковые — при пайке стали» чугуна, меди,
бронзы и никеля. Лучшие результаты дает припой марки
ЛОК 62-06-04, содержащий 60—63% Си; 0,3—0,4% Sn;
0,4—0,6% Si, остальное—Zn. Температура плавления
припоя 905сС, предел прочности 450 МПа.
Серебряные припои.можно применять при пайке всех
черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка,
имеющих более низкую температуру плавления, чем при-
пой. Температура плавления серебряных припоев 720—
870'С. В зависимости от содержания серебра серебряные
припои выпускаются марок от ПСрЮ до ПСр70.
Медно-фосфористые припои находят широкое примене-
ние в электропромышленности. Их используют только для
пайки меди и латуни. Припои для низкотемпературной
пайки готовят на основе оловянно-свинцовых сплавов раз-
личного состава. В зависимости от содержания Sn исполь-
зуют припои марок от ПОС 90 (89—90% Sn) до ПОС 18
(17—18% Sn). Для низкотемпературной пайки применяют
также сурьмянистые припои марки ПОСС-4-6. Для пайки
алюминия в качестве низкотемпературных припоев реко-
мендуются сплавы: 50% Zn, 45% Sn, 5% Al и 25% Zn,
70% Sn, 5% Al. Паяные низкотемпературными припоями
соединения обладают низкой коррозионной стойкостью,
что ограничивает их применение для деталей, работающих
в воде или влажном воздухе.
Для высокотемпературной пайки алюминия и его спла-
вов рекомендуются припои с температурой плавления
577сС, содержащие 10—12% Si, 0,7% Fe, остальное — Al,
и припой с температурой плавления 525°С состава 28% Си,
6% Si, 66% Al.
При газопламенной пайке применяются флюсы в виде
порошков, пасты и газа. Основой большинства флюсов при
твердой пайке является бура Na2B4O?. Для усиления дей-
ствия флюса к бурс часто добавляют борную кислоту, бла-
годаря которой флюс становится более густым и вязким,
требующим повышения рабочей температуры. Для пониже-
ния рабочей температуры флюса, что особенно важно для
легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCla,
фтористый калий KF и другие щелочные металлы.
Перед пайкой соединяемые детали тщательно очищают
от загрязнений, окалины, оксидов, жира и др. Порошкооб-
разные флюсы насыпают топким слоем на очищенные кром-
ки, причем часто применяют предварительный подогрев
265
кромок, с тем чтобы частицы флюса плавились, прилипали
к металлу и не сдувались пламенем горелки при панадг I
Порошкообразный флюс наносят также па конец пруткл
припоя. Пасты и жидкие растворы наносят па поверхности
соединяемых деталей кистью или обмакивают в них при*
пой. При пайке наибольшее применение получили пахло*
сточные соединения. Зазор между соединяемыми поверх»
костями должен быть минимальным, а при пайке серебря»
ными припоями — 0,05—0,03 мм. Техника пайки поди»
товленного соединения сводится к нагрев}7 их до темпер ату? f
ры плавления припоя, введения и расплавления припоя.
Обычно пайку выполняют нормальным пламенем.
При пайке медно-цинковыми припоями рекомендуется
применять пламя с избытком кислорода. Нагрев ведут пль
рокой частью пламени. Для равномерного прогрева горел-
кой совершают колебательные движения вдоль шва. Посчг
того как флюс, предварительно нанесенный на кромки,
расплавится и заполнит зазоры, а изделие прогреется до
необходимой температуры, начинают вводить припой. Для
гарантии полного заполнения зазора припоем горелкой еще I
некоторое время подогревают место спая после прекраще- ।
ния подачи припоя. После окончания пайки спай долями
медленно остывать, остатки флюса после пайки необходимо
тщательно удалять. Для полного удаления флюсов изделие
погружают в 10%-ный раствор серной кислоты с последую-
щей промывкой водой. Брак, возникший при пайке, может
быть исправлен. Для этого необходимо нагреть деталь до
температуры плавления припоя, разъединить спаянные
элементы, после чего заново зачистить соединяемые по-
верхности и повторно произвести пайку.	М
§ 76.	ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТОВ ПРИ СВАРКЕ	1
Широкое применение роботов при сварке предъявляет,
особенно к технике управления, повышенные требования.
Программирование роботов осуществляется непосредствен-
но на рабочем месте робота вручную или путем обучения
через пульт. Для сложных робототехнических комплексов
более перспективным является независимое программиро-
вание на основе текстового описания с помощью ориенти-
рованных языков. Погрешности установки сварочных де-
талей в фиксаторах и сварочных аппаратов в направляю-
щих, шероховатость поверхности свариваемых деталей и
другие причины приводят к отклонению формы сварочного
шва от желаемой. Поэтому при сварке возникает необходи-
266
мость в следящей системе, автоматически поддерживающей
нужную траекторию движения сварочной головки. Для этой
цели разрабатываются методы зрительного выявления ли-
нии сварки, для чего используются телевизионные установ-
ки и ЭВМ. На рис. 122 показана структурная схема следя-
щей системы, где: 1 — направление сварки, 2 — сервоме-
ханизм, 3 — сварочная головка, 4 — устройство обработки
7
Рис. 122. Структурная схема следящей системы
изображения, 5 — блок предварительной обработки, 6 —
видеосигнал, 7 — сигнал прерывания, 8 — лазерный излу-
чатель, 9— кодовый датчик поворота, 10—приводное
колесо, 11 — датчик изображения.
В системе используется метод «светового сечения»: ла-
зерный луч освещает сварочную головку сверху под пря-
мым углом к линии сварки, в результате обработки изобра-
жения, воспринятого видеодатчиком, определяете^ абсцис-
са х, показанная на рис. 122. Такая система позволяет точно
корректировать даже искривление поверхности.
Контрольные вопросы
1.	Что называется наплавкой?
2.	Для каких целей применяется наплавка?
3.	Как осуществляется наплавка стальных и чугунных деталей
латунью?
4.	Какой флюс применяется при наплавке латунью?
5.	Какие сплавы применяются при газопламенной наплавке?
6.	В чем сущность газопламенной пайки и как ее осуществляют?
267
ГЛАВА XV
ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ ШВОВ
И ИХ КОНТРОЛЬ
§ 77.	ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРИЧИНЫ
ИХ ОБРАЗОВАНИЯ
Дефектами в сварных швах принято называть отклонения
от норм, предусмотренных ГОСТами и техническими уело!
впями на сварные соединения. Дефекты уменьшают проч-
ность сварных швов и могут привести к разрушению свар-
ных соединений. Основными причинами образования де-
фектов являются нарушения технологии сборки и сварки,
Рис. 123. Дефекты формы и разме-
ров шва:
а — неподномерность шва, б — нерав-
номерность ширины стыкового шва, в —
неравномерность но длине катета угло-
вого шва; h — требуемая высота усиле-
ния шва
применение несоответст-
вующих сварных материа-
лов, неправильный выбор
режима сварки, низкая
квалификация сварщика.
Дефекты могут быть на-
ружные и внутренние. К
наружным дефектам отно-
сятся дефекты формы и раз-
меров сварных швов, к
внутренним—дефекты мак-
ро- и микроструктуры.
Формы и размеры сварных швов устанавливаются техни-
ческими условиями или стандартами (ГОСТ 5264—80) и
обычно указываются в рабочих чертежах.
При газовой сварке наиболее частыми дефектами свар-
ных швов являются неполномерность шва, неравномерность
ширины и высоты шва (рис. 123), крупная бугристость, на-
личие седловин. Эти дефекты возникают вследствие пло-
хого качества присадочной проволоки и горючих газов,
неправильной подготовки кромок, недостаточной квалифи-
кации сварщика. Нарушение формы и размеров швов со-
провождается часто такими дефектами, как наплывы, под-
резы, непровары и др. (рис. 124).
Наплыв ы образуются в результате натекания жид-
кого металла на кромки недостаточно прогретого основного
металла (рис. 124, а). Наплывы чаще всего образуются при
сварке горизонтальных швов. Они могут быть в отдельных
местах и иметь значительную протяженность. Причинами
возникновения наплывов могут быть неправильный наклон
мундштука горелки и присадочной проволоки к поверх-
268
пости свариваемого металла. Обнаруженные паплывы сру-
бают и проверяют, нет ли в этом месте непровара.
Подрезом (рис. 124, б) называют уменьшение тол-
щины основного металла в месте его перехода к усилению
шва. При газовой сварке подрезы образуются из-за при-
менения повышенной мощности сварочного пламени. Под-
резы приводят к ослаблению сечения основного металла и
Рис. 124. Виды дефектов при сварке
могут явиться причиной разрушения сварного соединения,
а также вызвать местную концентрацию напряжений от ра-
бочих нагрузок. Подрезы исправляют подваркой ниточ-
ного шва. Во избежание подрезов следует правильно выби-
рать режимы сварки.
Прожоги — это проплавление основного металла с
образованием сквозных отверстий и натеками с обратной
стороны свариваемого металла. Они возникают вследствие
большого зазора между свариваемыми кромками, недоста-
точного притупления кромок, завышенной мощности сва-
рочного пламени, недостаточной скорости сварки. Прожоги
исправляют вырубкой дефектных мест с последующей за-
варкой.
Незаваренные кратеры образуются в результате
резкого обрыва пламени в конце сварки. Кратеры умень-
шают рабочее сечение шва, снижают прочность шва и могут
яриться причинами образования трещин. Кратеры исправ-
ляют заваркой с предварительной вырубкой до основного
металла.
Непроваром (рис. 124, а) называется местное не-
сплавление основного металла с наплавленным, а также
несплавление между собой слоев шва при многослойной
сварке. Непровар образуется из-за неправильной подготовь
269
ки кромок под сварку, недостаточной мощности сварочном»
пламени, большой скорости сварки, плохой зачистки r|uj
мок перед сваркой от окалины, шлака, ржавчины, грязи м
других загрязнений. Непровары, особенно по кромкам и
между слоями, являются самыми опасными, так как влпм|
ют на прочность сварочного шва. Обнаруженные участки г
непроваром вырубают до основного металла, зачищают и
заваривают вновь.
Шлаковые включения (рис, 124, в) в свлр
ном шве возникают из-за плохой зачистки свариваемого
металла и присадочной проволоки, а также неправиль
кого выбора режимов сварки. Шлаковые включения осч
лабляют сечение шва, вызывают снижение прочности и
являются зонами концентрации напряжений. Места швон
со шлаковыми включениями вырубают и заваривают вновь.
Трещины (рис. 124, Э) являются наиболее опасными
дефектами сварных швов. Трещины могут возникать в свар-
ном шве и в околошовной зоне. Трещины по происхождм I
нию делятся на холодные и горячие, по расположению -J1
на поперечные и продольные, по размерам — па макро- и
микроскопические. Трещины в сварных швах образуются
во время и после сварки. Образованию трещин способствует
повышенное содержание углерода в наплавленном метал-
ле, а также серы, фосфора и водорода. Холодные трещины
возникают при температурах 100—300°С в легированных
сталях и при нормальных температурах в углеродистых
сталях.
Причинами образования трещин являются несоблюде-
ние технологии и режимов сварки, неправильное распо-
ложение швов в сварной конструкции, что вызывает высо-
кую концентрацию напряжений, приводящих к полному
разрушению изделия. Большие напряжения в сварных
конструкциях возникают при несоблюдении заданного по-
рядка наложения швов. Поверхностные трещины в сварных
швах вырубают полностью и заваривают вновь. Чтобы в
процессе вырубки трещина не распространялась дальше
по шву, необходимо перед вырубкой засверливать трещины
по концам.
Пористостьв сварных швах появляется в резуль-
тате, того, что газы, растворенные в жидком металле, не
успевают выйти наружу до затвердевания поверхности шва.
Поры делают сварной шов неплотным и уменьшают его ме-
ханическую прочность. Причинами образования пор яв-
ляются плохая зачистка свариваемых кромок и присадоч-
ной проволоки от грязи, ржавчины, масла, повышенное
270
содержание углерода в основном .металле, большая скорость
сварки, неправильный выбор характера сварочного пламе-
ни и марки проволоки. Газовые поры располагаются це-
почкой на некотором расстоянии друг от друга или в виде
скоплений размером от сотых долей миллиметра до несколь-
ких миллиметров. Иногда поры выходят на поверхность,
образуя свищи. Поры могут быть внутренние, наружные
и сквозные. Участки сварных швов с порами исправляют
вырубкой дефектных мест до основного металла с последую-
щей заваркой.
Перегрев металла может возникнуть при
большой мощности сварочного пламени и малой скорости
сварки. Перегрев металла характеризуется увеличением
размера зерен в металле шва и околошовной зоне, что сни-
жает механические свойства сварного соединения, в осо-
бенности ударную вязкость. Поэтому перегретый металл
шва обладает повышенной хрупкостью и низким сопротив-
лением ударным нагрузкам. Перегрев металла исправляют
последующей термической обработкой.
Наиболее опасным дефектом является пережог ме-
талла. Он характеризуется наличием в структуре металла
шва окисленных зерен, которые из-за наличия на них плен-
ки оксидов обладают малым взаимным сцеплением. Переж-
женный металл хрупок и не поддается исправлению. При-
чинами образования пережога металла являются примене-
ние при сварке окислительного сварочного пламени и пло-
хая защита расплавленного металла сварочной ванны от
. кислорода и азота воздуха. Участки с пережженным ме-
I таллом вырубают полностью до основного металла и завари-
I вают вновь.
§ 78.	КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ И СОЕДИНЕНИЙ
' Контроль качества сварных швов и соединений прово-
I дится согласно ГОСТ 3242—79 с целью выявления наруж-
! ных, внутренних и сквозных дефектов. Контроль качества
сварных соединений и конструкций складывается из мето-
дов контроля, предупреждающих образование дефектов, и
методов контроля, выявляющих сами дефекты. К методам
контроля, предупреждающим образование дефектов, от-
носятся контроль основного и присадочного металлов и
других сварочных материалов, контроль подготовки дета-
лей под сварку, а также применяемого оборудования и
квалификации сварщиков.
271
Рис. 125. Универсальный шаб-
лон конструкции А. И. Красов-
ского и примеры его использо-
вания при контроле стыковых
(а), тавровых (б) и угловых
швов (в)
Внешним осмотром проверяют заготовку шц
сварку (наличие за’катов, вмятин, ржавчины), правиль-
ность сборки, правильное расположение прихваток, р.и.
делку под сварку, величины притупления. Внешним осмог»
ром готового сварного изделия можно выявлять наружны^
дефекты — непровары, наплы-
вы, прожоги, незаверенный
кратеры, подрезы, наружные
трещины, поверхностные по
ры, смещение свариваемых
элементов.
Перед осмотром сварной
шов и прилегающую к нему
поверхность основного метал*
ла по обе стороны на 15—20 мм
от шва очищают от металличе-
ских брызг, окалины, шла
ка и других загрязнения
Осматривают невооруженным
глазом или лупой с 5—10-крат-
пым увеличением. При внеш-
нем осмотре для выявления
дефектов швы замеряют раз-
личными измерительными ин-
струментами и шаблонами.
Замерами устанавливают правильность выполнения свар-
ных швов и их соответствие ГОСТам, чертежам и техни-
ческим условиям. У стыковых швов проверяют ширину и
высоту усиления, в угловых и тавровых швах — величину
катетов. На рис. 125 представлен универсальный шаблон
конструкции А. И. Красовского и примеры его использова-
ния. Границы выявленных трещин засверливают. При
нагреве металла до вишнево-красного цвета трещины обна-
руживаются в виде темных зигзагообразных линий.
Контроль сварных швов на непроницае-
мость выполняют после внешнего осмотра сварных швов.
На непроницаемость проверяют швы на изделиях, пред-
назначенных для хранения и транспортировки жидкостей
и газов. Контроль на непроницаемость осуществляется ке-
росином, аммиаком, пневматическим и гидравлическим ис-
пытаниями, вакуумированием и газоэлектрическими тече-
искателями. Испытание керосином проводится согласно
ГОСТ 3285—77 на металле толщиной до 10 мм. Контроль
основан на явлении капиллярности, которое заключается
в способности керосина подниматься по капиллярным
272
трубкам. Такими капиллярными трубками в сварных швах
являются сквозные поры и трещины. Испытанием керо-
сином можно выявить дефекты размером от 0,1 мм и выше.
Испытание выполняют следующим образом. Вначале ос-
матривают сварной шов, очищают от шлака, окалины и
других загрязнений и простукивают молотком. Простуки-
вание молотком способствует лучшему удалению шлака.
Доступную для осмотра сторону сварного шва покрывают
водным раствором мела или каолина. После высыхания ме-
лового раствора противоположную сторону шва обильно
(2—3 раза) смачивают керосином. Дефекты сварных швов
выявляют по жирным желтым пятнам на поверхности шва,
покрытой мелом или каолином. Продолжительность испы-
тания не менее 4 ч при положительной температуре. Де-
фектные участки вырубают и после смывания керосина за-
варивают вновь.
Испытание аммиаком основано на свойстве некоторых
индикаторов (спиртоводного раствора фенолфталеина или
водного раствора азотно-кислой ртути) изменять окраску
под действием сжиженного аммиака. Перед началом испы-
тания тщательно очищают сварной шов от шлака, металли-
ческих брызг и других загрязнений. После очистки на одну
Рис. 12G. Схема испытания аммиаком:
а — сварных швов в сосудах небольшой емкости, б —
отдельных участков шва с установкой герметичной ка-
меры; ( — бумага или ткань. I — манометр, J — гер-
метичная камера, 4 — резиновая прокладка, 5 — при-
жимный магнит
сторону шва укладывают бумажную ленту или светлую
ткань, пропитанную 5%-ным раствором азотно-кислой ртути,
а с другой стороны подают смесь воздуха с аммиаком под
давлением. Схема испытания аммиаком представлена на
рис. 126. Аммиак подается в смеси с воздухом, кото-
рая содержит примерно 1% аммиака. Давление аммиа-
ка с воздухом не должно превышать расчетного дав-
Ю
№ 463
273
ления для испытуемой конструкции. Проникающий через
поры и трещины аммиак через 1—5 мин окрашивает бума-
гу или ткань в серебристо-черный нвет. При использова-
нии в качестве индикатора спиртоводного раствора фенол-
фталеина подвергаемый контролю шов поливают тонкой
струей, аммиак проходит сквозь дефекты и окрашивает
раствор фенолфталеина в ярко-красный цвет. Выявленные
дефекты вырубают и заваривают вновь.
Пневматическое испытание проводят
согласно ГОСТ 3242—79. Испытанию подвергают емкости и
трубопроводы, работающие под давлением. Мелкогабарит-
ные изделия герметизируют заглушками и подают в испыты-
ваемый сосуд воздух, азот или инертные газы под давле-
нием, величина которого на 10—20% выше рабочего. Сосу-
ды небольшого объема погружают в ванну с водой, где по
выходящим через неплотности в швах пузырькам газа об-
наруживают дефектные места. При испытании крупнога-
баритных изделий испытуемая конструкция герметизи-
руется, после чего в нее подают газ — под давлением, на
10—20% превышающим рабочее давление. Все сварные швы
промазывают мыльным раствором, появление пузырей на
промазанной поверхности шва служит признаком дефек-
тов. При испытании под давлением не допускается обсту-
кивание сварных швов. Испытания должны проводиться
в изолированных помещениях.
Гидравлическое испытание проводят с
целью проверки сварных швов па плотность и прочность.
Этому испытанию подвергают различные емкости, котлы,
паропроводы, водопроводы, газопроводы и другие сварные
конструкции, работающие под давлением. Перед испы-
танием сварные изделия герметизируют водонепроницае-
мыми заглушками. После этого контролируемое сварное
изделие наполняют водой с помощью насоса или гидрав-
лического пресса, создавая избыточное контрольное давле-
ние в 1,5—2 раза выше рабочего. Величину давления опре-
деляют по проверенному и опломбированному манометру.
Контролируемое изделие выдерживают под избыточным
давлением в течение-5—6 мин, затем давление снижают до
рабочего, а околошовпую зону на расстоянии 15—20 мм от
шва обстукивают легкими ударами молотка с круглым бой-
ком, чтобы не повредить основной металл. Участки шва, в
которых обнаружена течь, отмечают мелом и после слива
воды вырубают и заваривают вновь, после этого сварное
изделие опять подвергают контролю. В вертикальные ре-
зервуары для хранения нефти и нефтепродуктов и другие
274
крупные емкости вода наливается на полную высоту испы-
туемого сосуда и выдерживается не менее 2 ч. Проницае-
мость сварных швов и места дефектов определяются проса-
чиванием воды в виде капель.
Вакуумный контроль сварных швов ис-
пользуется тогда, когда применение пневматического или
гидравлического контроля почему-либо исключено. Суть
метода заключается в создании вакуума и регистрации
проникновения воздуха через дефекты на доступной сто-
роне шва. Этот вид контроля применяют при испытании на
плотность цистерн, газголь-
деров, вертикальных резер-
вуаров и других конструк-
ций. Этот метод произво-
дится согласно СН 375—£7
и позволяет обнаруживать
отдельные поры диаметром
от 0,004 до 0,005 мм. Про-
изводительность этого ме-
тода до 60 пог. м сварных
швов в час.
Контроль осуществля-
ют вакуумной камерой
(рис. 127). Камеру устанав-
ливают на проверяемый
участок сварного соедине-
ния, который предваритель-
но смачивается мыльным
Рис. 127. Схема вакуумного конт-
роля непроницаемосги сварного шва
раствором. Вакуумным насосом в камере создается разре-
жение. Величину перепада давления определяют вакуум-
метром /. В качестве вакуумных насосов используют ваку-
ум-насосы типа КВН-8 или РВН-20. В резульгате разности
давлений по обеим сторонам сварного шва атмосферный воз-
дух будет проникать через неплотности 8 сварного соеди-
нения 7. В местах расположения непроваров, трещин, га-
зовых пор образуются мыльные пузырьки 6, видимые через
прозрачную камеру 5. Неплотности отмечают мелом рядом
с камерой. Затем в камеру трехходовым краном 2 впуска-
ют атмосферный воздух, камеру снимают и сделанные от-
метки переносят на сварной шов. Уплотняющим элемен-
том камеры является прокладка 5 из губчатой резины. Рам-
ку 4, в которую вставляется прокладка, изготовляют из
стали, алюминия или пластмассы. Величина вакуума
0,005—0,0065 МПа, длительность испытания 20 с.
При контроле на герметичность при-
10*
275
меняют метод галоидного и гелиевого течеискателя. При
галоидном контроле используют газ фреон-12 (газ на основе
галоидного элемента фтора), который при выходе из сосуда
в месте течи регистрируется стрелочным прибором типа
ГТИ-ЗА, ГТИ-6 и др.
При гелиевом течеискателе атомы гелия проходят через
мельчайшие неплотности контролируемого объекта и фикси-
руются в приборе, имеющем миллиамперметр и звуковой
индикатор — cnpenv (передвижные течеискатели типов
ПТП-7А и ПТИ-10).
§ 79.	РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
Рис. 128. Схем а рен тге-
новской трубки
Контроль качества сварных соединений рентгеновским
и гамма-излучением является наиболее распространенным
методом. Он позволяет выявлять внутренние дефекты,
определять их местоположение без разрушения контроли-
руемых изделий. Рентгеновское и гамма-излучение пред-
ставл я ют собо й к оротковол новые
электромагнитные колебания, но с
различной длиной волны.
Источником рентгеновского из-
лучения является рентгеновская
трубка (рис. 128), представляющая
собой стеклянный баллон с высоким
вакуумом внутри (10~е—10~7 мм рт.
ст.). В баллоне имеются два электро-
да — анод 3, соединенный с поло-
жительным полюсом высоковольт-
ного генератора, и катод /, соединенный с отрицательным по-
люсом. Катод рентгеновской трубки, представляющий собой
спираль из вольфрамовой проволоки, яр ;яется источником
свободных электронов, необходимых для получения рент-
геновского излучения. Ток, проходя через катод, нагревает
его до температуры 2000—2400сС, при которой возникает
эмиссия электронов с поверхности катода. Поток отрица-
тельно заряженных электронов 2 притягивается положи-
тельно заряженным анодом. Зона анода, о которую ударя-
ются электроны, называется фокусным пятном. Анод труб-
ки, представляющий собой охлаждаемую вольфрамовую
пластину, является источником рентгеновского излучения.
Рентгеновское излучение 4 возникает в трубке при столкно-
вении быстролетящих электронов катода с атомами анода.
Рентгеновские аппаратуры состоят из высоковольтного
трансформатора с выпрямительным устройством (или без
276
него), пульта управления с измерительными приборами и
устройства для регулирования напряжения и тока трубки.
Промышленностью выпускаются портативные переносные
рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д,
РУП-200-20-5.
В качестве источников гамма-излучения используют
следующие радиоактивные вещества: при толщине стали
1—15 мм —тулий 170, при 3—50 мм — иридий 192, при
толщине 5—100 мм — цезий 137, при толщине 2—250 мм —
кобальт 60. Рентгеновское и гамма-излучение способно
проникать через металлические и другие непрозрачные те-
ла значительной толщины и воздействовать на фотографи-
ческие пластинки и пленки, которые находятся в закрытых
Рис. 129. Схема просвечивания сварных швов:
а — рентгеновским излучением, б — гамма-излучением; / — уси-
ливающие экраны, 2 — рентгеновская пленка, 3 — кассета, 4 —*
рентгеновское излучение, 5 — рентгеновская трубка, 6 — гамма-
излучение, 7 — свинцовый кожух. 8 — ампула радиоактивного
вещества
кассетах за просвечиваемыми деталями. Только свинец не
пропускает эти лучи. Поэтому радиоактивные вещества
хранят в свинцовых ампулах, а при рентгеновских просве-
чиваниях пользуются свинцовыми пластинами в качестве
защитных экранов.
Наибольшее распространение получили переносные гам-
ма-аппараты ГУП-1 г-5-2, ГУП-Тм2-6-2, РИД-21 и др.
Просвечивание сварных швов рентгеновским и гамма-излу-
чением позволяет обнаружить внутренние дефекты в свар-
ных швах — трещины, непровары, поры и шлаковые вклю-
чения. Данные методы контроля применяют для ответст-
277
венных металлоконструкций, трубопроводов, сосудов, раз-
личных емкостей и других изделий.
Схема просвечивания рентгеновским и гамма-излучением
приведена на рис. 129. Перед просвечиванием сварные швы
очищают от шлака, брызг, окалины и других загрязнений
и подвергают внешнему осмотру. При обнаружении наруж-
ных дефектов их устраняют перед просвечиванием. При
просвечивании рентгеновское или гамма-излучение на-
правляют на сварной шов, оно проникает через металл шва
и действует на рентгеновскую пленку, заключенную в кас-
сете с противоположной стороны шва. Дефектные места
шва, имеющие трещины, поры, непровары и шлаковые
включения, поглощают излучение меньше, чем сплошной
металл, и, следовательно, окажут более сильное воздейст-
вие па пленку, чем излучение, прошедшее через сплошной
металл без дефектов. При проявлении фотопленки па месте
дефекта будет более темное пятно, по своей форме соот-
ветствующее данному дефекту (полоска, пятно, черточка).
Рентгеновский снимок сварного шва называется рентгено-
граммой, а снимок при просвечивании гамма-излучением —
гаммаграммой.
У л ь т р а з в у к о в о й мето д контроля основан
па способности высокочастотных колебаний (от 0,8 до 2,5
МГц) проникать в металл шва и отражаться от поверхности
дефекта, находящегося в сварном шве. Ультразвуковые ко-
лебания получают с помощью пластинки из кварца и тита-
ната бария, которые вставляют в держатели-щупы. Отра-
женные колебания улавливаются искателем, преобразуют-
ся в электрические импульсы, подаются нй усилитель и
воспроизводятся индикатором. В соответствии с ГОСТ
14782—76 существуют два метода ультразвуковой дефекто-
скопии: теневой и эхо-импульсный. Ультразвуковой метод
контроля применяют для металла толщиной не менее 4 мм.
Для контроля сварных швов ультразвуком применяют
ультразвуковые дефектоскопы УЗД-7Н, ДУК-13, УДМ-1М
и др. Перед применением ультразвукового контроля сварной
шов зачищают от шлака, металлических брызг, окалины на
50—80 мм с каждой стороны шва. Зачищенную поверх-
ность протирают и наносят па нее слой контактной смазки.
В качестве смазки применяют автол марок 6, 10, 18, ком-
прессорное, трансформаторное или машинное масло. Схема
ультразвукового контроля представлена на рис. 130.
Магнитные метод ы контроля основаны на
принципе использования магнитного рассеивания, возни-
кающего над дефектом при намагничивании контролируе-
те
мого изделия. Магнитные методы контроля применяют для
выявления дефектов в изделиях из стали и чугуна толщиной
от 5 до 30 мм. Если сварной шов не имеет дефектов, то маг-
нитные силовые линии по сечению шва распределяются
равномерно (рис. 131, а). При наличии дефекта в сварном
шве, вследствие меньшей магнитной проницаемости его,
магнитный силовой по-
ток будет огибать де-
фект, образуя магнит-
ные потоки рассеивания
(рис. 131, б).
Для выявления де-
фектов применяют маг-
Рис. 130. Схема ультразвукового
контроля
Рис. 131. Распределение маг-
нитных силовых линий в свар-
ном соединении без дефектов
(а) и в сварном шве при на-
личии дефектов (б):
1 — дефект, 2 — поток рассеива-
ния, Лг, 6’ — полюса магнита
нитографический и электромагнитный способы контроля.
Магнитографический способ позволяет выявлять непровары,
продольные трещины, шлаковые включения и газовые поры в
стальных и чугунных изделиях толщиной от 1 до 16 мм. Сущ-
ность магнитографического метода заключается в фиксации
на магнитную ленту полей рассеивания, возникающих над
дефектными участками при их намагничивании, и воспро-
изведении этих полей магнитографическими дефектоскопа-
ми. Сварные швы контролируемого изделия намагничива-
ются подвижными или неподвижными магнитными устрой-
ствами. Схема поперечного намагничивания сварных швов
и записи полей дефектов на магнитную ленту показана на
рис. 132. Намагничивающее устройство питается постоян-
ным током. В качестве источников питания применяют ге-
нераторы постоянного тока, выпрямители и аккумуляторные
батареи.
Запись на магнитную ленту заключается в следующем.
Ленту 6 накладывают на контролируемый шов 4 с дефек-
279
тем 5, включают ток намагничивающего устройства 1
[2 — обмотка электромагнита), которое с помощью опор-
Рис. 133. Характер кривых
(в зависимости от вида дефек-
та), получаемых на экране
осциллографа при воспроиз-
ведении записи
Рис. 132. Намагничивание сварного
шва и запись дефектов на ленту
Рис. 134. Схема проведения лю-
минесцентного контроля:
1 — источник ультрафиолетового из-
лучения, 2—светофильтр, <5 — ульт-
рафиолетовые лучи, 4 — контроли-
руемая деталь, 5 — наблюдатель
ных роликов 3 перекатывается вдоль шва. После намагни-
чивания ленту снимают, наматывают в кассету и воспро-
изводят на дефектоскопе. По-
лучаемые импульсы передают-
ся на осциллограф, где по фор-
ме отклонения луча на экра-
не осциллографа можно су-
дить о величине и характере
дефекта шва /рис. 133).
Люминесцентны й
метод контроля прово-
дится согласно ГОСТ 3242—69
и основан на использовании
явления проникновения хоро-
шо смачивающих жидкостей
в трещины, поры и другие де-
фекты и обладающих свойст-
вом свечения под ультрафио-
летовыми лучами. В качестве
такой жидкое! п применяется
жидкость следующего соста-
ва: 50 % — керосин, 25 % —
бензин, 25 % — трансформа-
торное или вазелиновое масло и 0,02— 0,03% — флюорес-
цирующее вещество, состоящее из концентрата углеводоро-
дов с желто-зеленым свечением в ультрафиолетовых лучах.
280
Схема проведения люминесцентного метода контроля
представлена на рис. 134. Перед контролем поверхность
проверяемого изделия тщательно очищают от шлака, ме-
таллических брызг и других загрязнений. После очистки
на контролируемую поверхность наносят слой флюорес-
цирующего вещества. Поверхность смачивают в течение
10—15 мин, после чего изделие промывают, просушивают
и наносят па контролируемую поверхность тонкий слой
талька или углекислого магния. Оставшаяся в местах де-
фектов жидкость пропитывает порошок. Через 30—50 мин
сухой порошок сдувают и контролируемую поверхность
освещают ультрафиолетовыми лучами от ртутно-кварцевых
ламп. В местах дефектов возникает яркое желто-зеленое
свечение. Люминесцентный метод позволяет выявить в
сварных соединениях трещины шириной от 0,01 мм и глу-
биной 0,03—0,04 мм. Для контроля применяют стационар-
ные дефектоскопы ЛД-4 и ЛДА-3.
§ 80.	ПРАВИЛА АТТЕСТАЦИИ СВАРЩИКОВ
ДЛЯ ДОПУСКА ИХ К ОТВЕТСТВЕННЫМ РАБОТАМ
Для всех видов конструкций и сооружений обязатель-
ным является контроль качества сварочных материалов,
режимов сварки и квалификации сварщиков.
Газосварщик III разряда должен знать устройство об-
служиваемой газосварочной аппаратуры, основные свойст-
ва свариваемого металла, правила подготовки деталей под
сварку, выбор режимов сварки и основные технологические
приемы сварки деталей из стали, цветных металлов и чугу-
на. Он должен уметь сваривать во всех пространственных
положениях, кроме потолочного.
Газосварщик IV разряда должен знать способы установ-
ления режимов сварки в зависимости от конфигурации де-
талей, основные сведения о свариваемости металлов, пра-
вила получения и хранения газов, используемых при свар-
ке, виды дефектов и методы их предупреждения и устра-
нения, чтение чертежей. Он должен уметь сваривать детали
из стали, чугуна и цветных металлов во всех пространст-
венных положениях, а также газопроводы низкого дав-
ления.
Газосварщик V разряда должен уметь сваривать слож-
ные ч ответственные узлы из сталей, чугуна, цветных ме-
таллов и сплавов, предназначенные для работы под динами-
ческими нагрузками, трубопроводы III и IV категорий.
281
Газосварщик VI разряда должен уметь сваривать особо
ответственные конструкции и узлы, предназначенные для
работы под давлением более 4 МПа, выполнять монтажную
сварку газопроводов среднего и высокого давления и трубо-
проводов I и II категорий»
К ответственным сварочным работам относятся изготов-
ление, монтаж и ремонт паровых котлов, водогрейных кот-
лов с температурой воды выше 115°С, сосудов, работающих
под давлением, паропроводов, трубопроводов горячей воды,
газопроводов, подъемных устройств, а также резервуаров
для нефтепродуктов. Согласно «Правилам аттестации свар-
щиков», утвержденным Государственным комитетом по над-
зору за безопасным ведением работ в промышленности 22
июня 1971 г., к аттестации допускаются сварщики в воз-
расте не моложе 18 лет, имеющие свидетельство об оконча-
нии ПТУ или курсов, проработавшие по специальности не
менее 6 месяцев, а при работе на автоматах, полуавтоматах
и контактных машинах — не менее 3 месяцев. Перед ат-
тестацией сварщики проходят теоретическую и практиче-
кую подготовку по программам, утвержденным соответст-
вующим министерством или ведомством. Сварщикам, ус-
пешно прошедшим проверку теоретических и практических
знаний, администрация предприятия выдает удостоверения
за подписью председателя и одного из членов комиссии.
Рабочие, получившие неудовлетворительную оценку,
могут быть допущены к новой проверке после дополнитель-
ного обучения, но не ранее, чем через 1 месяц. Повторная
проверка знаний проводится периодически, но не реже од-
ного раза в год, а также при пеперывах в работе по своей
специальности свыше 6 месяцев и после временного отстра-
нения сварщика за нарушение технологии и. низкое качест-
во работ. Дополнительная проверка знаний рабочего про-
водится и при переходе на новые для него способы сварки и
виды работ. Сварщик должен в присутствии не менее двух
членов комиссии сварить контрольные соединения. Для по-
лучения права ведения работ во всех пространственных по-
ложениях необходимо выполнять сварку образцов в двух
наиболее трудных положениях — потолочном и горизон-
тальном на вертикальной плоскости. Сваренные контроль-
ные соединения подвергают внешнему осмотру и измере-
ниям, физическому методу контроля (ультразвуковой де-
фектоскопии илн просвечиванию), механическим испыта-
ниям, металлографическому исследованию и др. Сварные
швы осматривают по всей их длине с двух сторон невоору-
женным глазом или линзой (с увеличением до 10 раз).
2Б2
Качество сварных соединений считается неудовлетво-
рительным, если при любом виде контроля будут обнаруже-
ны внутренние или наружные дефекты, выходящие за пре-
делы норм.
Механическим испытаниям на статическое растяжение
и статический изгиб подвергают контрольные пластины, не
имеющие дефектов, для проверки прочностных и пласти-
ческих свойств сварных соединений. Для контрольных ис-
пытаний отбирают специально сваренные для этой цели
пластины шириной не менее 50 мм. Все виды испытаний;
кроме испытаний сварного соединения на статический изгиб
и измерения твердости, проводят ие менее чем на трех об-
разцах. Испытание сварного соединения на статический из-
гиб проводят не менее чем на двух образцах, а измерение
твердости — не менее чем в пяти точках для каждого участ-
ка сварного соединения. При испытании сварного соеди-
нения на статическое растяжение определяют временное
сопротивление наиболее слабого участка. Результаты ис-
пытаний определяют как среднее арифметическое резуль-
татов, полученных на всех образцах.
Контрольные вопросы
1.	Перечислите основные дефекты сварных швов и причины их
возникновения.
2.	Как осуществляется контроль сварных швов внешним осмотром?
3.	Какими инструментами и как проверяют геометрические разме-
ры сварных швев?
4.	Как осуществляется контроль сварных швов керосином?
5.	Какие основные особенности испытания сварных швов аммиа-
ком?
6.	Как производят пневматические и гидравлические испытания
сварных соединений?
7.	Какие основные особенности контроля сварных соединений рент-
геновским и гамма-излучением*
ГЛАВА XVI
ОХРАНА ТРУДА И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
НА ПРЕДПРИЯТИИ
§ 81.	ОРГАНИЗАЦИЯ ОХРАНЫ ТРУДА
НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Охрана труда в СССР является важнейшей социально-
экономической проблемой и предусматривает систему пра-
вовых, технических, санитарно-гигиенических мероприя-
283
тил, направленных на обеспечение безопасных и здоровых
условий труда. Мероприятия правового порядка осуществля-
ются на основе Конституции СССР, кодексов законов о
труде и постановлений правительства.	1
Общее руководство ио охране труда на промышленных
предприятиях возлагается на директоров и главных инже-
неров. Непосредственное руководство и организация рабо-
ты по технике безопасности и промышленной санитарии
осуществляет главный инженер, а на крупных предприя-
тиях — его заместитель по технике безопасности. На всех
предприятиях имеется служба по технике безопасности в
составе отдела по технике безопасности или инженера по
технике безопасности. Ответственность за состояние охра-
ны труда в цехах, отделах и других подразделениях возла-
гается на их руководителей.
Для облегчения безопасного движения на территории
предприятия разграничивают движение транспорта и пеше-
ходов. Скорость движения автомобильного и других видов
колесного транспорта не должна превышать 12 км/ч, внут-
ри цехов и складов — 5 км/ч, а в узких местах — 3 км/ч.
К управлению транспортными средствами допускаются
только те лица, которые прошли обучение, аттестацию и
имеют удостоверение. Движение автомобильного транспор-
та на территории предприятия и в цехах регулируется
знаками дорожного движения. Категорически запрещается
проезд людей на подножках автомобилей. На предприяти-
ях составляется схема-план движения транспорта и пеше-
ходов с указанием разрешенных и ^Ьпрещеиных направле-
ний, поворотов, остановок, въездов и выездов. Этот план
доводится до сведения всех работающих и вывешивается
на территории и в производственных помещениях. Особую
осторожность персонал должен соблюдать на внутризавод-
ских железнодорожных путях.
Порядок производства работ на предприятии строго рег-
ламентирован правилами техники безопасности. Любое
рабочее место должно отвечать современным требованиям
научной организации труда. Наряду с планировкой рабо-
чего места необходимо правильно организовать процесс
труда. В зависимости от применяемого технологического
процесса на рабочем месте устанавливается определенное
производственное оборудование. Рабочие места, входящие
в систему производственного оборудования, должны быть
удобными и безопасными для выполнения работы. Органы
управления производственным оборудованием должны рас-
полагаться в рабочей зоне.
284
Одной из причин производственного травматизма на пред-
приятиях является недостаточное знание правил безопас-
ности труда. Вновь принимаемые работники оформляются
на работу только после медицинского освидетельствования
и проведения соответствующего инструктажа по безопас-
ным приемам работы» а также по правилам пожарной без-
опасности. Инструктаж подразделяется на три вида: ввод-
ный, первичный и повторный.
Вводный инструктаж проводится инжене-
ром по технике безопасности. При этом поступающего на
работу знакомят с основными положениями законодатель-
ства о труде, особенностями производства, цехов, участков
в отношении мер безопасности, основными правилами дви-
жения транспорта на территории предприятия, основными
техническими защитными средствами. Во время вводного
инструктажа сообщают сведения по гигиене труда и про-
изводственной санитарии, об опасных и вредных производ-
ственных факторах на данном производстве» об основных
правилах электробезопасности и оказания первой довра-
чебной помощи, о значении рационального освещения рабо-
чих мест и производственных помещений, о значении вен-
тиляции и борьбы с загазованностью и запыленностью воз-
духа. Вводный инструктаж» проводимый в аудитории, дол-
жен сопровождаться показом наглядных пособий (плакаты,
диафильмы и фотоснимки» защитные средства, спецодежда
и др.).
Первичный инструктаж со всеми вновь
поступающими на работу проводится непосредственно на
рабочем месте. Его проводит руководитель того подразделе-
ния (цеха, участка, лаборатории), в котором предстоит ра-
ботать данному работнику. Во время первичного инструк-
тажа мастер подробно знакомит рабочих с технологическим
процессом и оборудованием, на котором предстоит рабо-
тать, с инструментами и применяемыми приспособлениями.
Мастер показывает рациональные методы и приемы труда,
знакомит с индивидуальными и коллективными средствами
защиты и пользованием ими. Убедившись в том, что ин-
структируемый работник усвоил безопасные приемы в ра-
боте, мастер разрешает самостоятельно продолжать работу.
Рабочие и ИТР, зачисленные на работы, относящиеся к кате-
гории повышенной опасности, до начала самостоятельной
работы проходят специальное обучение по утвержденной
программе с последующей аттестацией заводской квалифи-
кационной комиссией, а также первичный инструктаж на
рабочем месте.
285
Все рабочие проходят периодически повторный
инструктаж по технике безопасности. Независимо от
профессии» квалификации и стажа работы повторный ин-
структаж для рабочих должен проводиться каждые 3 меся-
ца. Периодический повторный инструктаж проводят руко-
водители соответствующих участков производства, в ве-
дении которых находятся рабочие. Проводя повторный ин-
структаж» мастер (старший мастер» начальник участка и
др.) выявляет знания безопасных методов работы и местных
инструкций по технике безопасности, подробно разъясняет
причины» могущие привести к производственной травме»
приводит примеры безопасных приемов работы.
Внеплановый инструктаж предназначен для ознаком-
ления рабочих с вновь вводимым технологическим процес-
сом, новым производственным оборудованием, применение
которого изменяет условия безопасности труда. Внеплано-
вый инструктаж проводится также при нарушении рабочим
местных инструкций по технике безопасности и в случаях
травмирования рабочего по причине недостаточного обу-
чения безопасным приемам работы, а также по причине на-
рушения им правил безопасности.
§ 82.	ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Широкое использование в промышленности электри-
ческой энергии обязывает уделять большое внимание элек-
тробезопасности. Тело человека проАодиг электрический
ток, поэтому при непосредственном прикосновении человека
к оголенным токопроводящим частям электроустановок
или линий электропередач возникает опасность поражения
электрическим током. Ток силой 0,1 А независимо от его
рода принято считать смертельно опасным для человека.
Действие электрического тока на организм человека
приводит к двум видам поражений: электрическим травмам
и электрическим ударам. Исход воздействия тока зависит
от многих факторов: от рода (переменный или постоянный)
и силы тока, длительности воздействия и пути прохождения
тока через тело человека, его психического и физического
состояния. Наиболее опасным для человека является пере-
менный ток с частотой 50—500 Гц. Ток, проходящий через
тело человека, зависит от напряжения электроустановки и
от сопротивления всех элементов цепи, по которой про-
ходит электрический ток, в том числе и от сопротивления
тела человека.
286
В зависимости от рабочего напряжения электроуста-
новки подразделяются на две категории: до и выше 1000 В.
В электроустановках свыше 1000 В любое прикосновение
к неизолированным токоведущим частям смертельно опас-
но. Степень опасности обслуживания электроустановок в
значительной мере зависит от условий среды в производ-
ственных помещениях, в частности влага, токопроводящая
пыль, едкие пары и высокая температура увеличивают опас-
ность поражения человека электрическим током. Большое
значение имеет конструктивное исполнение пола: дощатые
без гвоздей, паркетные и асфальтовые полы обладают зна-
чительным сопротивлением; кирпичные^ бетонные, земля-
ные проводят ток.
Одним из основных мероприятий по предотвращению
электротравматизма является правильный выбор типа обо-
рудования* конструкция электроустановок, качество изоля-
ции, не изменяющейся при воздействии окружающей среды.
Анализ электротравматизма показывает, что наибольшее
число несчастных случаев происходит вследствие случай-
ного соприкосновения или приближения к незащищенным
частям установок илы проводам, находящимся под напряже-
нием. Защита от прикосновения к токоведущим частям элек-
трических установок достигается расположением токоведу-
щих частей на недоступной высоте, либо устройством сплош-
ных сетчатых или дырчатых ограждений. Для установок
низкого напряжения достаточной защитой от прикоснове-
ния к токоведущим частям является изоляция. Применение
дистанционного управления, блокировок, предупредитель-
ной сигнализации также предотвращает прикосновение че-
ловека к токоведущим частям. Особенно важна защита ра-
ботающих от поражения, если ыетоковедущие части и линии
оказываются под напряжением в результате повреждения
изоляции.
Одной из самых эффективных .мер защиты от поражения
электрическим током является устройство защитного з а-
земления — соединения нетоковедущих металличес-
ких частей с землей. Принцип заземления заключается в
следующем. Если на металлическое оборудование, изоли-
рованное от земли, попадает ток, то человек, который стоит
на токопроводящем основании и прикасается к оборудова-
нию, оказывается под напряжением. Если оборудование на-
дежно заземлено, то ток, протекающий через тело человека,
снизится до безопасного значения. Защитному заземлению
подлежат:
все ветоковедущие металлические части электроустано-
вок с номинальным напряжением 500 В и более переменного
и постоянного тока во всех помещениях и в наружных уста-
новках;
электроустановки с номинальным напряжением более
36 В при переменном токе и ПО В при постоянном токе,
предназначенные для эксплуатации внутри помещений с
повышенной опасностью, в особо опасных помещениях и сна-
ружи помещений;
корпуса электрических машин, трансформаторов и аппа-
ратов, каркасы распределительных пунктов и шкафов, ме-
таллические части оборудования, корпуса осветительной
арматуры, оболочки и экраны кабелей, различные огражде-
ния электроустановок, рельсы подкрановых путей.
Самый простой способ заземления — соединение полосо-
вой сталью корпусов электрооборудования с естественными
заземлителями: подземными металлическими трубопрово-
дами, трубами водяных скважин, проложенными в земле
каркасами зданий и сооружений. Запрещается использо-
вать в качестве естественных заземлителей металлические
трубопроводы с горючими и взрывоопасными жидкостями
и газами. Естественные заземлители должны быть связаны
с заземляющими магистралями не менее чем двумя провод-
никами, присоединенными к заземлителю в разных местах.
Искусственные заземлители изготовляют из стальных труб
диаметром 35—50 мм и уголковой стали длиной 2,5—3 м,
которые соединяют металлическими полосами сечением не
менее 48 мм2 так, что образуется едитгцй контур заземления.
Сопротивление заземляющего устройства зависит от удель-
ного сопротивления грунта и не должно превышать 4 Ом.
Для предупреждения электротравматизма применяют
также блокировочные устройства. Прин-
цип блокировки заключается в автоматическо?л обесточива-
нии электрооборудования при открывании двери в помеще-
ние. Иногда блокировку устраивают так, что дверь откры-
вается только в том случае, если напряжение отключено.
К самостоятельному обслуживанию электроустановок
допускаются только рабочие, прошедшие проверку знаний
и получившие соответствующую квалификационную группу.
Часто персонал выполняет работы при наличии специаль-
ных нарядов, в которых указаны меры безопасности. Пер-
сонал, обслуживающий электроустановки, выполняет пе-
риодические осмотры, профилактический ремонт электро-
оборудования, испытания изоляции, устраняет и предупреж-
дает неполадки в электрической схеме и другие работы в со-
ответствии с квалификационной группой. Устанавливать и
чистить светильники, заменять перегоревшие вставки плав-
ких предохранителей, ремонтировать электрооборудование
можно только после снятия напряжения. Лишь в отдельных
случаях, оговоренных Правилами техники безопасности
при эксплуатации электроустановок, потребителям разре-
шается работать без снятия напряжения.
§ 83.	ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
ПРИ ГАЗОВОЙ СВАРКЕ И РЕЗКЕ МЕТАЛЛОВ
При газовой сварке и резке металлов сварочное пламя
вредно действует па сетчатую сосудистую оболочку глаз.
Опасность для глаз представляют также брызги расплав-
ленного металла и шлака. Поэтому газосварщики должны
работать в защитных очках со специальными светофильтра-
ми, выбираемыми в зависимости от мощности сварочного
пламени. Для подсобных рабочих рекомендуются очки со
светофильтрами марки Г-1, для газосварщиков и газорез-
чиков, работающих с аппаратурой средней мощности,—
светофильтры Г-2, а при работе с более мощной аппарату-
рой— светофильтры Г-3. Очки должны плотно прилегать
к лицу. От брызг расплавленного металла и искр свето-
фильтр рекомендуется защищатЕ> простым сменным стек-
лом. При сварке цветных металлов, латуни и свинца свар-
ку необходимо вести в респираторах.
Во избежание ожогов от брызг расплавленного металла
брюки необходимо носигь навыпуск, куртку застегивать на
все пуговицы. Для сварочных работ используются костюмы
из брезентовой парусины с комбинированной пропиткой
согласно ГОСТу. Работать можно только в целой, сухой,
непромасленной спецодежде. Карманы куртки закрывают
клапанами, концы рукавов завязывают тесемками. После
работы спецодежду необходимо просушивать.
При выполнении газопламенных работ ацетиленовый
генератор должен находиться на расстоянии не менее 10 м
от места рабог, а также от любого другого источника огня
и искр и на расстоянии не менее 5 м от баллонов с кислоро-
дом и другими горючими газами. Газосварщику и газорез-
чику запрещается перемещаться вне рабочего места с заж-
женной горелкой или резаком. При перерывах в работе пла-
мя горелки или резака должно быть потушено, а вентили
плотно закрыты. Даже на короткое время не разрешается
выпускать пз рук горящую горелку или резак.
Передвижные ацетиленовые генераторы устанавливают
преимущественно на открытом воздухе или под навесом. До-
Рис. 135. Нож для вскрытия бараба-
нов с карбидом кальиия
пускается установка передвижных ацетиленовых генерато-
ров для выполнения временных работ в рабочих и жилых
помещениях при условии, что эти помещения имеют не ме- I
нее 300 м3 на каждый аппарат и могут проветриваться. На
рабочем месте должна
быть рабочая инструк-
ция по эксплуатации
данного ацетиленового
генератора.	1
Не реже одного раза I
в месяц генераторы и во-
дяные затворы разбира-
ют для капитальной очи-
стки. Карбид кальция
необходимо хранить в сухих, хорошо проветриваемых по-
мещениях. Склады должны быть обеспечены огнетушителя-
ми и ящиками с песком. Барабаны с карбидом кальция раз-
решается хранить как в горизонтальном, так и в вертикаль-
ном положениях. Вскрывать барабаны следует латунным зу-
билом и деревянным молотком или специальным ножом
(рис. 135). Перед вскрытием барабана на место реза наносят
слой тавота толщиной 2—3 мм, который, смазывая лезвие
ножа, облегчает процесс резания и исключает возможность
искрообразования. Вскрытые, но не полностью использо-
ванные барабаны с карбидом кальция, необходимо закры-
вать крышками, обеспечивающими герметизацию. Из вскры-
тых или поврежденных барабанов карбид кальция следует
пересыпать в специальные герметически закрывающиеся
бидоны. Хранение тары из-под карбида кальция разрешает-
ся на специально отведенных площадках вне производствен-
ных помещений. При погрузке и разгрузке барабанов с кар-
бидом кальция курить не разрешается. Крупные куски
карбида кальция следует размельчать латунным молотком.
Рабочие при дроблении карбида кальция должны пользо-
ваться защитными очками.
При работе с газовыми баллонами следует соблюдать
следующие меры предосторожности: баллоны должны быть
обязательно снабжены предохранительными колпаками,
плотно навертывающимися на кольца, закрепленные на
горловине баллонов. Транспортировка баллонов разрешает-
ся на рессорных транспортных средствах, на специальных
ручных тележках и носилках (рис. 136), в специальных кон-
тейнерах, где баллоны закрепляются вертикально. Перенос-
ка на руках или па плечах не допускается. В пределах ра-
бочего места баллон можно кантовать в слегка наклонном
290
положении. При перевозке, погрузке и выгрузке баллонов
не допускается их падение и удары друг о друга. Веской-
тейнерная перевозка баллонов разрешает горизонтальную
укладку в деревянные гнезда, обитые войлоком или другим
мягким" материалом. При погрузке более одного ряда бал-
лонов применяют прокладки из пенькового каната. Баллоны
укладывают поперек ку-
зова в пределах высоты
бортов. В летнее время
баллоны необходимо укры-
вать брезентом от солнеч-
ных лучей. Совместная
транспортировка кислород-
ных и ацетиленовых балло-
нов запрещена, за исклю-
чением доставки на тележ-
ке двух баллонов к рабо-
чему месту. Запрещается
снимать колпак с баллона
или открывать вентиль уда-
рами молотка, зубилом
или другими способами,
вызывающими образование
искры. Во избежание взры-
ва баллоны с кислородом
и их арматуру необходимо
Рис. 136. Приспособления для
перемещения баллонов:
а — носилки, б — тележка
тщательно предохранять от загрязнения маслом или жиром.
Вентиль кислородного баллона разрешается открывать и
закрыть только от руки, а ацетиленового баллона—спе-
циальным ключом. Подтягивание соединений в вентиле и
его ремонт на баллоне с газом, находящимся под давле-
нием, запрещаются.
На каждом сварочном посту разрешается иметь только
два кислородных баллона — один, находящийся в работе,
другой — запасной. Если сварочных постов более десяти,
то должно быть организовано централизованное снабжение
кислородом по трубопроводу. Баллоны с газом должны
устанавливаться в стороне от приборов отопления на рас-
стоянии не менее 1 м, а от печей и других источников от-
крытого огня — не менее 5 м. На рабочих местах баллоны
устанавливают в вертикальном положении и прочно за-
крепляют хомутами или цепями. Кислородные баллоны
могут эксплуатироваться в горизонтальном положении,
однако они должны быть уложены так, чтобы горловина
их была выше башмака.
291
Находящиеся в эксплуатации горелки, резаки, редук-
торы, шданги, газорезательные машины должны быть за-
креплены за отдельными рабочими. Перед началом работы
необходимо проверить плотность и прочность присоеди-
нения газовых шлангов к горелке, резаку и редуктору,
исправность аппаратуры; наличие достаточного подсоса
в инжекторной горелке.	1
Закреплять шланги с ниппелем редуктора резака или
горелки рекомендуется только хомутиками из стали
(рис. 137,а). Не допускается использование испорченных
Рис. 137. Приспособления для шлангов:
а — хомутик, б — сдЕоенный соединительный шланговый ниппель
шлангов, а также ремонт их изоляционной лентой и другими
материалами. При ремонте шланга следует вырезать де-
фектное место и сращивать шланги сдвоенными соедини-
тельными шланговыми ниппелями (рис. 137,6). При дли-
тельных перерывах в работе кроме вентилей на горелке или
резаке необходимо перекрывать вентили баллонов или газо-
разборных постов, а нажимные винты редукторов вывернуть
до освобождения главной
пружины. Во время рабо-
ты шланги необходимо обе-
регать от соприкосновения
с токоведущими провода-
ми, нагретыми предметами,
масляными и жировыми
материалами, от попадания
па них искр и брызг рас-
плавленного металла.
Перед зажиганием го-
релки или резака необхо-
димо проверить, плотны
ли соединения и не засоре-
но ли сопло наконечника. При зажигании сначала огкры-
вают кислородный вентиль на горелке или резаке, а потом —
ацетиленовый; при тушении — наоборот. Около рабочего
места необходимо иметь ведро с чистой водой для охлажде-
ния перегревающихся мундштуков горелки или резака.
292
При обратном ударе пламени необходимо немедленно
перекрыть ацетиленовый вентиль горелки или резака, а
затем кислородные. После каждого обратного удара горел-
ку или резак необходимо охладить в чистой холодной воде,
а выходные каналы мундштуков и наконечников прочистить
латунными и деревянными иглами. В случае неисправности
кислородного или ацетиленового вентиля горелку или резак
следует сдать в ремонт.
При использовании горючих газов-заменителей ацети-
лена следует руководствоваться следующими положения-
ми. Баллоны со сжиженным пропан-бутаном следует дер-
жать па рабочих -местах в закрытых шкафах (рис. 138), име-
ющих отверстия для естественной вентиляции. На одном
рабочем месте должно быть не более двух баллонов, один —
используемый, второй — запасной. Баллоны и концы шлан-
гов, применяемых для подачи газов-заменителей, на длине
0,5 м должны быть окрашены в красный цвет.
§ 84.	ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ
И ОСНОВНЫЕ СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Пожары наносят большой ущерб народному хозяйству и
могут оказаться причинами несчастных случаев с людьми.
Анализ пожаров показывает, что основными причинами их
возникновения являются: неисправность печей и других
отопительных приборов и нарушение правил безопасности
при пользовании ими; неосторожное и халатное обращение
с огнем; неисправность технологического оборудования;
неисправность электрических установок: сетей, приборов
освещения, электродвигателей; самовоспламенение и само-
возгорание материалов; взрывы газов и пылевоздушных
смесей; разряды статического и атмосферного электричес-
ва. Приведенный выше перечень причин свидетельствует,
что пожаров можно избежать, если строго соблюдать пра-
вила пожарной безопасности, требования технической эк-
сплуатации и трудовой дисциплины. Основные задачи по-
жарной безопасности решаются в процессе проектирования,
строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Они
сводятся к комплексу профилактических мероприятий, на-
правленных на предупреждение пожаров, ограничение сфе-
ры распространения огня в случае загорания, создание ус-
ловий для эвакуации людей и материальных ценностей из
горящего здания, а также для действий подразделений по-
жарной охраны по тушению пожаров.
29-3
Ответственность за обеспечение пожарной безопасности
предприятия несет его руководитель, а на рабочих местах —
мастер. До начала работы каждый работающий при прове-
дении вводного инструктажа должен быть проинструкти-
рован об общих мерах противопожарной безопасности на
предприятии, о личном соблюдении противопожарных тре-
бований, а также обучен пользованию простейшими сред-
ствами пожаротушения. В организации пожарно-профилак-
тической работы большую роль играет общественность. На-
иболее массовыми организациями являются добровольные
пожарные дружины (ДПД),которые создаются в организа-
циях и на предприятиях. В задачи ДПД входит: контроль
за выполнением и соблюдением противопожарного режима;
разъяснительная работа среди работающих по соблюдению
противопожарной безопасности; надзор за исправным состоя-
нием первичных средств пожаротушения (огнетушителя-
ми, ящиками с песком, бочками с водой и т д.); вызов по-
жарной охраны в случае возникновения пожара и принятие
мер по его тушению. Комплектуют ДПД так, чтобы в каж-
дом цехе (лаборатории), а также в каждой смене были чле-
ны дружины. Табель боевого расчета о действиях членов
ДПД в случае возникновения пожара вывешивают в цехе
(лаборатории) на видном месте. Во взрыве- и пожароопас-
ных помещениях администрация назначает ответственного
за соблюдение правил пожарной безопасности.
При возникновении пожара или загорания следует не-
медленно сообщить об этом в пожарную охрану по телефо-
ну, об" явить пожарную тревогу звуковыми сигналами или
по местному радио. Одновременно необходимо принимать
меры к тушению пожара имеющимися для этого средства-
ми. Для тушения пожаров используют воду, воздушно-
механическую пену, водяной пар, песок или специальные
химические вещества. Наиболее распространенным средст-
вом огнетушения является вода. Благодаря большой тепло-
емкости она эффективно отбирает теплоту от очага пожара,
понижая тем самым его температуру, и предотвращает
горение. Однако воду нельзя применять для тушения горю-
чих жидкостей (бензина, нефти, керосина, бензола и т. п.),
так как она из-за большой плотности опускается на дно ем-
костей, увеличивая площадь поверхности горящей жид-
кости. Запрещается также использовать воду для тушения
загораний электроустановок, находящихся под напряже-
нием, так как вследствие электропроводности воды возмож-
но поражение людей электрическим током. Нельзя пользо-
ваться для этого огнетушителями с химической пеной. Если
294
не удается обесточить электроустановки, то для их тушения
используют углекислотные огнетушители или сухой песок.
При тушении горящих складов с газовыми баллонами
следует проявлять особую осторожность, так как загорев-
шиеся баллоны могут взорваться. В таких случаях пожар
тушат пенными огнетушителями, охлаждая баллоны водой.
Небольшой очаг горения можно ликвидировать, засыпав
его песком или набросив на него асбестовое полотно, бла-
годаря чему прекращается доступ воздуха к очагу пожара.
В каждом помещении, где имеется опасность загорания,
и пожара, должен быть комплект ручного противопожарного
инвентаря: лопата, ломы, крюки, багры, ящик с песком,
бочки с водой, ведра, огнетушители, перезаряженные в
установленные сроки. Противопожарный инвентарь и ог-
нетушители размещают в легкодоступных местах. Для
тушения небольшого очага загорания до прибытия пожар-
ной команды можно пользоваться ручными огнетушите-
лями.
Широко распространены химические пенные огнетуши-
тели типа ОХП-10, ОП-М, 0П-9ММ, в которых при соеди-
нении кислотной части с щелочной образуется пена. Из
кислотных огнетушителей (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8) выбрасывает-
ся снегообразный диоксид углерода (углекислота).
На предприятиях устанавливают автоматические систе-
мы тушения пожаров водой — спринклерные и дренчерные
установки. Спринклерные установки представляют собой
разветвленную систему труб, размещенную под потолком
помещения и подключенную к сети противопожарного во-
доснабжения. В трубы ввинчены спринклерные головки,
которые имеют стеклянный клапан, закрывающий отверстие
замком из легкоплавкого сплава. При пожаре замок рас-
плавляется, освобождая отверстие, вода розеткой распыля-
ется по помещению. Дренчерные установки также пред-
ставляют собой сеть трубопроводов с головками. Установка
включается от автоматического устройства, реагирующего
на дым, пламя или повышенную температуру. Возможно
также ручное включение дренчерной установки.
Контрольные вопросы
1.	Дайте определение охраны труда.
2.	Перечислите основные инструктажи по технике безопасности.
3.	Какие меры безопасности необходимо соблюдать при выполне-
нии газосварочных работ?
4.	Перечислите основные причины возникновения пожаров.
5.	Перечислите основные средства пожаротушения.
295
ГЛАВА XVH
ПРОГРЕССИВНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ
И СТИМУЛИРОВАНИЯ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИИ
§ 85. БРИГАДНАЯ ФОРМА ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА
Многолетний опыт передовых промышленных предприя-
тий показывает, что большую положительную роль в со-
вершенствовании хозяйственного механизма может сыграть
внедрение бригадной формы организации и стимулирования
труда. Она улучшает управление производством, создает
более широкие возможности для внедрения научной орга-
низации труда, лучшего использования техники и материа-
лов, сокращения затрат и потерь рабочего времени, усиле-
ния материальной заинтересованности каждого работаю-
щего в общих интересах труда.
При бригадной форме организации труда в полной мере
развиваются ростки коммунистического отношения к труду,
коллективизма и товарищеской взаимопомощи, различ-
ные формы социалистического соревнования. Применение
бригадной формы организации и стимулирования труда в
соответствующих производственных и организационных ус-
ловиях обеспечивает повышение эффективности производ-
ства за счет следующих факторов: совмещение профессий,
повышение квалификации, устранение нерациональных за-
делов на отдельных рабочих местах, лучшее использование
оборудования, экономия энергии и материалов, сокращение
подготовительно-заключительного времени и внутрисмен-
ных потерь рабочего времени, упрощение учета выработки
и начисления заработной платы, повышение содержатель-
ности труда, устранение монотонности и однообразия вы-
полнения отдельных видов работ.
В основу внедрения бригадной формы организации и
стимулирования труда положен ряд требований. Некото-
рые из них непосредственно определяются организацией
производства на участках и в цехах:
установление конечного продукта (законченной работы),
выполняемого коллективом бригады;
использование сквозного метода работы, позволяющего
сократить время обработки изделий, межсменные и внутри-
сменные потери рабочего времени;
применение широкого совмещения профессий как основ-
ных, так и вспомогательных рабочих, позволяющее повы-
сить взаимозаменяемость членов бригады, обеспечивающее
29G
максимальное использование рабочего времени, сокраще-
ние простоев оборудования и рабочих.
При создании работы бригады важно определить воз-
можность и целесообразность перераспределения функций
между отдельными рабочими или группами рабочих и уста-
новить функциональные обязанности рабочих (состав ра-
бот) в новых условиях, закрепляющих более рациональное
распределение труда между отдельными исполнителями
внутри бригады. С этой целью проводят комплексные фо-
тографии рабочего времени и на основе полученных данных
составляют фактический баланс рабочего времени. Таким
образом устанавливают: фактический состав и трудоемкость
работ в бригаде; удельный вес каждого вида работ в общих
затратах труда бригады; участие каждого исполнителя в
выполнении различных видов работ; степень полезного
использования рабочего времени исполнителем; удельный
вес времени выполнения основных функций в фонде рабочего
времени исполнителя; время, затрачиваемое на наблюде-
ние за работой оборудования; степень дублирования работ
различными исполнителями; время выполнения работ, не
свойственных данной профессии; продолжительность прос-
тоев рабочих в связи с ожиданием наладки, ремонта или
других работ по обслуживанию оборудования; величину
потерь рабочего времени по другим причинам.
Производственная бригада представляет собой первич-
ный рабочий коллектив, объединяющий рабочих одинако-
вых или различных профессий, совместно выполняющих
общие производственные задания и несущих коллективную
ответственность за результаты работы. Бригада организует-
ся в соответствии с распоряжением цеха, участка или дру-
гого структурного подразделения. Бригады разделяются
в зависимости от степени разделения труда: с полным, не-
полным и без разделения труда. В целях усиления режима
экономии и бережливости, более полного использования всех
ресурсов и снижения на этой основе себестоимости продук-
ции необходимо создавать хозрасчетные бригады. Наиболее
эффективной формой бригадного хозрасчета является его
сочетание с подрядными принципами организации и стиму-
лирования труда.
Хозрасчетной является бригада, которой наряду с пла-
нами по объему производства» росту производительности
труда (снижению трудоемкости) и повышению качества ра-
боты устанавливаются плановый фонд заработной платы,
нормы расхода по одному или нескольким видам сырья,
материалов, полуфабрикатов, топлива, энергии и других
297
материальных ресурсов, использование которых непосред-
ственно зависит от ее деятельности. Взаимные обязательства
администрации и хозрасчетной бригады, а также формы и
размеры ее поощрения отражаются в договоре между ними
или в трудовом паспорте бригады.
Бригаде, работающей в условиях подряда, в соответст!
вии с договором поручается выполнить определенный закон-
ченный объем работ установленного качества (выпуск го-
товой продукции, узла и т. п.). За ней закрепляются орудия
и средства труда, предоставляются необходимые производ-
ственные ресурсы, создаются условия для успешного выпол-
нения работы и, как правило, устанавливаются долгосроч-
ные нормативы определения средств на оплату труда. Кол-
лективу бригады гарантируется общая сумма заработной
платы при качественном выполнении в соответствии с до-
говором объема работ в заданные сроки независимо от того,
с какой численностью работников он выполнен. Бригада
имеет право предъявить претензии к администрации, если
невыполнение администрацией договорных обязательств
привело к невыполнению бригадой плановых показателей,
браку продукции, к перерасходу по сравнению с установ-
ленными нормами затрат труда, материалов, топлива, энер-
гии и т. д.
Оплата труда работников производственной бригады осу-
ществляется в соответствии с действующими тарифными
ставками (окладами), нормами труда, сдельными расцен-
ками и положениями об оплате труда и премировании. В це-
лях усиления материальной заинтересованности членов
бригады в общих итогах работы начисление им заработной
платы должно осуществляться на основе единого наряда
по конечным (коллективным) результатам работы бригады.
Сдельная оплата труда применяется в основном в сочета-
нии с премированием за выполнение и перевыполнение
установленных бригаде количественных и качественных
показателей производственного плана (задания) с учетом
прогрессивности применяемых норм труда.
Коллективный заработок между членами бригады рас-
пределяется в соответствии с присвоенными тарифными
разрядами и фактически отработанным временем. В целях
более полного учета индивидуального вклада каждого
работника в результате коллективного труда бригады по
решению его общего собрания при распределении надтариф-
ной части заработка (премия и др.) применяются коэффи-
циенты трудового участия (КТУ). На учащихся ПТУ, зак-
репленных за конкретными производственными бригадами,
298
с начала предвыпускной производственной практики рас-
пространяется с согласия этих бригад действующий в них
порядок распределения коллективного заработка с учетом
КТУ. Минимальный размер заработной платы членов бри-
гады не может быть ниже размера установленной им тариф-
ной ставки, должностного оклада за отработанное время,
за исключением случаев, предусмотренных трудовым зако-
нодательством (при невыполнении норм выработки, браке
продукции и простое по вине работника),
§ 86. ОСНОВНЫЕ ОБЯЗАННОСТИ И ПРАВА БРИГАДИРА
Основные обязанности бригадира как руководителя
бригады:
обеспечивать выполнение производственного плана (за-
дания), установленного бригаде, и планируемых технико-
экономических показателей;
обеспечивать слаженную и ритмичную работу бригады
на основе равномерной загрузки всех ее работников, взаи-
мопомощи и взаимозаменяемости, соблюдение в течение
смены режима труда и отдыха;
своевременно доводить производственные задания до
работников бригады и контролировать выполнение пору-
ченных работ;
обеспечивать соблюдение бригадой технологического
процесса, требований, предусмотренных в картах органи-
зации труда, инструкций но эксплуатации оборудования,
.правил по охране труда и технике безопасности;
проверять обеспеченность рабочих мест сырьем, мате-
риалами, инструментом, приспособлениями, технической
документацией, принимать необходимые меры по предупреж-
дению и ликвидации простоев, аварий, поломок оборудо-
вания, исправлению обнаруженных дефектов и недостат-
ков в работе;
активно участвовать во внедрении научной организа-
ции труда, совмещения профессий, многостаночного (мио-
гоагрегатного) обслуживания, внедрения других прогрес-
сивных форм организации и передовых методов труда,
повышения производительности труда и снижения себесто-
имости;
развивать и поддерживать инициативу рабочих бригады
по принятию личных производственных планов и социалис-
тических обязательств, снижению трудоемкости продукции;
осуществлять мероприятия, обеспечивающие внедре-
ние технически обоснованных норм трудовых затрат, вно-
299
сить с учетом мнения коллектива (совета) бригады предло-
жения по пересмотру норм труда, помогать членам брига
да осваивать новые нормы, разъяснять им условия оплаты
труда;
систематически повышать свое профессиональное мае-'
терство, идейно-политический и культурно-технический
уровень;
личным примером воспитывать у рабочих бригады ком-
мунистическое отношение к труду, бережливое отношение
в социалистической собственности;
совместно с профгрупоргом организовывать социалисти-
ческое соревнование в бригаде, укреплять трудовую и про-
изводственную дисциплину, всемерно способствовать повы-
шению квалификации и экономических знаний членов!
бригады, развитию наставничества, изобретательства и ра-
ционализации.
Бригадир как руководитель бригады имеет право:
принимать участие в разработке текущих, перспектив-
ных и встречных планов, а также социалистических обя-’
зательств бригады;
требовать от администрации своевременного обеспечения
всем необходимым для нормального хода производственно-
го процесса и выполнения установленного бригаде плана
(задания);
давать рабочим бригады необходимые указания по про-
изводству работ, имеющие для них обязательный характер,
требовать от них своевременного и качественного выпол-
нения порученных работ, соблюдения технологической
дисциплины, правил по охране труда и технике безопаснос-
ти, трудовой дисциплины и правил внутреннего трудового
распорядка;
предъявлять непосредственно или через мастера претен-
зии к смежным бригадам, по чьей вине срывается выполне-
ние плана (задания) бригады;
получать разъяснения администрации по трудовому за-
конодательству, нормированию и условиям оплаты труда,
начисленной заработной платы и другим вопросам, каса-
ющимся бригады;
вносить администрации предложения о совершенство-
вании организации работы бригады, ее структуры, увели-
чении сменности, улучшении технологии и условий труда.
Совет бригадиров и его функции. В целях содействия
развитию и повышению эффективности бригадной формы
организации и стимулирования труда, обмена-опытом про-
изводственной и воспитательной работы на предприятии в
ЗСО
производственной единице (цехе) создается совет бригади-
ров, который избирается общим собранием бригадиров (или
собранием председателей советов бригадиров цехов) и
является совещательным органом. Совет бригадиров орга-
низует свою работу в соответствии с положением, утвержда-
емым администрацией предприятия (цеха) и профсоюзным
комитетом. Возглавляет совет бригадиров один из самых
авторитетных бригадиров. Решение совета бригадиров пос-
ле утверждения соответствующим руководителем имеет
силу приказа (распоряжения).
Примерные функции, рекомендуемые для включения в
положение о совете бригадиров предприятия (цеха):
рассмотрение совместно с представителями соответству-
ющих служб предложений о создании новых и совершенст-
вовании действующих бригад, преобразовании их в бригады
нового типа, а также вопросов планирования и учета их
работы, организации, нормирования и оплаты труда в бри-
гадах, инженерного и материально-технического их обеспе-
чения и др.;
рассмотрение вопросов, связанных с выполнением уста-
новленных планов (заданий) и обеспечением слаженности в
работе бригад, оказание им помощи в улучшении работы,
участие в разработке предложений и мероприятий по повы-
шению эффективности производства и качества работы, со-
вершенствование организации и условий труда;
мобилизация бригадиров и коллективов бригад на все-
мерное повышение эффективности производства и качества
работы, изыскание резервов роста производительности тру-
да, экономии материальных и трудовых ресурсов;
обобщение и распространение передового опыта произ-
водственной и воспитательной работы в коллективах
бригад;
проведение работы по повышению роли коллективов (со-
ветов) бригад в укреплении трудовой дисциплины, соблюде-
нии правил внутреннего трудового распорядка, закрепле-
нии рабочих и бригадиров на производстве;
подготовка предложений, направленных па повышение
квалификации, профессионального мастерства, экономи-
ческих знаний и организаторских навыков бригадиров, уси-
ление их роли в управлении производством и коллективами
бригад;
содействие улучшению организации социалистического
соревнования между коллективами производственных бри-
гад, участие в подведении итогов соревнования, выдвиже-
ние победителей на звание «Лучшая бригада».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .... .................................................3
Глава 1.	Краткие сведения о сварке и резке	металлов	,	, , , *	5'
§ 1.	Сущность и классификация сварки	. ........	5
§ 2.	Основные виды сварки металлов . .....................  6
§ 3.	Газовая сварка и пайка металлов...................... 10
§ 4.	Классификация термической резки	металлов	и	сплавов	13
Глава П. Сварные соединения и швы ,,,,,,, ,,,,,,	14
§ 5.	Виды сварных соединений .	14
§ 6.	Ви-.ы сварных швов................................... 15
§ 7.	Обозначение сварных швов на чертежах и расчет свар-
ных соединений на прочность . ...........	19
Глава III. Технология газовой сварки ............ 21
§ 8.	Области применения и способы газовой сварки ....	21
§ 9.	Свойства кислорода и способы его получения , , , . .	24
§ 10.	Карбид кальция......................................26
§11.	Ацетилен и другие горючие газы .......... 27
§ 12.	Флюсы.............................................. 33
§ ‘3.	Сварочная проволока ... ........................... 35
§ 14.	Виды сварочного пламени	. . ......................  39
§ 15.	Способы газовой сварки............................. 44
§ 16.	Сборка изделий под сварку, сварка в различных прост-
ранственных положениях.........................  ,	46
§ 17.	Техника наложения сварных швов...................... 48
§ 18.	Сварка листового материала, труб и ремонтная сварка 50
§ 19.	Сварка сосудов и газопроводов . ..........	52
Глава IV. Оборудование и аппаратура для газовой сварки ...	55
§ 20.	Ацетиленовые генераторы ... ........ t . .	55
§ 21.	Предохранительные затворы и химические очистители 70
§ 22.	Баллоны для сжатых газов .	78
. § 23. Запорные вентили для баллонов с газами	83
4 § 24. Редукторы для сжатых газов........................  85
§ 25.	Газораспределительные рампы, рукава, трубопроводы 97
§ 26.	Сварочные горелки, их назначение и устройство ...	99
§ 27.	Правила обращения с горелками . ......... 111
Глава V. Деформации и напряжения при сварке ...............  113
§ 28.	Общие сведения о деформациях и напряжениях. ... 113
§29.	Причины возникновения деформаций и напряжений . . 115
§ 30.	Деформации и напряжения в стыковых и тавровых сое-
динениях ..........................................117
§ 31.	Методы борьбы с деформациями и напряжениями при
сварке ........................... ..................	118
302
Глава VI. Технология кислородной резки......................122
§ 32.	Основные сведения о технике резки , , . ..........122
§ 33.	Кислородная резка стали...........................126
§ 34.	Точность и качество резки.................... -  129
§ 35.	Особенности технологии резки различных профилей ме-
талла ................................................  131
§ 36.	Технология машинной резки . .	, . . , , . ... . 133
§ 37.	Поверхностная резка металлов....................  135
Гла&а VII. Аппаратура для кислородной резки.................138
§ 38.	Основные условия резки металлов	.	. .............138
§ 39.	Резаки для ручной резки...........................141
§ 40.	Керосинорезы......................................149
§ 41.	Вставные и специальные резаки	. ..................156
§ 42.	Правила обращения с резаками	.	  160
§ 43.	Машины для кислородной резки......................162
Глава VIII. Технология и аппаратура кислородно-флюсовой рез-
ки ........................................................ 175
§ 44.	Сущность процесса кислородно-флюсовой резки . ... 175
§ 45.	Аппаратура для кислородно-флюсовой резки..........178
§ 46.	Кислородно-Флюсовая резка высоколегированных си-
лен . . . . ‘...........................................187
§ 47.	Кислородно-флюсовая резка бетона и железобетона . 190
Глава IX. Плазменно-дуговая и другие виды термической резки 193
§ 48.	Сущность процесса и области применения............193
§ 49.	Кислородно-дуговая и воздушно-дуговая резка . . , 195
§ 50.	Плазменно-дуговая резка металлов..................197
§ 51.	Технология плазменно-дуговой резки................203
§ 52.	Подводная резка металлов....................... . . 206
Глава X. Основы металлургически:’ процессов при сварке . . . 210
§ 53.	Особенности металлургических процессов при сварке 210
§ 54.	Взаимодействие сварочной ванны с газами...........211
§ 55.	Металлургические процессы при газовой сварке. Кри-
сталлизация металла шва.................................214
§ 56.	Влияние нагрева сварочного пламени на структуру шва
и зону термического влияния......................  217
Глава XI. Сварка углеродистых и легированных сталей .... 219
§ 57.	Основные свойства углеродистых и легированных ста-
лей ..................................................  219
§ 58.	Свариваемость стали.............................  223
§ 59.	Сварка	углеродистых	сталей . . . .................227
§ 60.	Сварка	легированных	сталей .................228
Глава ХИ. Сварка чугуна . . , ,.............................233
§ 61.	Характеристика и классификация чугунов .	.... 233
§ 62.	Горячая сварка чугуна...........................  235
§ 63.	Сварка чугуна с местным подогревом................238
§ 64.	Холодная сварка чугуна .	.....................23J
Iлава XIII. Сварка цветных металлов и сплавов...............243
§ 65.	Сварка меди . .	.....................243
§ 66.	Сварка латуни...................................  247
303
$ 67.	Сварка	бронзы...................................249
§ 68.	Сварка	никеля..................................250
§ 69.	Сварка	свинца..................................251
§ 70.	Сварка	алюминия................................252
§ 71.	Сварка	магниевых сплавов....................   256
Глава XIV. Газовая наплавка и пайка .......................259
§ 72.	Общие сведения о наплавке . ,.....................259
§ 73.	Наплавка цветных металлов.........................259
§ 74.	Наплавка твердыми сплавами........................261
§ 75.	Нанка металлов....................................264
§ 76.	Применение роботов при сварке.....................266
Глава A'V. Дефекты сварных швов и их контроль.................268
§ 77.	Дефекты сварных соединений и причины их образова-
ния ...................................................  268
§ 78.	Контроль качества сварных швов и соединений ... 271
§ 79.	Радиационные методы контроля........................276
§ 80.	Правила аттестации сварщиков для допуска их к от-
ветственным работам......................................281
Глава XVI. Охрана труда и пожарная безопасность на предприя-
тии ......................................................... 283	,
§ 81.	Организация охраны труда на промышленных предпри-
ятиях .................................................  283
§ 82.	Элекгробезопасность................................286
§ 83	Основные правила безопасности труда при газовой свар-
ке и резке металлов .....................................289
§ 84.	Причины возникновения пожаров и основные сред-
ства пожаротушения.......................................293
Глава XVI1. Прогрессивные формы организации и стимулиро-
вания труда на предприятии...................................296
§ 85.	Бригадная форма организации труда................  296
§ 86.	Основные обязанности и права бригадира	299
Иван Иванович Соколов
ГАЗОЗАЯ СВАРКА
И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Заведующий редакцией Г. П. Стадаиченко. Редактор II. А. Цветкова. Младшие
редакторы 14. В. Захарова, О. В. Kaiкока. Художник А. И. Шавард. Художест-
венный редактор М. И. Чуринов. Технический редактор Е- И. Герасимова. Кор-
ректор Г. Н- Буханова
ИБ № 5626
Изд. № М-276. Сдано в набор 19.11.85. Подписано к печати 07.02.86. Т-05944.
Формат 84X1081/». Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая.
Объем 15.95 усл печ л. 16.17 усл - кр .-отт. 16,63 уч --изд. л. Тн раж 200 000 эка.
Заказ № 453 . Цена 55 коп.
Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Нсглинная ул., д. 29/14
Отпечатано с матриц Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Крас-
ного Знамени МПО «Первая Образцовая типография» имени А.’ Л. Жданова
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств,
полиграфии и книжном торговля. 113054. Москва, Валовая, 28 во Владимир-
ской типографии Союзяолиграфрромв” при Государственном комитете СССР по
делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 600000, г. Владимир, С)к-
Т5*5рьский проспект, д. 7.