Сварка Справочник

Газопламенные процессы нагрева и пайки

Газопламенный нагрев используется при поверхностной закалке, правке и очищении металлов. При поверхностной закалке глубина закаленного слоя составляет 1,5…3 мм, что достаточно для повышения износостойкости и усталостной прочности детали. В зависимости от конфигурации и размеров детали, требований к свойствам поверхностного слоя используют прерывистый или непрерывный способ. Критерием восприимчивости материалов к этому виду термообработки является содержание углерода и легирующих элементов: для углеродистых сталей содержание углерода находится в пределах 0,35…0,75 %; для серого чугуна общее содержание углерода — 3,3 %, связанного — не менее 0,4 %; содержание кремния — не более 2 %; для легированного чугуна содержание никеля — 1…2 %, хрома, молибдена, ванадия — не более 0,75 %. Режим поверхностной закалки приведен в табл. 21.

Таблица 21. Параметры режима непрерывно-последовательной поверхностной закалки

Вид термической

обработки

На 1 см ширины закалкиРасстояние, мм, междуСкорость

закалки,

мм/мин

Мощность

пламени,

л/ч

Расход

воды,

л/мин

Расход

воздуха,

м3

пламенем

и струей

воздуха

струей

воздуха

и воды

Закалка на мартенсит5000,4…0,870…150
Закалка на троостит и сорбит *5000,41,512…1510…2070…150

* Глубина закаливаемого слоя 2,4…4 мм, твердость — НВ 350…400.

Закалка выполняется только механизированным способом горелками типа ГЗ, форма наконечников мундштуков должна соответствовать конфигурации закаливаемой поверхности детали; ширина активной зоны должна быть в пределах 45…110 мм, сами горелки комплектуются сменными устройствами для получения закаленного слоя различной глубины и твердости.

Газопламенную обработку металла применяют для его правки после сварки путем локального концентрированного нагрева и быстрого его охлаждения, вследствие чего в изделии возникают усилия, достаточные для уменьшения или исправления дефекта. Нагрев ведут с выгнутой стороны деформированной поверхности с использованием универсальных или специализированных горелок (табл. 22). Сначала выбирают участки и определяют ширину зоны нагрева, составляющую 0,5…2 толщины листа, а в случае правки валов — 0,2…0,5 диаметра и нагревают до температуры 250…650 °С в зависимости от величины прогиба, однако во всех случаях температура не должна превышать этот показатель начала структурных превращений в металле.

Таблица 22. Технические характеристики и назначение специализированных горелок инжекторного типа для пайки, нагрева и поверхностной обработки

Тип и назначениеРабочие газыДавление газа, МПаРасход газа, л/чНомера наконечников в комплектеОсобенности и области применения
ГВП-5,

пайка,

нагрев

Пропан, бутанНе менее 0,00130…6001, 2, 3Подача воздуха — принудительная от компрессора или магистрали. Наконечники с цилиндрической стабилизацией горения пламени с температурой до 1600 °С. Ручная пайка стальных деталей с толщиной стенки до 2 мм припоями с температурой плавления до 600 °С, а также деталей толщиной до 20 мм припоями с температурой плавления до 400 °С. Механизированная очистка деталей, нагрев пластмассовых изделий, сушка литейных форм
Природный газНе менее 0,00175…1200
ВоздухНе более

0,5

850…6000
ГВ-1,

нагрев

Пропан,

бутан

Не менее

0,1…0,15

670…17001, 2, 3Подача воздуха из атмосферы путем подсоса.

Корпус — одновентильный, наконечники

с цилиндрической стабилизацией пламени. Нагрев металлических и неметаллических материалов до 300 °С. Нагрев трубопроводов, тюбингов, других элементов при их покрытии битумом, рубероида при его приклеивании к бетонным поверхностям, нанесения гидроизоляции

ГАО-3,

пламенная

очистка

поверхности

Ацетилен

Кислород

Не менее

0,01…0,4

2000…22001Ствол горелки ГЗ-03, наконечник с линейным многосопловым мундштуком шириной 110 мм.

Очистка ржавчины, окалины, старой краски с поверхности металлоконструкций

Конкретные типичные примеры термической правки часто встречающихся деформационных дефектов металлоконструкций приведены в табл. 23.

Таблица 23. Примеры термической правки различных деталей

Выпрямляемые элементыЭскиз

_______________________________

Характер выполняемых работ
Листы, имеющие общий прогиб по всей длинеПравка листов, деформированных при транспортировке, механической обработке, газовой резке и при изготовлении конструкций
Листы, имеющие местные деформации в средней частиУстранение местных прогибов, вмятин, выпуклостей, образовавшихся от механических воздействий или местного нагрева
Листы, имеющие местные деформацииПравка местных вмятин, выпуклостей, волнистости кромок листов, образовавшихся от механического воздействия, резки, местного нагрева
Плоские днища и круглые задвижки из листа различной толщиныПравка заготовок плоских днищ и различных заготовок круглой и овальной форм, вырезанных из листов, от деформаций, возникших при кислородной резке, нагреве, механических воздействиях
Фланцы, вырезанные из листаУстранение деформаций фланцев и заготовок под фланцы, возникших при кислородной резке, штамповке или механической обработке
Двутавровые балки и швеллеры, изогнутые в горизонтальной плоскостиПравка местных прогибов в двутавровых балках и швеллерах, возникших в результате механических воздействий, нагрева, сварки
Двутавровые балки и швеллеры, изогнутые в вертикальной плоскостиУстранение местных прогибов в двутавровых балках и швеллерах, возникших в результате механического воздействия, нагрева, сварки
Сварные двутавровые балкиУстранение прогибов верхних и нижних горизонтальных листов в сварных балках, образовавшихся в процессе сварки
Угольники разных размеровУстранение местных прогибов в угольниках
Шатун эксцентрикового прессаУстранение поводки сварного шатуна эксцентрикового пресса
Коленчатый валУстранение поводки вала путем нагрева части щеки

При газопламенной очистке вследствие быстрого нагрева поверхностного слоя окалина отслаивается, ржавчина обезвоживается, а краска сгорает без особого перегрева основного металла. Процесс ведут горелками особого типа ГАО (табл. 22) с использованием жесткого окислительного пламени, угол наклона горелки к поверхности — 40…60°, скорость перемещения — 0,5…1 м/мин, которое выполняется «на себя». Мундштук горелки располагается под углом 30° в направлении движения для перекрытия каждого предыдущего слоя последующим на 15…20 мм. Производительность труда составляет 20 м2/час при расходе ацетилена от 0,1 до 0,4 м3 на 1 м2 обрабатываемой поверхности.

При газопламенной пайке в соответствии с ГОСТ 17325-79 при высокотемпературной пайке применяют припой с температурой пайки выше 550 оС, а при низкотемпературной — ниже 550 оС. Для низкотемпературной пайки и лужения жести и стали используют припой ПОСС 4-6 с флюсами, в состав которых входят 25…30 % хлористого цинка, 5…20 % хлористого аммония, 50…70 % воды или насыщенный раствор хлористого цинка в соляной кислоте: 85 % хлористого цинка, 10 % хлористого аммония, 5 % хлористого натрия. Высокотемпературную пайку сталей и цветных металлов осуществляют с использованием припоев и флюсов (табл. 24 и 25). При пайке в основном применяют соединения внахлестку. Прочность паяных швов зависит от площади спая и величины зазора между деталями, который выбирается минимальным.

Таблица 24. Припои для высокотемпературной пайки

Марка или составОбласть примененияПримечание
Серебряные припои
ПСр-10Пайка деталей, подвергающихся последующему нагреву до 800 °С
ПСр-12Пайка меди и латуни с содержанием 58 % меди
ПСр-25Пайка мелких деталейДля деталей, требующих чистоты места спая и высоких пластических свойств
ПСр-45Пайка ответственных медных и бронзовых деталейДля деталей, требующих сохранения высокой электропроводности и пластичности спая
ПСр-65Пайка ленточных пил
ПСр-70Пайка токоведущих частей
Медно-цинковые припои
ПМц-36Пайка латуни Л59 и ЛС58-1; легированных латуней
ПМц-48Пайка латуни Л62
ПМц-54, Л62Пайка меди, бронзы, стали
ЛОК62-06-04Пайка деталей из стали и чугуна
Л63, Л68Пайка углеродистых сталей и меди
МЦН 48-10, ЛК62-50, ЛОК59-1-03Пайка серого чугуна
Медно-фосфористые припои
ПМФОПр6-4-0,03Пайка меди и ее сплавовЗаменитель припоев на основе серебра типа ПСр-40 и др.
Кремнемедноалюминиевые припои
Кремний 6 %

Медь 28 %

Алюминий 66 %

№34

Для пайки алюминия и его сплавовПаяные швы обладают удовлетворительной стойкостью против коррозии

Таблица 25. Флюсы для высокотемпературной пайки

Состав или маркаОбласть примененияПримечание
100 % буры (кристаллической или плавленой)Пайка меди, латуни, бронзы, стали, чугунаПрипои медноцинковые и серебряные
№7То жеТо же
№209Пайка конструкционных нержавеющих и жаропрочных сталей
№284Пайка стали, никелевых и медных сплавовПрипои серебряные
40 % буры, 40 % борной кислоты, 20 % содыПайка латуни и меди
50…60 % борной кислоты, 20…25 % углекислого лития, 20…25 % углекислого натрияПайка чугунаПрипои латунные
45…55 % калия фтористо-водородного, 55…45 % борной кислотыПайка сверхтвердых сплавов и высокоуглеродистой инструментальной стали
60…80 % борной кислоты, 5…25 % буры, 4…10 % фтористого калия, 2…8 % фторбората калия, 1…5 % фтористый литийПайка меди с нержавеющей стальюФлюс в виде пасты при нагревании и растворении солей в воде в отношении 4:1
15…20 % буры, 5…15 % хлористоого олова, 10…50 % фтористого кальция, 5…50 % жидкого стекла, 10 % борной кислоты, 525 мл водыПайка меди и ее сплавовФлюс в виде пасты при смешении смеси с порошком припоя
50 % буры плавленой, 50 % борной кислотыПайка нержавеющей сталиФлюс в виде пасты на растворе хлористого цинка
№34Пайка алюминия
8…10 % фтористого натрия, 10…15 % хлористого бария, 15…20 % хлористого натрия, 30…40 % хлористого цинка, хлористый кальций — остальноеПайка алюминиевого литьяДля заделывании трещин

Так, при использовании серебряного припоя ширина зазора остается 0,03…0,12 мм, медно-цинкового — 0,12 мм, оловянно-свинцового — 0,05… 0,12 мм. Процесс высокотемпературной пайки выполняется нормальным пламенем с помощью горелок (см. табл. 22). Мощность пламени по ацетилену составляет не более 70 л/ч на 1 мм нержавеющей стали. Детали нагревают факелом пламени, при пайке разнородных или разнотолщинных металлов факел направляют на деталь с большей толщиной или теплопроводностью. Диаметр или толщину припоя выбирают из расчета, чтобы толщина припоя была не более чем в 3 раза толще самой тонкой из соединяемых деталей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *