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 закалки Расстояние, мм, между Скорость

закалки,

мм/мин

Мощность

пламени,

л/ч

Расход

воды,

л/мин

Расход

воздуха,

м3

пламенем

и струей

воздуха

струей

воздуха

и воды

Закалка на мартенсит 500 0,4…0,8 70…150
Закалка на троостит и сорбит * 500 0,4 1,5 12…15 10…20 70…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 назначение Рабочие газы Давление газа, МПа Расход газа, л/ч Номера наконечников в комплекте Особенности и области применения
ГВП-5,

пайка,

нагрев

Пропан, бутан Не менее 0,001 30…600 1, 2, 3 Подача 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 газ Не менее 0,001 75…1200
Воздух Не более

0,5

850…6000
ГВ-1,

нагрев

Пропан,

бутан

Не менее

0,1…0,15

670…1700 1, 2, 3 Подача 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…2200 1 Ствол 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 элементы Эскиз

_______________________________

Характер выполняемых работ
Листы, имеющие общий прогиб по всей длине Правка листов, деформированных при транспортировке, механической обработке, газовой резке и при изготовлении конструкций
Листы, имеющие местные деформации в средней части Устранение местных прогибов, вмятин, выпуклостей, образовавшихся от механических воздействий или местного нагрева
Листы, имеющие местные деформации Правка местных вмятин, выпуклостей, волнистости кромок листов, образовавшихся от механического воздействия, резки, местного нагрева
Плоские днища и круглые задвижки из листа различной толщины Правка 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 листа Устранение деформаций фланцев и заготовок под фланцы, возникших при кислородной резке, штамповке или механической обработке
Двутавровые балки и швеллеры, изогнутые в горизонтальной плоскости Правка местных прогибов в двутавровых балках и швеллерах, возникших в результате механических воздействий, нагрева, сварки
Двутавровые балки и швеллеры, изогнутые в вертикальной плоскости Устранение местных прогибов в двутавровых балках и швеллерах, возникших в результате механического воздействия, нагрева, сварки
Сварные двутавровые балки Устранение прогибов верхних и нижних горизонтальных листов в сварных балках, образовавшихся в процессе сварки
Угольники разных размеров Устранение местных прогибов в угольниках
Шатун эксцентрикового пресса Устранение поводки сварного шатуна эксцентрикового пресса
Коленчатый вал Устранение 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 состав Область применения Примечание
Серебряные припои
ПСр-10 Пайка деталей, подвергающихся последующему нагреву до 800 °С
ПСр-12 Пайка меди и латуни с содержанием 58 % меди
ПСр-25 Пайка мелких деталей Для деталей, требующих чистоты места спая и высоких пластических свойств
ПСр-45 Пайка ответственных медных и бронзовых деталей Для деталей, требующих сохранения высокой электропроводности и пластичности спая
ПСр-65 Пайка ленточных пил
ПСр-70 Пайка токоведущих частей
Медно-цинковые припои
ПМц-36 Пайка латуни Л59 и ЛС58-1; легированных латуней
ПМц-48 Пайка латуни Л62
ПМц-54, Л62 Пайка меди, бронзы, стали
ЛОК62-06-04 Пайка деталей из стали и чугуна
Л63, Л68 Пайка углеродистых сталей и меди
МЦН 48-10, ЛК62-50, ЛОК59-1-03 Пайка серого чугуна
Медно-фосфористые припои
ПМФОПр6-4-0,03 Пайка меди и ее сплавов Заменитель припоев на основе серебра типа ПСр-40 и др.
Кремнемедноалюминиевые припои
Кремний 6 %

Медь 28 %

Алюминий 66 %

№34

Для пайки алюминия и его сплавов Паяные швы обладают удовлетворительной стойкостью против коррозии

Таблица 25. Флюсы для высокотемпературной пайки

Состав или марка Область применения Примечание
100 % буры (кристаллической или плавленой) Пайка меди, латуни, бронзы, стали, чугуна Припои медноцинковые и серебряные
№7 То же То же
№209 Пайка конструкционных нержавеющих и жаропрочных сталей
№284 Пайка стали, никелевых и медных сплавов Припои серебряные
40 % буры, 40 % борной кислоты, 20 % соды Пайка латуни и меди
50…60 % борной кислоты, 20…25 % углекислого лития, 20…25 % углекислого натрия Пайка чугуна Припои латунные
45…55 % калия фтористо-водородного, 55…45 % борной кислоты Пайка сверхтвердых сплавов и высокоуглеродистой инструментальной стали
60…80 % борной кислоты, 5…25 % буры, 4…10 % фтористого калия, 2…8 % фторбората калия, 1…5 % фтористый литий Пайка меди с нержавеющей сталью Флюс 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 воды Пайка меди и ее сплавов Флюс в виде пасты при смешении смеси с порошком припоя
50 % буры плавленой, 50 % борной кислоты Пайка нержавеющей стали Флюс в виде пасты на растворе хлористого цинка
№34 Пайка алюминия
8…10 % фтористого натрия, 10…15 % хлористого бария, 15…20 % хлористого натрия, 30…40 % хлористого цинка, хлористый кальций — остальное Пайка алюминиевого литья Для 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 *