Газопрессовая сварка Выполнил студент 1 курса Группы СП-14

Газопрессовая сварка. Выполнил студент 1 курса Группы: СП-14 -9 -1 Тепышев Сергей

Особым видом газовой сварки является газопрессовая сварка. При газопрессовой сварки металл нагревается сварочным ацетилено-кислородным пламенем. Для того чтобы это пламя не вызывало значительного расплавления металла, как при обычной сварке плавлением, нагрев рассредоточивается, вместо одного мощного пламени применяют большое количество малых пламен, распределенных по значительной поверхности. Специальные многопламенные горелки с десятками и сотнями пламен имеют малые диаметры выходных каналов (0, 5— 0, 8 мм) и незначительный часовой расход ацетилена (40— 100 л) для каждого пламени. Расстояние между осями соседних пламен составляет всего несколько миллиметров. Применение большого числа малых пламен, помимо равномерности нагрева, обеспечивает высокий тепловой к. п. д. процесса.

Рис. 1. Горелка для газопрессовой сварки труб: 1 — горелка; 2 — труба; 3 — огни горелки Газопрессовая сварка находит применение для стыков стальных трубопроводов для газа, нефти и т. п. диаметром 50— 600 мм. Горелка для сварки трубопровода имеет кольцевую форму и состоит из двух одинаковых половин, соединенных шарнирно. При смыкании полуколец горелки охватывается вся окружность сечения трубы, при раскрывании полуколец можно снять горелку с трубы или надеть на нее. Каждое полукольцо работает, независимо от другого полукольца. На каждом полукольце с внутренней стороны помещаются мундштуки для выхода горючей ацетиленокислородной смеси. Расстояние между осями мундштуков около 6 мм, оси каналов мундштуков направлены радиально к центру кольца (рис. 1). Горелка получает горючую смесь, заготовляемую в отдельных вынесенных из горелки камерах смешения, по одной на каждое полукольцо.

Горелка весьма интенсивно нагревает стык соединяемых труб и быстро доводит металл стыка до сварочного жара и перехода в пластическое состояние, позволяющее производить осадку. Это позволяет получать газопрессовой сварки стыки труб большого диаметра со значительной скоростью. Таким образом, чистое время нагрева трубы с толщиной стенки 6 мм будет около 1 мин независимо от диаметра трубы. Большое техническое преимущество газопрессовой сварки трубных стыков в том, что нет необходимости поворачивать трубы в процессе сварки. При хорошей организации работы и точной калибровке и обрезке концов труб полное время сварки трубного стыка может быть доведено до 3— 5 мин, что при высоком качестве и прочности стыка, выполненного газопрессовой сваркой, делает этот метод рациональным при сооружении трубопроводов для газа, нефтепродуктов и др.

Рис. 2. Газопрессовая установка для сварки труб. Устройство для газопрессовой сварки стыков трубопровода представляет собой сложный механизированный и автоматизированный самоходный агрегат — комбайн, самостоятельно перемещающийся вдоль трубопровода (рис. 2). Все необходимое оборудование размещается на гусеничном тракторе. На прицепе к трактору помещены мощный ацетиленовый генератор среднего Давления и батарея кислородных баллонов. Работу по сварке труб выполняют две бригады: сборочно-центровочная и сварочная. Перед сваркой стыкуемые кромки зачищаются до металлического блеска, на концах труб делается небольшой скос кромок, образующий при сборке угол раскрытия, равный, в зависимости от толщины стенки, 12— 25°. Сварочная головка подвешена на тросе и перемещается подъемной стрелой трактора. Головка состоит из гидравлического сварочного пресса и сварочной горелки. Гидравлический пресс состоит из двух прочных стальных колец, каждое из которых, в свою очередь, состоит из двух полуколец, соединенных шарнирно четырьмя стальными стержнями, являющимися штоками горизонтальных гидравлических цилиндров, производящих перемещение колец в осевом направлении, т. е. осадку. Кроме того, каждое кольцо имеет вертикальный гидравлический цилиндр, выдвигающий из тела кольца радиальные рифленые кулачки, которые производят зажатие трубы. Между кольцами пресса помещается кольцевая многопламенная сварочная горелка.

Рис. 3. Кромки концов труб в процессе газопрессовой сварки: 1 — сборка; 2 — предварительная осадка (малое давление); з — окончательная осадка (большое давление), начало; 4 — то же конец Когда концы труб сомкнуты и сцентрированы центровочной бригадой, на стык надевают сварочную головку и закрепляют так, чтобы средняя плоскость горелки совпала со средней плоскостью стыка. После того как достигнута правильная установка горелки, сварщик подает сигнал трактористу о подаче масла в цилиндры зажатия пресса, которые плотно зажимают стык труб радиальными стальными кулачками с рифленой поверхностью, выдвигающимися из тела кольца. После заполнения металлом разделки кромок разогревают металл по обе стороны стыка; для этого посредством управляющего рычага от руки горелке сообщают колебания на 10 мм от оси стыка в обе стороны. Через несколько десятков секунд стык и прилегающая зона прогреваются и тракторист по сигналу сварщика подает масло высокого давления (до 30— 50 am) в цилиндры осадки пресса; осадочное давление на стыке возрастает до 3— 3, 5 к. Г/мм 2 сечения металла трубы, в результате происходят значительная пластическая деформация металла и осадка стыка примерно на 10 мм. Процесс осадки длится около 5 сек; сварщик в это время продолжает разогрев металла колебательными движениями горелки. По окончании осадки горелку отводят в сторону и тушат. Для некоторого охлаждения стыка и увеличения его механической прочности сваренный стык выдерживается 5— 10 сек в прессе под давлением. На этом процесс сварки заканчивается.

При небольших толщинах металла возможна газопрессовая сварка оплавлением с направлением пламени приблизительно параллельно поверхности стыка; такой метод может быть назван «комбинированной» . Комбинированная газопрессовая сварка дает хорошие результаты, например, при сварке встык стальных листов толщиной 1, 5— 8 мм. На (рис. 4). схематически изображены три разновидности газопрессовой сварки. Перспективной является также газопрессовая сварка железнодорожных рельсовых стыков. Существует видоизмененный способ газопрессовой сварки. При обычном способе газопрессовой сварки производится нагрев боковой поверхности металла, а свариваемое сечение не подвергается действию газового пламени. В измененном способе нагревающее газовое пламя действует непосредственно на поверхность свариваемого сечения. Рис. 4. Способы газопрессовой сварки: а — с односторонними горелками; б — с двусторонними горелками; 1 — сварка без оплавления с боковым нагревом; 2 и 3 — комбинированная сварка; 4 и 5 — сварка оплавлением с торцовым нагревом. Если обычный способ назвать «боковой газопрессовой сваркой» , то такой способ может быть назван «торцовой газопрессовой сваркой» . При торцовой сварке отверстия для горючей смеси и пламена распределяют равномерно по всему сечению сварки, горелку изготовляют двусторонней. Непосредственное действие пламени на торцовую поверхность стыка вызывает оплавление металла. Жидкий металл должен быть удален из стыка выдавливанием в процессе осадки.