Введение:
Методы газопламенной обработки металлов объединяют свы¬ше 30 технологических процессов (нижеприведенный рисунок). По своему техноло¬гическому назначению они могут быть подразделены на четыре основные группы: резка, соединение, нагрев и напыление мате¬риалов. Основой этих процессов является использование кон¬центрированного местного источника нагрева высокотемператур¬ным пламенем. К газопламенным методам примыкают процессы газоэлектрической, в том числе плазменной и газолазерной обра¬ботки, при которых теплоносителем служит газ, а источником нагрева - газовое пламя, плазменная дуга, лазерный луч и т.д.
Разработано высокопроизводительное автогенное оборудова¬ние, которое обеспечивает получение надежных и экономичных металлоконструкций, работающих при сложном нагружении в широком интервале температур и давлений. Газопламенная обработка повсеместно применяется во многих отраслях народного хозяйства и обладает неоспоримыми преимуществами по сравне¬нию с механической обработкой по производительности труда и капитальным затратам. Наиболее характерные области приме¬нения газовой сварки – это сварка стали малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов.
В последние годы внедрение этих процессов непрерывно расширяется. Совершенствуются оборудование и аппаратура для их использования. Современные установки и машины для термической резки и напыления материалов характеризуются высокой степенью автоматизации с использованием программного управ¬ления и микропроцессорной техники. Вместе с тем энергетические основы процессов, использующих газовое пламя для местного нагрева обрабатываемого материала, сохраняются прежними.
Газопламенная обработка преимущественно ведется с приме¬нением кислорода и горючих газов (ацетилена и его заменителей). Иногда используются смеси кислорода и паров горючих жидкостей (керосина или бензина). Применяемые при газопламенных процессах горючие газы и кислород подаются к месту работы в сжатом состоянии по газопроводам или в стальных баллонах. До сих пор широко используется выработка ацетилена в пере¬движных генераторах на месте производства работ.
Наиболее распространенными процессами газопламенной об¬работки являются газовая сварка и кислородная резка. Они со¬храняют свое значение для некоторых видов металлообработки, несмотря на успешное развитие электродуговых методов сварки и резки.
Газовая сварка широко используется при сварке стали ма¬лой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов. Кислородная резка применяется на поточно-механизированных линиях для вы¬сокопроизводительного раскроя листового проката в судострое¬нии, машиностроении и других отраслях металлообработки. Руч¬ная кислородная резка до сих пор повсеместно используется для разделки металла в цеховых условиях, при ремонте, монтаже и в строительстве
..........
Глава 2:
Газовая сварка — процесс получения неразъемного соедине¬ния с плавлением кромок соединяемых металлов и присадочного материала за счет теплоты пламени сжигаемых газов.
При сварке деталей из листового металла толщиной до 2 мм сварка ведется без присадочного металла за счет расплавления предварительно отбортованных кромок.
Метод газовой сварки прост, универсален, не требует доро¬гостоящего оборудования и используется в заводских (цеховых) условиях, а также при строительно-монтажных и ремонтных ра¬ботах во всех отраслях народного хозяйства.
Газовая сварка широко применяется для соединения низко- и среднеуглеродистых сталей толщиной до 3 мм; сварки стыков труб малого и среднего диаметра (до 600 мм); чугуна и цветных металлов различных марок и толщины.
Применять газовую сварку для соединений углеродистых ста¬лей толщиной свыше 3-4 мм возможно, но электродуговые мето¬ды более производительны. Использовать газовую сварку для из¬делий из высокопрочных и легированных сталей также возмож¬но, но и в этих случаях целесообразно применять различные спо¬собы дуговой сварки плавлением, в том числе аргонодуговую сварку, обеспечивающие более высокое качество соединения и про¬изводительность процесса.
Газовое (или сварочное) пламя — основной источник тепло¬ты при сварке и других процессах газопламенной обработки. Сварочное пламя образуется при сгорании смеси горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом.
Наиболее широко используется ацетилено-кислородное пла¬мя, хотя возможно применение и других горючих: пропан-бутана, природного газа, керосина и т. д.
Сварочное пламя состоит из трех зон (рис. 2.1). Первая зо¬на «А» - ядро пламени с ярко светящейся оболочкой, в наруж¬ном слое которой сгорают раскаленные частицы углерода, обра¬зующиеся при распаде ацетилена. Вторая зона — «В» — область неполного сгорания или восстановительная. Она хуже различима и состоит из оксида углерода и водорода, которые образуются на первой стадии горения ацетилена или горючего газа. Эти про¬дукты сгорания раскисляют расплавленный металл, отнимая кис¬лород от его оксидов. Третья зона «С» — зона полного сгорания (или факел) пламени, представляющий собой видимый объем светящихся газов, В этой зоне происходит полное сгорание про¬дуктов горения за счет кислорода окружающей среды.
Температура ацетилено-кислородного пламени (рис. 2.1, а) — наибольшая (3150°С), а температура метанокислородного пла¬мени всего 2100° С.
Нормальное пламя характеризуется отсутствием свободного кислорода и углерода во второй (восстановительной) зоне и достигается при подаче в горелку 1,1-1,2 объема кислорода на 1 объем ацетилена.
Нормальное пламя горючих газов-заменителей ацетилена в смеси с кислородом получается соответственно при соотноше¬нии природного газа к кислороду 1,5-1,6 (рис. 2.1, б) и пропан-бутана к кислороду 3,4-3,8 (рис. 2.1, в).
Окислительное пламя получается при подаче на 1 объем ацетилена более 1,3 объема кислорода. Такое пламя имеет более высокую температуру. Однако при сварке низкоуглеродистой стали избыток кислорода способствует окислению железа и металл шва получается пористым и хрупким.
Для получения качественного металла шва с хорошими ме¬ханическими свойствами необходимо сварку низкоуглеродистой стали вести с применением проволоки СВ08ГС и СВ12ГС, содержащей раскислители — марганец и кремний.
Науглероживающее пламя характеризуется избытком ацети¬лена или горючего газа, т. е. тогда, когда в горелку подается 0.95 и менее объема кислорода.
.........
К работе по газопламенной обработке, обслуживанию обо¬рудования и производства технического ацетилена допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующее медицин¬ское обследование, обучение, инструктаж и проверку знаний без¬опасности.
Все приступающие к сварке, наплавке, резке и пайке долж¬ны быть проинструктированы по технике безопасности и пожароопасности, в том числе о вредных факторах, образующихся при этих процессах, мерах предосторожности, средствах индиви¬дуальной защиты и личной гигиены. Проведенный инструктаж должен регистрироваться в специальном журнале.
Повторный инструктаж и проверка знаний по технике без¬опасности и производственной санитарии проводятся не реже од¬ного раза в квартал с отметкой в специальном журнале и лич¬ной карточке сварщика.
Вновь поступившие на работу рабочие, занимающиеся газо¬пламенной обработкой металлов и производством ацетилена, дол¬жны подвергаться медицинскому освидетельствованию, а затем периодическим осмотрам в соответствии с Инструкцией по про¬ведению обязательных и периодических медицинских осмотров рабочих и указаниям Министерства здравоохранения РФ.
Ремонт и испытания аппаратуры для газопламенной обра¬ботки металлов должны производить специально назначенные администрацией лица, прошедшие соответствующую подготовку.
Требования безопасности при газопламенных работах. Газо¬пламенные работы (сварка, резка, строжка, выплавка пороков металла, нагрев изделий и др.) должны производиться на рас¬стоянии не менее 10 м от передвижных генераторов, 5 м – от баллонов и бачков с жидким горючим, 1,5 м – от газопроводов и газоразборных постов. В случае направления пламени и искр в сторону источников питания должны быть приняты меры по защите их от искр или воздействия теплоты пламени путем уста¬новки металлических ширм.
Перед началом работ необходимо проверить исправность ис¬пользуемой аппаратуры, передвижного ацетиленового генератора, баллонов и рукавов и герметичность разъемных соединений, а также исправность пломб на затворах «сухого» типа и редукто¬рах. При работе от газоразборного поста следует убедиться в работоспособности защитного устройства и проверить уровень залитой жидкости по контрольному крану на жидкостном за¬творе. Вблизи рабочего места сварщика должен находиться со¬суд с чистой водой для охлаждения горелки. При перегреве го¬релки работа должна быть остановлена.
По окончании работ следует перекрыть вентили на балло¬нах или в газоразборном шкафу, вывернуть регулировочный винт редуктора, открыть вентиль на горелке (резаке), привести в по¬рядок рабочее место и убрать оборудование в специально отве¬денное место.
Запрещается:
эксплуатировать аппаратуру собственного изготовления, не согласованную с ВНИИавтогенмаш;
проводить газопламенные работы при нарушении герметич¬ности соединений и рукавов;
работать без спецодежды и средств индивидуальной защиты, в замасленной одежде, использовать замасленную ветошь и ин¬струмент;
использовать кислород для очистки одежды от пыли;
выполнять газопламенные работы при отсутствии средств по¬жаротушения;
курить при работе с передвижным ацетиленовым генерато¬ром, карбидом кальция, жидким горючим;
ремонтировать горелки и другую аппаратуру на рабочем месте.
Производство работ по газовой сварке и резке на монтаже. Эти работы выполняют в соответ¬ствии с проектом производства работ, в котором предусматри¬ваются безопасные способы транспортирования и подачи к мес¬ту производства газопламенных работ оборудования, аппарату¬ры, баллонов с газами. Места производства работ должны быть ограждены и снабжены знаками безопасности.
..............