2022_СМ_Конспект лекций_Иванова ИВ. Лекция 1. Неплавящиеся электроды для дуговой сварки общие сведения о неплавящихся электродах

• Название: Лекция 1. Неплавящиеся электроды для дуговой сварки общие сведения о неплавящихся электродах
• Дата: 13.04.2023
• Размер: 1.75 Mb.
• Имя файла: 2022_СМ_Конспект лекций_Иванова ИВ.doc
• Тип: Лекция; #1060198
• страница: 11 из 11

Таблица 5.2

Области предпочтительного применения горючих газов

Виды газопламенной обработки и обрабатываемые материалы	Ацетилен	Водород	Метан	Природный газ	Пропан	Бутан	Смесь пропана с бутаном	Коксовый газ	Нефтяной газ	Бензин	Керосин
Сварка тонколистовой стали, чугуна, меди, алюминия и их сплавов	+				+		+
Сварка свинца, стекла		+						+	+
Пайка с газопламенным нагревом	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Поверхностная закалка	+				+		+	+	+	+	+
Напыление легкоплавких материалов			+	+	+		+
Нагрев при правке, гибке	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

5.5. Карбид кальция

Карбид кальция - это твердое вещество темно-серого или коричневого цвета (в зависимости от наличия и количества примесей) плотностью 2,26... 2,4 г/см³. Карбид кальция получают в электрических печах сплавлением извести и кокса по следующей реакции:

СаО + ЗС = СаС₂ + СО.

В Институте электросварки им. Е.О. Патона разработан способ электрошлаковой выплавки карбида кальция, который удешевляет процесс и улучшает чистоту получаемого продукта.

В техническом карбиде кальция содержится до 90 % чистого карбида, остальное - известь и другие примеси. Остывший карбид кальция дробят и сортируют на куски размерами 2 - 8, 8 - 15, 15 - 25 и 25 - 80 мм. Частиц размером менее 2 мм (пыли) в техническом карбиде должно быть не более 3%. Чем крупнее куски, тем больше выход ацетилена. В среднем из 1 кг СаС₂ получают 250...280 дм³ ацетилена (таблица 5.3).

Таблица 5.3

Нормы выхода ацетилена в зависимости от размеров кусков карбида кальция (по ГОСТ 1460-76)

Размеры кусков карбида кальция, мм	Норма выхода ацетилена, дм3/час
	1-й сорт	2-й сорт
2 – 8 8 – 15 15 – 25 25 – 80 смешанные размеры	255 265 275 285 275	235 245 255 265 265

Потребителям карбид кальция доставляют в герметичных барабанах из кровельного железа или в бидонах вместимостью 80... 120 кг. При хранении карбид кальция надо оберегать от влаги, которую он активно поглощает из воздуха, образуя ацетилен.

Чем меньше размеры кусков карбида кальция, тем быстрее происходит его разложение. Карбидная пыль, смоченная водой, разлагается почти мгновенно, поэтому ее нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция, так как это может вызвать вспышку и даже взрыв ацетилена в генераторе. Для разложения карбидной пыли применяют генераторы специальной конструкции. Применяют также «сухой» способ разложения карбида кальция. Поэтому способу на 1 кг мелко раздробленного карбида кальция в генератор подают от 1 до 1,2 дм³ воды. Часть этой воды идет на реакцию разложения, а остаток ее испаряется, на что расходуется, основное количество тепла, выделяющегося при разложении карбида кальция. В результате этого процесса гашеная известь получается в виде сухой пушонки, удаление и транспортировка которой обходятся дешевле.
5.6. Инертные защитные газы

Химически инертные газы не взаимодействуют с нагретым и жидким металлом и практически не растворяются в сварочной ванне. Поэтому одним из широко распространенных способов сварки является сварка в атмосфере инертных газов. Защиту сварочной ванны можно осуществить либо струей защитного газа, либо сваркой в специальных камерах.

К химически инертным газам, используемым при сварке, относятся аргон и гелий. Аргон в основном получают из воздуха методом ректификации в разделительных колонках, т.к. объемное содержание аргона в воздухе 0,9325%. Гелий добывается из природных газов посредством их сжижения после предварительной очистки от примесей.

Аргон - газообразный чистый поставляется по ГОСТ 10157-79 двух сортов:

- высший сорт - содержание аргона не менее 99,993%;

- первый сорт – содержание аргона не менее 99,987%.

В чистом аргоне в качестве примесей остаются небольшие количества азота, кислорода и влаги.

Аргон высшего сорта предназначен для сварки химически активных металлов и сплавов на их основе (Ti, Zr, ниобий и т.п.). Аргон первого сорта применяется при сварке неплавящимся электродом алюминия и магния, а также нержавеющих сталей.

Гелий газообразный чистый поставляется по техническим условиям ТУ 51-689-79 двух сортов:

- гелий особой частоты - содержание гелия не менее 99,995 %;

- гелий высокой частоты - гелий не менее 99,985%.

В составе гелия в качестве примесей находится в небольшом количестве CO₂, CO, CH₄ и другие углеводороды.

При применении гелия в качестве защитного газа проплавляющая способность дуги резко увеличивается. Поэтому целесообразно применять гелий там, где необходима меньшая ширина и большая глубина проплавляемого шва.

Аргон и гелий хранятся и транспортируются в газообразном виде в стальных баллонах (водяной емкостью 40 л) под давлением 15 МПа. Баллоны для аргона окрашены в серый цвет, надпись зеленого цвета ("Аргон чистый"). Баллоны для гелия - цвет коричневый, надпись белого цвета (Гелий"). Часть верхней сферы баллона не окрашивается и на ней выбивают паспортные данные баллона.
5.7. Активные защитные газы

Активные защитные газы защищают зону сварки от воздуха, но сами либо растворяются в жидком металле, либо вступают с ним в химическое взаимодействие. Наиболее распространенным защитным газом является углекислый газ - "СО₂".

При применении углекислого газа, сварочная проволока должна содержать дополнительное количество легирующих элементов. Наиболее широко применяется сварочная проволока Св-08Г2С, которая в своем составе содержит кремний и марганец.

Иногда в углекислый газ добавляется небольшое количество кислорода (2 - 5%). В этом случае уменьшается разбрызгивание и улучшается формирование металла шва.

Плотность углекислого газа в 1,5 раза больше плотности воздуха, что позволяет обеспечивать защиту расплавленного металла от воздуха.

Углекислый газ имеет следующие особенности:

- при повышении давления превращается в жидкость;

- при охлаждении без давления переходит в твердое состояние — сухой лед;

- сухой лед при повышении температуры переходит непосредственно в газ, минуя жидкое состояние.

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050-85 трех сортов:

- высшего сорта – содержание СО₂ 99,8%

- 1-го сорта - содержание СО₂ 99,5%

- 2-го сорта - содержание СО₂ 98,8%

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах или цистернах большой емкостью в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов.

При испарении 1 кг жидкой углекислоты при 0°С и 101,3 кПа образуется 506,8 л газа.

В баллоне водяной емкостью 40 литров под давлением 20 МПа содержится 25 кг жидкого СО₂, дающего при испарении 12,5 м³ газа при нормальном давлении. Баллоны для СО₂ окрашиваются в черный цвет, надпись желтого цвета «Углекислота».

В промышленности углекислый газ получают тремя способами:

- при действии серной кислоты на мел или обжиг известняка;

- сжиганием кокса в специальных топках;

- из дымовых газов обычных котельных установок.


Список используемой литературы:
1. Петров. Г.А. Сварочные материалы. Л.: Машиностроение, 1972

2. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. – М., Машиностроение, 1966. – 360 с.

3. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. – М.: Машиностроение, 1979 – Т.4/ Под ред. Ю.Н. Зорина. 1979. 512 с.

4. Сварка и свариваемые материалы: В 3-хт. Т 2. Технология и оборудование. Справочное издание /Под. ред. В.М. Ямпольского. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 1998. – 574 с.