Home » Misc » Какой газ при соединении с кислородом обеспечивает наибольшую температуру пламени

Какой газ при соединении с кислородом обеспечивает наибольшую температуру пламени


Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень

БИЛЕТ  №  12

ВОПРОС 1

Какие признаки  наиболее полно отражают сущность газокислородной резки?

1. Металл расплавляется и удаляется из зоны реза  динамическим действием факела.

2. Металл окисляется, расплавляется и удаляется из зоны реза динамическим действием факела.

3. Металл выжигается и в виде паров газа удаляется из зоны реза за счет высокой температуры факела.

ВОПРОС  2

К какому классу сталей относятся сварочные проволоки  Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-08АА, Св-18ХГС?

1. Низкоуглеродистому.

2. Легированному.

3. Высоколегированному

ВОПРОС 3

Какие стали относятся к  кремнемаргацовистым сталям?

1.  15Х2НМФА, 16ГНМА, 20ХМА.

2.  10ХСНД, 10ХН1М, 12МХ.

3.  15ГС,   20ГСЛ,   09Г2С.

ВОПРОС 4

При какой температуре происходит магнитное превращение в Fe-C стали?

1. 7270 С.

2. 9100 С.

3. 5540 С.

ВОПРОС 5

Какие условия охлаждения должны соблюдать для проведения отжига стали?

1.  Охлаждение вместе с печью.

2. Охлаждение на воздухе.

3. Принудительное охлаждение.

ВОПРОС 6.

Какая из структурных составляющих стали имеет большую твердость?

1. Феррит.

2. Перлит.

3. Цементит

ВОПРОС 7

Укажите максимальное напряжение сети, к которому должно подключаться сварочное оборудование?

1. Не более 380 В.

2. Не более 660 В.

3. Не более 220 В.

ВОПРОС 8

Какой  из сварочных источников  имеет наибольший К.П.Д.?

1.  Сварочный трансформатор

2.  Сварочный преобразователь

3.  Сварочный выпрямитель с управляющим дросселем

ВОПРОС 9

Какова частота переменного тока, вырабатываемого электростанциями в России?

1. Переменный ток с частотой  100 Гц.

2. Переменный ток с частотой  60 Гц.

3. Переменный ток с частотой  50 Гц.

ВОПРОС 10

Какие параметры следует контролировать при проверке состояния и размеров сварочной проволоки?

1.    Вид, состояние поверхности.

2.    Диаметр проволоки.

3.    Параметры, указанные в п.п. 1 и 2.

ВОПРОС 11

Что обозначают буквы и цифры в маркировке сталей и сплавов?

1.   Клейма завода-изготовителя.

2.   Обозначения номера плавки и партии металла.

3.    Буквы обозначение химических элементов,  а цифры  их  процентное содержание.

ВОПРОС 12

Какой компонент вводится в покрытие х электродов в качестве газообразующего?

1.  Крахмал.

2.  Фтористый кальций.

3.  Окись титана.

ВОПРОС 13

Как влияет сварочный ток на размеры сечения сварного шва?

1. Увеличение сварочного тока уменьшает размеры сечения шва и зоны термического влияния.

2.  Увеличение сварочного тока уменьшает размеры сечения шва и увеличивает зону термического влияния.

3. Увеличение сварочного тока увеличивает размеры сечения шва и зоны термического влияния.

ВОПРОС 14

В каких  защитных  газах  возможно  применение  вольфрамовых электродов?

1. В инертных газах.

2. В углекислом газе.

3. В смесях углекислого газа с инертными газами.

ВОПРОС 15

Укажите место возбуждения и гашения дуги при аргонодуговой  сварке  кольцовых швов ?

1.   На поверхности изделия.

2.   В разделке кромок или на ранее выполненном шве.

3.   На стальной, медной или графитовой пластине.

ВОПРОС 16

В каком виде содержится углекислый газ в баллоне?

1. Жидком.

2. Газообразном.

3. Зависит от типа применяемого растворителя.

ВОПРОС 17

Какой ток применяется при дуговой сварке под флюсом высоколегированных сталей (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т)?

1.    Переменный .

2.    Постоянный прямой полярности.

3.    Постоянный обратной полярности.

ВОПРОС 18

Что служит источником нагрева при электрошлаковой сварке?

1. Теплота, выделяющееся в ванне расплавленного флюса при прохождении через нее тока от электрода к изделию.

2. Теплота, выделяющееся в электрической дуге между электродом и изделием, защищенным слоем флюса.

3. Электрическая дуга между слоем расплавленного флюса и изделием.

ВОПРОС 19

Какой газ при соединении с кислородом обеспечивает наибольшую температуру пламени?

1.  Ацетилен.

2.  Пропан.

3   Азот.

ВОПРОС 20

Какова температура в рабочей зоне ацетилено-кислородного пламени?

1. 1200 С.

2. 3200 С.

3. 4000 С.

ВОПРОС 21

Какой способ стыковой электрической сварки целесообразно применять при соединении стержней существенно отличающихся по сечению?

1.  Стыковая сварка сопротивлением.

2.  Стыковая сварка оплавлением.

3.  Применяют любой вид сварки.

ВОПРОС 22

Чем  отличается   сварка   высокоуглеродистой стали от низко- и среднеуглеродистых сталей?

1. Сварка  должна производиться  с минимальным тепловложением.

2. Сварка  должна производиться с обязательным предварительным и сопутствующим подогревом  до 350-4000 С.

3. Обязательная закалка с нормализацией после сварки.

ВОПРОС 23

Какой сварной шов обеспечивает наиболее высокое сопротивление усталостному разрушению?

1.  Угловой.

2.  Стыковой.

3.  Нахлесточный.

ВОПРОС 24

В какой части сварного шва наиболее высока концентрация напряжений и вероятность образования усталостного разрушения?

1. По концам шва.

2. В средней части шва.

3. По линии сплавления.

ВОПРОС 25

Какие свойства определяют при испытании сварных соединений на статическое растяжение?

1. Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение.

2. Предел прочности или предельную нагрузку до разрушения образцов.

3. Предел прочности и предел текучести.

ВОПРОС 26

Что входит в понятие металлургической свариваемости металлов?

1. Влияние химического состава металлов на характер химического взаимодействия элементов в металле шва и околошовной зоне.

2. Влияние способа сварки и возможность появления дефектов в результате воздействия термического цикла на сварочную ванну и кристаллизующейся металл шва.

3. Влияние формы и объема сварочной ванны на свойства кристаллизующегося металла шва.

ВОПРОС 27

Какое правильное определение понятия наплавленный металл?

1.   Металл, полученный при плавлении присадочных материалов в процессе сварки (наплавки) в слоях, неразбавленных основным металлом.

2.  Переплавленный присадочный металл,  нанесенный в два  слоя  на поверхность основного металла.

3.  Металл,  подвергшийся в процессе сварки перемешиванию с основным металлом.

ВОПРОС 28

Что относится к бесконтактным средствам измерения шероховатости?

1. Визуальное сравнение с эталоном шероховатости, микроскоп, микроинтерферометр.

2. Стилоскоп.

3. Профилометр.

ВОПРОС 29

Какие меры безопасности принимают при подсоединении сварочного поста к многопостовому исмточнику питания

1. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.

2. Источник отключают от электрической цепи.

3. Производят заземление сварочного поста.

ВОПРОС 30

В какой цвет рекомендуется окрашивать стены и оборудование цехов сварки?

1. Красный, оранжевый.

2. Белый.

3. Серый (стальной), желтый, голубой.

Для перехода на следующую страницу воспользуйтесь постраничной навигацией ниже

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Общие сведения о свариваемости металлов

Возникновение химических соединений переменной валентности, а также  растворимость данных соединений жидкой медью является следствием сложных диаграмм плавкости. Также в зависимости от фазового состояния изменяется химическое сродство. В условиях сварки медь имеет свойство окисляться из-за воздействия газовой атмосферы, а также посредством обменных реакций, имеющих компоненты флюсов либо электродных покрытий. Возрастание сродства меди к кислороду происходит в условиях растворения закиси меди, погруженной в жидкую медь. Особенно велико оно при малых концентрациях Си2О, и, наоборот, сродство резко снижается до нормального уровня в процессе распада жидкого раствора и образования эвтектики Сu—Сu2О. Характерно, что Сu2О, являясь отдельной фазой, может легко восстанавливаться до меди. Образующимся в результате перечисленных реакций газам свойственно не растворяться в твердой меди. Это приводит к нарушению металлической связи зерен материала и образованию трещин — так называемой "водородной болезни" меди. 

При низких температурах твердые растворы меди с кислородом обладают исчезающими малыми концентрации. Потому в процессе сварки важно тщательно раскислять медь либо   производить сварку в вакууме или же в среде инертных защитных газов. 

На такие свойства металла шва, как коррозионная стойкость, электро- и теплопроводность, влияют остаточные концентрации раскислителей, по этой причине в ситуации, когда происходит сварка изделий из чистой меди, усложненной является задача раскисления металла шва. 

Сварные соединения из чистой меди зачастую требуют предъявления к ним высоких  производственных стандартов. Таковым является, к примеру, сохранение в металле сварных швов необходимого комплекса физических свойств, как-то: электропроводность, теплопроводность, плотность и коррозионная стойкость. Причина, по которой эти требования  к медным изделиям актуальны, - это их эксплуатация в тяжелых рабочих условиях. Потому в процессе сварки меди необходимо использовать ряд превентивных мер, которые не позволят материалу загрязняться примесями, влияющими на важные свойства изделия. 

Наиболее высокие требования, как правило, предъявляются к производству вакуум-плотных швов в сложных изделиях, например, в электронной технике, в различных энергетических установках, а также в узлах аппаратуры, имеющей внутреннее охлаждение. Названные выше свойства сварных соединений зависят от общих свойств меди. Процесс сварки чистой меди значительно разнится со сваркой сталей. 

Высокие показатели тепло-и температуропроводности становятся причиной превосходящих норму градиентов температуры, скорости охлаждения материала. Кроме того,  сокращается до минимального значения время пребывания сварочной ванны в жидком состоянии. Вследствие этого возникает необходимость использования повышенной погонной энергии при сварке медных изделий по сравнению со стальными аналогами, а также требуется применение предварительного подогрева производимого изделия,  однако последнее считается нежелательным, осложняющим технологию сварки.  

Высокий коэффициент линейного расширения, а также его зависимость от температуры требуют проведения сварки в условиях жесткого закрепления изделия либо по прихваткам. Большая толщина металла становится причиной, по которой возникает необходимость регулирования ширины зазора в процессе сварки.  Краткое время пребывания сварочной ванны в жидком состоянии значительно снижает возможности ее металлургической обработки. Так, снижение концентрации кислорода до допустимых пределов в процессе раскисления меди требует более активных раскислителей, чем те, которые характерны для сварки сталей. 

Значительные градиенты температуры приводят к развитию термической диффузии водорода в области термического влияния. Как результат, происходит обогащение металла водородом рядом с зоной сплавления, а также замечается увеличение вероятности возникновения дефектов поверхности изделия (пор, трещин). Чувствительность меди к водороду необходимо учитывать в процессе разработки технологии сварки. 

Технология процесса сварки изделия определяется, в первую очередь, его назначением,  сложностью (которая определяется наличием коротких или криволинейных швов во всех возможных пространственных положениях, в трудно-доступных местах), а также количеством изготовляемых изделий (то есть серией) и требованиями, которые предъявляются к их качеству. Высокопроизводительные процессы: электродуговая сварка под флюсом посредством плавящегося электрода, электрошлаковая сварка металлов больших толщин - их следует применять в серийном производстве, а также на заготовительных операциях. 

Данные виды сварки в случае соответствия подготовки сварочных материалов (прокалки флюса до 400—4500 С) обеспечивают достижение хороших производственных результатов (речь идет о таких важных особенностях технологии процесса сварки, как защита и малое загрязнение металла шва, удержание относительно невысоких температурных градиентов, снижающих влияние водорода). Единичное производство и ремонтные работы обычно используют газовую сварку, благодаря которой осуществляются подогрев изделия и его начальная термическая обработка. Низкие показатели температурных градиентов уменьшают воздействие на металл термического цикла сварки в зоне сварки. Осуществимыми являются также процессы раскисления и легирования металла через присадочную проволоку. 

Газовая сварка применяется и для чистой меди, и для ее сплавов. Известно, что ручная дуговая сварка покрытым электродом становится причиной загрязнения легирующими компонентами металла шва, в результате нарушаются физические свойства его свойства  в сравнении с чистой медью. 

Сварка бронз (медных сплавов) протекает на удовлетворительном уровне, однако следствием этого процесса становится потеря цинка в латунях за счет его испарения и окисления. Дуговая сварка в защитных газах, активно применяемая сварочной техникой,  часто используется в ряде случаев для создания сварных изделий из меди, а также ее сплавов. С целью проведения сварки изделий из чистой меди нередко используется сварка неплавящимся вольфрамовым электродом, совершаемая в среде аргона, гелия либо азота. Следует учитывать, что данный процесс требует особой чистоты защитных газов.

Стойкость вольфрамового электрода, пребывающего в чистом азоте, является удовлетворительной, а само применение этого недефицитного и дешевого газа имеет весомый экономический эффект. Защита инертными газами выполняет свою функцию, однако в процессе сварки все же происходит окисление меди. Ее раскисление требует применения микролегированных присадочных проволок, содержащих сильные раскислители, такие как титан, бор, цирконий, редкоземельные металлы. Результатом этого процесса может стать получение металла шва, обладающего свойствами высокого уровня, характерными чистой меди (АН). 

Сварка сплавов меди в защитных газах (Аг и Не) позволяет использовать присадочные проволоки, которые по составу совпадают с основным металлом либо же содержат небольшое число раскислителей (81 и Мп). Сварка меди в среде защитных газов плавящимся электродом используется реже, поскольку в ее процессе капли электродного металла подвергаются значительным перегревам. Сварка меди и медных сплавов электрической дугой в защитных газах провоцирует возникновение в зоне сварки высоких градиентов температур, что способствует формированию условий для диффузии водорода в области термического влияния. 

Нередким следствием достаточного количества водорода, растворенного в металле изделия, становится образование различных дефектов (трещин и пор). Потому важным требованием к технологии сварки изделия из меди и медных сплавов является контроль содержания водорода в основном металле, ведь его содержание в области сплавления с учетом коэффициентов сегрегации может быть выше допустимого. Как правило, выравнивание концентрации водорода осуществляется в процессе последующей термической обработки. 

Медь может подвергаться сварке в воздушной атмосфере без какой-либо защиты, однако в таком случае предъявляются требования к проволоке, которая должна содержать раскислители высоких концентраций, и к металлу шва, удовлетворяющему механическим свойствам, которые существенно отличаются от основного металла показателями тепло- и электропроводности. Как металл высокой пластичности, медь отлично сваривается посредством всех видов сварки, относящихся к термомеханическому классу. Однако исключением является контактная сварка, поскольку она обладает невысоким переходным электрическим сопротивлением. 

С целью приварки выводов из тонких медных проволок, характерных для изделий электронной техники, широко применяется термо-компрессионная сварка. Более крупные изделия сложной конфигурации обслуживаются диффузионной сваркой в вакууме, с помощью которой образуются соединения меди с медью, с другими металлами, а также с неметаллическими материалами. 

Важнейшее преимущество диффузионной сварки в вакууме заключается в отсутствии остаточных напряжений в том случае, когда свариваются однородные материалы. Если же сварка разнородных металлов имеет различия коэффициентов линейного расширения соединяемых металлов, в таком случае возможно появление температурных напряжений. Холодная сварка меди пластической деформацией сдвига, сдавливания применяется с целью сварки медных шин энергетических установок. В результате обеспечивается более-менее достаточное электрическое сопротивление сварных соединений. 

Газовая сварка, или ацетилено-кислородная сварка также используется для соединения меди. Как правило, она обеспечивает наибольшую температуру в ядре пламени. Газовая горелка является тепловым источником малой сосредоточенности, потому затруднен процесс поддержания размеров сварочной ванны.  

При работе с изделием, толщина которого больше 10 мм, мастера рекомендуют использовать две горелки, одна из которых осуществляет подогрев, другая же служит самому процессу сварки. Так, двусторонняя сварка двумя горелками ликвидирует необходимость подогрева изделия. 

Обычно сварка меди и бронз производится на нормальном пламени. Раскисление металла сварочной ванны происходит через извлечение флюсами закиси меди, а также с помощью введения раскислителей присадочной проволокой.  Флюсы данного предназначения имеют в своем составе различные соединения бора (например, борную кислоту, борный ангидрид, буру), растворяющие закись меди и образующие легкоплавкую эвтектику, которая затем с их же помощью выводится в шлак.

Флюсы принято наносить на предварительно зачищенные и обезжиренные кромки свариваемого изделия, распределение флюсов составляет по 10 — 12мм на каждую сторону. Также их вносят с помощью присадочного металла с нанесенным на него покрытием из компонентов флюса, а также жидкого стекла и добавки древесного угля (10—20%).   Сварка алюминиевых бронз требует включения в состав флюса фторидов и хлоридов, растворяющих А12О3, получаемого в результате окисления алюминия в составе бронзы.

Сварка меди, в особенности латуни, предполагает использование газообразных флюсов - азеотропного раствора борнометилового эфира и метилового спирта. Пары такого раствора  двигаются через флюсопитатель в саму горелку, в результате чего ее пламя окрашивается в зеленый цвет. Сгорает органическая часть флюса, а В2О3 вступает во взаимодействие со сварочной ванной.

Для сварки изделия из чистой меди, толщина которого достигает 3—4 мм, используется проволока из меди М1 или М2, поскольку медь значительно окисляться не успевает. Большая толщина меди предполагает применение присадочной проволоки, легированной раскислителями (до 0,2% Р и 0,3% Si). Обязательно совпадение составов присадочной проволоки и основного металла. Использование раскислителей (Si, Мn, Аl) здесь не имеет таких жестких ограничений, как при остальных типах сварки меди. Работа с латунью с целью снижения потерь цинка как присадочного металла требует применения кремнистой латуни (ЛК 80-3). Для повышения прочности и пластичности изделия из меди (4-5 мм) используют проковку шва после сварки в холодном состоянии. Большая толщина изделия требует проковки после подогрева от 400 до 3000 С, затем проводят отжиг.

Сварка меди угольным электродом осуществляется дугой, горящей в пространстве  между изделием и угольным электродом, также для этой процедуры используется независимая дуга, горящая между 2мя угольными электродами. Источником энергии при сварке является дуговой разряд. Все возможные технологические приемы, флюсы, присадочный металл остаются неизменными, как при газовой сварке. Использование проволоки БрКМцЗ—1 позволяет проводить сварку меди на воздухе. Конечные соединения вполне удовлетворяют нормы механических свойств, однако электро- и теплофизические характеристики изделия будут значительно снижены. Потому сварка меди и медных сплавов угольным электродом используется редко: это малопроизводительный процесс.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами позволяет достичь удовлетворительных механических свойств сварных соединений, однако состав металла шва значительно отличается в результате от состава основного металла по причине легирования раскислителями. Последние при сварке меди подаются в электродную проволоку, а также в электродное покрытие. 
Сухая шихта замешивается на жидком стекле (класс А), составляющем 20—25% от массы шихты. Это технология изготовления электродов, относящихся к основному типу. Свойства тепло- и электропроводности таких сварных соединений ниже, чем у чистой меди, и это качество особенно характерно для изделий, полученных посредством сварки электродами из сплавов меди. Сварка покрытыми электродами характеризуется сильным разбрызгиванием, а в металле шва нередко образуются поры. Потому для сварки меди и медных сплавов изделий, чья толщина превышает 4—5 мм, рекомендуют применять подогрев в рамках 300—5000 С. 

Дуговая сварка под флюсом может осуществляться угольным или графитовым неплавящимся электродом под слоем плавленого флюса либо плавящимся электродом, а также плавящимся электродом при слое керамического флюса.

Сварка под флюсом угольным (графитизированным) электродом.  Мастер затачивает электрод в виде плоской лопатки. Сборка под сварку производится с условием закладки встык присадочного металла (к ним относятся латунь, томпак) с целью раскисления металла шва. Используется прокаленный флюс ОСЦ-45. Сварочные работы ведутся на постоянном токе обратной полярности. В результате замыкания электрода на изделие создается подогрев тока. 

Высокопроизводительным способом сварки считается сварка под плавлеными флюсами плавящимся электродом . При сварке меди состав металла шва изменяется незначительно,  потому металл сохраняет присущие ему физические свойства. Наилучшие результаты достигаются посредством сварки под флюсом АН-М1, который имеет следующий состав: фтористый магний - 55%, фтористый натрий - 40%, фтористый барий - 5%.  Электродный металл: проволоки из меди М1 или МО. С целью повышения механических свойств сварного соединения используются легированные проволоки, состоящие из медных сплавов (БрКМцЗ—1; БрАЖМцЮ—3—1,5), однако в данном случае снижается тепло- и электропроводность металла сварного шва. Процесс сварки выполняется на постоянном токе обратной полярности, где коэффициент расплавления электродной проволоки достигает 20 г/(А-ч). Сварка медного изделия толщиной более 15 мм требует разделки под углом 90 и  притупления. Также используется сварка расщепленным электродом. Все работы данного типа осуществляются либо на графитовой подкладке, либо на флюсовой подушке. Тщательной должна быть подготовка кромок и электродной проволоки, в нее входят процедуры их зачистки до металлического блеска, а также последующего обезжиривания. Флюс необходимо прокалять при температуре 300—4000 С. Сварка ведется при жестком закреплении материала или же по прихваткам. 

Сварка латуни марок Л63 и Л062-1 требует использования медной проволоки и плавленого флюса МАТИ-5 или АНФ-5. Данный способ сварки реализует возможность получения сварных соединений из меди со сталью. Для этого электрод смещается на медь, затем подбирается такой режим, когда жидкая медь вступает в контакт со сталью. Реакция должна длиться минимальное время, поскольку его увеличение сулит хрупкими прослойками (диффузией меди между зернами стали).  

Керамический флюс типа К-13 МВТУ используется для сварки меди, а также меди со сталями и для наплавки меди на сталь.  Состав флюса включает такие компоненты, как: глинозем - 20%; плавиковый шпат - 20%; кварцевый песок - 8—10%; магнезит -15%; мел -15%; бура безводная - 15—19%; порошок алюминия - 3—5%. Шихта замешивается на жидком стекле, после чего гранулируется и затем, после сушки, прокаливается 1—2 ч при температуре 4500 С. Сварка производится в условиях постоянного тока обратной полярности, при этом имеется жесткое закрепление на подкладке, состоящей из охлаждаемой меди (толщина до 2,5 мм) либо графита (толщина 5—6 мм). 

Применение керамического флюса, кроме хорошего раскисления металла шва, позволяет легировать металл шва нужными компонентами (хромом, никелем и др.) через флюс. Электро- и теплопроводность металла шва получается на уровне электро- и теплопроводности основного металла. Механические свойства сварного соединения также приближаются к свойствам основного металла. Для сварки меди можно применять также флюс ЖМ-1, хорошо стабилизирующий дуговой разряд и позволяющий вести сварку на переменном токе. Состав флюса ЖМ-1, %: мрамор 28; полевой шпат 57,6; плавиковый шпат 8, древесный уголь 2,2; борный шлак 3,5; алюминий 0,7. 

Электрошлаковая сварка меди и ее сплавов. Сварку меди большой толщины (30—55 мм) рекомендуют проводить электрошлаковым способом с применением пластинчатого электрода. Для этого процесса разработаны специальные флюсы, в составе которых содержатся фториды щелочных и щелочноземельных металлов.  Плавление флюсов происходит при температуре ниже температуры плавления меди. 

Особенности дуговой сварки в защитных газах. Автоматическая, полуавтоматическая и ручная сварка меди в среде защитных газов производится как плавящимися, так и неплавящимися (вольфрамовыми) электродами. Чаще обычного чистая медь сваривается вольфрамовым электродом (для изделий с толщиной до 10 мм), при этом происходит подача присадочной проволоки, более редкий случай — сварка плавящимся электродом. В данном процессе применяются защитные газы, как-то: высшего сорта аргон по ГОСТ 10157—73, особой чистоты гелий по МРТУ 6-02-274—66, особой чистоты азот по МРТУ 6-02-375—66. Целесообразным является применение азота высокой чистоты, его эффективный и термический КПД дугового разряда больше, чем у аргона и гелия. При сварке в азоте выше глубина проплавления, однако устойчивость дугового разряда ниже. Такие результаты объяснимы мощными плазменными потоками в горящей в азоте дуге, а также высоким запасом энтальпии азотной плазмы. С другой стороны, в процессе сварки в труднодоступных местах или материала малой толщины (< 1 мм) следует отдать предпочтение аргону,  защитному газу, поскольку он придает наибольшую устойчивость дуговому разряду. Медь, несмотря на чистоту аргона, при сварке данным способом подвергается окислению, а потому возникает пористость и, следовательно, важным требованием становится применение легированных электродных и присадочных проволок. 

Сварка меди неплавящимся вольфрамовым электродом должна производиться в условиях постоянного тока прямой полярности. Рекомендуется использовать электрод из лантанированного вольфрама: он обладает средней устойчивостью в защитных газах. В процессе сварки электрод располагается четко в плоскости стыка, его наклон располагается в промежутке 60—80 градусов «углом назад». Сварка медного изделия толщиной более 4—5 мм требует подогрева до 300—4000 С. 

Присадочные проволоки, выполненные из чистой меди М1 и МО  достигают результат, при котором металл шва имеет состав и физические свойства, близкие к основному металлу. С другой стороны, механические свойства такого сварного соединения заметно снижены, к тому же нередко возникает пористость, которая снижает плотность металла шва. Введение в состав присадочных проволок раскислителей, легирующих компонентов позволяет повысить механические свойства, однако это снижает тепло-и электропроводность изделия. Потому здесь рекомендуется применять присадочные проволоки, легированные сильными раскислителями, после сварки не задерживающиеся в составе основных растворов.
Аргонодуговая и азотио-дуговая сварки различны составом присадочных проволок, потому как в азоте вероятно образование некоторыми легирующими компонентами нитридов. 

Электродная проволока и кромки основного металла зачищаются до блеска и обезжириваются. Медное изделие толщиной до 5—6 мм сваривается без разделки кромок. Работа с вакуумно-плотными швами требует разделки «вакуумного замка» и проварки корневого шва. Сварное соединение создают на подкладках из прокаленного графита или на медных пластинах, охлаждаемых водой. Однако чрезмерное охлаждение и появление точки росы зачастую становится причиной пористости в нижней части шва. Медные изделия толщиной более 5 мм должны свариваться на флюсовой подушке. Обычно протяженные швы свариваются по прихваткам, расположенным с шагом в 300—400 мм.

Дуговая сварка латуней и иных сплавов меди, имеющих в составе цинк, проводится с низкоопущенным соплом. От плотности и теплофизических свойств газа зависит его расход.

Особенности сварки биметалла (меди и стали)

Осуществление данных технологических операций сулит возникновением хрупких слоев из-за интенсивного проникновения меди в верхние слои стали. Этот процесс  определяется температурой и продолжительностью контакта жидкой меди с твердой сталью. 

Чтобы уменьшить проникновение меди в сталь по границам зерен, необходимо производить рабочий процесс в условиях минимальной погонной энергии с наименьшей глубиной проплавления. При этом следует использовать дополнительное охлаждение с целью ускорения кристаллизации слоя меди. Наплавка меди на сталь производится с помощью различных способов сварки, при этом соблюдаются все указанные выше условий. 

Достойные результаты достигаются наплавкой под флюсом плавящимся электродом, который подается автоматической головкой. Она совершает колебания в плоскости, перпендикулярно расположенной к поступающему движению механизма. Стальная поверхность может быть охлаждена стороной, противоположной наплавке, а также металлом наплавки. 

Наплавка меди в среде аргона посредством плавящегося электрода требует соблюдения аналогичных условий. Сварка меди со сталью посредством плавящихся электродов требует отклонения электрода в сторону меди, так магнитное дутье будет возвращать на свариваемые кромки дуговой разряд. При сварочных работах рекомендуется применять минимальные токи, которые могут обеспечить формирование сварного шва. Также сварка биметалла  возможна со стороны плакирующего слоя, а также со стороны стали. 

Однако в первом случае нередко возникает ликвидация плакирующего слоя в области стыкуемых кромок, требуется зачистка шва, а также наплавка меди на сталь с целью восстановления плакирующего слоя. Сварка со стороны стали не требует удаления плакирующего медного слоя, а после ее окончания требуется заварка стыка на плакирующем слое, проводимая любым способом.

Температуры пламени - Газы

Адиабатические температуры пламени для обычных топливных газов - пропана, бутана, ацетилена и других - в воздушной или кислородной атмосфере.

Sponsored Links

Flame temperatures for some commonly used fuel gases:

1 1 10033
Fuel Gas Combustion with Oxygen
( o C ) 		Combustion with Air
( o C )
Acetylene 3480 2500
Butane 1970
Carbon Monoxide 2121
Ethane 1955
Hydrogen 3200 2210
MAPP 1) 2927 2010
Метан 1950
1960
Propane 2526 1967
Propane Butane Mix   1970

Note! Начальная температура газа, воздуха и кислорода при 20 o C . Стехиометрическое горение - без избытка воздуха/кислорода.

1) Газ МАПП представляет собой смесь различных углеводородов, главным образом, метилацетилена и пропадиена.

Рекламные ссылки

Связанные темы

Связанные документы

Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование онлайн!

Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. .Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!

Перевести

О Engineering ToolBox!

Мы не собираем информацию от наших пользователей. В нашем архиве сохраняются только электронные письма и ответы. Файлы cookie используются только в браузере для улучшения взаимодействия с пользователем.

Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложения на локальном компьютере. Эти приложения будут — из-за ограничений браузера — отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.

Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочитайте Конфиденциальность и условия Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.

AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочитайте AddThis Privacy для получения дополнительной информации.

Реклама в ToolBox

Если вы хотите продвигать свои товары или услуги в Engineering ToolBox - используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.

Citation

Эту страницу можно цитировать как

  • Engineering ToolBox, (2003). Температуры пламени — газы . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/flame-temperatures-gases-d_422.html [День обращения, мес. год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Руководство по кислородно-топливной резке

Кислород – широко распространенный в природе газ. Он составляет 21% воздуха, которым мы дышим. Резка кислородным топливом — это использование газообразного кислорода в сочетании с другими горючими газами для плавления и резки стали. Когда в пламя ацетилена, пропана или других углеводородов добавляется чистый кислород, температура пламени сильно повышается. Этот эффект кислородного топлива можно использовать для нагрева, плавления и резки стали. Углеводородные газы, смешанные с кислородом, часто называют кислородным топливом. В этой статье речь пойдет о резке кислородным топливом, о том, как она работает, о типах оборудования, а также об отраслях и областях применения, в которых она используется.

Что такое кислородно-топливная резка

Кислородно-топливная резка — это использование горючих газов, смешанных с кислородом, для плавления и резки стали. Он используется для резки низкоуглеродистой стали, инициируя химическую реакцию в материале при его плавлении. Топливные газы, смешанные с кислородом, нагревают сталь до температуры воспламенения с помощью пламени горелки. Затем на поверхность подается поток кислорода под высоким давлением, который образует оксид железа в реакции с полурасплавленной сталью. Этот материал горит и уносится потоком кислорода. На рис. 1 показан пример газокислородной резки:

Толстые стальные профили можно быстро и легко разрезать с помощью кислородной резки. Он используется в производстве стали, металлообрабатывающих цехах, строительстве и судостроении. Есть несколько различных газов, которые можно использовать в сочетании с кислородом. Ацетилен, пропан, MAPP (метилацетилен-пропадиен) и природный газ являются наиболее распространенными видами кислородного топлива.

Как работает кислородно-топливная резка?

Кислородная резка работает путем воспламенения топлива и кислорода и контакта пламени с разрезаемым материалом. Горячая температура доводит материал вдоль линии реза до температуры «возгорания» (или воспламенения), и он начинает светиться красным. Для углеродистой стали эта температура составляет от 700 до 9°С.00°С. Когда поток кислорода направляется на раскаленный материал, происходит химическая реакция и образуется оксид железа. Этот расплавленный материал затем сдувается кислородом под высоким давлением.

Для резки кислородным топливом необходимы несколько элементов, в том числе:

  1. Кислород : Требуется газовый баллон с чистым кислородом. Наиболее распространенный уровень чистоты кислорода, используемый для резки кислородного топлива, составляет 99,5%.
  2. Топливный газ : Ацетилен является наиболее часто используемым топливным газом. Обычно его хранят в баллонах со сжатым газом. Несколько баллонов можно хранить и перевозить вместе на тележке.
  3. Соединительные трубы : Кислород и топливо подключаются к резаку отдельными трубами и обычно смешиваются вместе на выходе из резака.
  4. Резак : Резак подключается к кислородной и топливной линиям и проходит над разрезаемым материалом. Пламя зажигается на кончике факела.
  5. Клапаны газового регулятора : Регулятор — это клапан, который регулирует поток газа из цилиндров и смесь кислорода и топлива. И газовые баллоны, и горелка имеют клапаны регулятора давления. Они могут управляться вручную или автоматически, в зависимости от машины.
  6. Зажигание : Чтобы зажечь пламя на конце горелки, необходим контролируемый источник зажигания. Кремневая зажигалка или электронная искра часто используются для зажигания пламени.
  7. Защитное оборудование : Защитные очки, такие как затемненные очки, защитные очки или сварочные маски, необходимо носить при работе с кислородной горелкой. Пламя производит свет высокой интенсивности, который может привести к необратимому повреждению глаз. При работе с кислородно-топливным резаком также требуются высокотемпературные перчатки, защитная одежда и обувь.

Какая машина для кислородной резки самая популярная?

Самые популярные машины для кислородной резки перечислены ниже:

  1. Acrbro: Arcbro производит ряд машин для кислородной резки в различных ценовых категориях. На начальном уровне Arcboy Scout 2 представляет собой кислородно-топливный резак с осью X-Y. Это недорогая система, используемая в основном для резки по прямой линии. Система проста и быстра в настройке или монтаже, но не очень универсальна с точки зрения форм и контуров, которые она может вырезать. Его можно использовать только на плоском материале.
  2. Прорезной станок: Станок для резки Kerf RUR представляет собой кислородно-топливный станок с ЧПУ, работающий по трем осям (X, Y и Z). С шириной стола от 1,5 до 5 м эта машина подходит для широкого спектра применений, включая производство стальных компонентов, изготовление инструментов и автомобильных компонентов. Kerf RUR сочетает в себе функции газокислородной и плазменной резки в одной системе. Это делает систему подходящей для более тонких стальных профилей, а также материалов из неуглеродистой стали. Серия RUR — популярная система для малых и средних мастерских и заводов.
  3. Zinser: Zinser производит ряд различных типов станков для резки стали. Обычным применением газокислородной резки является обработка толстых стальных труб и труб. Универсальный труборез Zinser 1304 разработан специально для этой цели. Система может резать стальные трубы диаметром от 50 до 500 мм. Труба зажимается в нужном положении с помощью патрона, а затем вращается в процессе обработки. Стационарная кислородная топливная горелка режет участки или вырезы во время движения трубы. Эта система популярна в строительстве и производстве структурных компонентов.

Ручная резка кислородным топливом (с помощью резака, подключенного к кислородному и топливному бакам) по-прежнему широко используется и является популярным методом резки стали в металлообрабатывающих цехах, на строительных площадках и в судостроении. Это связано с его портативностью и возможностью резать сталь без электричества.

Что отличает кислородно-топливную резку от других форм резки?

Кислородная резка отличается от других форм резки своей портативностью и скоростью резки мягкой стали. Он может резать стальные листы толщиной до 12 дюймов (по сравнению с 2 дюймами для лазерной резки и 3 дюймами для шлифовальных станков). Плазменные резаки по производительности аналогичны кислородным резакам и могут обрабатывать сталь той же толщины. Однако резка кислородным топливом происходит примерно в три раза быстрее для толстолистового материала (2 дюйма и более).

При использовании кислородной резки может быть сложно произвести чистые, прямые разрезы, поэтому этот метод часто используется там, где внешний вид кромки не важен. Газокислородные резаки очень хорошо режут мягкую и низколегированную сталь, но они ограничены только этими материалами. Лазерные резаки, угловые шлифовальные машины и плазменные резаки можно использовать для различных типов стали, цветных металлов и других материалов.

Какова процедура резки кислородным топливом?

Процедура резки кислородным топливом приведена ниже:  

  1. Установка: Закрепите заготовку на месте с помощью зажимов или специального инструмента. Носите соответствующие средства индивидуальной защиты. Откройте регулирующие клапаны на кислородном и режущем топливных баллонах. Затем газы будут поступать к горелке. Откройте клапаны на горелке, чтобы газы выходили из наконечника горелки. Подожгите пламя с помощью кремневой зажигалки или автоматической электронной искры. Отрегулируйте газовую смесь, чтобы обеспечить форму и длину пламени, необходимые для применения и материала.
  2. Предварительный нагрев: Нагрейте материал до температуры воспламенения и засветите красным перед началом резки. Увеличьте температуру материала, близкую к температуре его воспламенения, пропуская пламя над материалом вдоль линии разреза в течение нескольких секунд на дюйм.
  3. Прокалывание и резка: Держите резак в начальной точке резки, пока материал не начнет светиться красным. Газовая струя будет сначала прокалывать материал, а затем резать его по мере движения резака по намеченной линии реза. Поддерживая постоянную подачу кислорода, медленно перемещайте резак вдоль линии реза, убедившись, что материал прорезан насквозь. Убедитесь, что под заготовкой есть зазор из-за расплавленного материала оксида железа, который будет капать с кромки реза.
  4. Отделка: По завершении резки перекройте газовые клапаны на горелке. Лучше всего сначала отключить топливный газ, а затем кислород. Затем закройте вентили на бутылках. Эти клапаны могут находиться под автоматическим управлением на оборудовании с ЧПУ. Любой расплавленный оксид железа (или «шлак»), оставшийся на кромке реза, можно стряхнуть молотком или выровнять кромку с помощью угловой шлифовальной машины.

Какой газ используется при кислородно-топливной резке?

Тип газа, используемого при резке кислородным топливом, зависит от разрезаемого материала и его температуры плавления. Топливо, способное генерировать более высокую температуру, необходимо для резки стали с более высокой температурой плавления. Ниже перечислены три наиболее часто используемых газа:

  1. Ацетилен : Ацетилен горит при очень высокой температуре по сравнению с другими видами кислородного топлива. Его максимальная температура пламени составляет 3160°C. При такой высокой температуре пламени он легче всего пробивает материал для резки.
  2. Пропан : Максимальная температура пламени пропана ниже, чем у ацетилена, и составляет 2828°C. Поскольку температура пламени ниже, для прокалывания разрезаемого материала требуется больше времени. Пропановая горелка может резать так же быстро, как и ацетиленовая, но для этого требуется в 3-4 раза больше топлива.
  3. MAPP : Газ MAPP представляет собой смесь углеводородов, в основном метилацетилена и пропадиена. Его максимальная температура пламени составляет 2976°C (ниже, чем у ацетилена, но выше, чем у пропана). MAPP можно использовать при более высоком давлении, чем ацетилен, поэтому он находит применение при подводной резке и сварке.

В каких отраслях применим метод кислородно-топливной резки?

Кислородно-топливная резка широко используется в различных отраслях и областях применения, в том числе:

  1. Производство стали: Многие производители стали используют кислородно-топливную резку, поскольку она очень универсальна. Его можно использовать для многих работ по резке, сварке, нагреву и ремонту, обычно выполняемых в сталелитейных мастерских.
  2. Строительство и строительство: Резка и регулировка балок, стальных швеллеров и стальных опорных плит обычно используются кислородными резчиками в строительной отрасли.
  3. Оффшорная энергетика и судостроение: Кислородная резка с помощью газа MAPP может выполняться при очень высоком давлении и обычно используется для резки и ремонта стали под водой на нефтяных платформах и морских энергетических буровых установках. Судоремонт и другие подводные работы регулярно используют кислородную резку.

Какие типы материалов подходят для кислородно-топливной резки?

Газокислородная резка подходит для сталей с содержанием углерода 0,04–0,3% (например, низкоуглеродистая и мягкая сталь). Чтобы кислородная резка работала, температура плавления материала должна быть ниже, чем температура оксиацетилена без кислородного дутья. Резка кислородным топливом вызывает экзотермическую (с выделением тепла) химическую реакцию на режущей кромке материала с образованием оксида железа или «шлака». Шлак сдувается струей кислорода под высоким давлением для создания разреза. К материалам, которые невозможно разрезать с помощью кислородно-топливного процесса, относятся: 

  1. Неметаллы (например, полимеры и керамика)
  2. Цветные металлы (например, алюминий, медь, бронза)
  3. Нержавеющая сталь
  4. Высокоуглеродистая сталь

Быстрее режет кислородом Чем другие виды резки?

Да, резка кислородным топливом быстрее, чем плазменная резка, шлифовка или лазерная резка толстых стальных профилей. Кислородная резка позволяет резать сталь толщиной 2 дюйма со скоростью около 12 дюймов в минуту. Это примерно в 3 раза быстрее, чем плазменная резка. Это примерно в два раза меньше скорости шлифовальных дисков с алмазным покрытием (но толщина стали некоторых обычных угловых шлифовальных машин ограничена 3 дюймами). Однако лазерная и плазменная резка выполняется быстрее для тонких срезов стали.

Быстрая ли скорость плавления кислородно-топливной резки?

Да, кислородная резка очень быстро расплавляет заготовку! Он может пробить сталь примерно за 10 секунд. Время прожига — это время, в течение которого горелка находится в контакте с поверхностью материала, прежде чем он пробьет ее насквозь. Кислородная топливная резка позволяет резать сталь толщиной 2 дюйма со скоростью около 12 дюймов в минуту. Материал должен достичь температуры воспламенения (ниже температуры плавления, но раскаленного докрасна), прежде чем вы сможете начать резать. Лучше всего предварительно нагреть вдоль линии реза в течение нескольких секунд, чтобы приблизить материал к температуре воспламенения, прежде чем нажимать переключатель кислорода и начинать резку. Предварительный нагрев разреза сокращает время прожига с 20-120 секунд до менее 10 секунд (в зависимости от толщины стали).

Высокое ли качество плавильной фракции кислородно-топливной резки?

Нет, кромки, полученные кислородно-топливной резкой, некачественные. Резка стали с использованием кислородной резки — очень быстрый процесс, но он не дает очень чистого реза. Кислородная резка использует кислород для плавления и сжигания стали, что запускает химическую реакцию. Горящая сталь создает расплавленный оксид железа, который уносится газообразным кислородом. Оксид железа (также известный как «шлак») образует характерный узор на зубчатой ​​кромке реза. Качество реза можно улучшить за счет предварительного нагрева линии реза для улучшения прожига, использования направляющей, закрепленной вдоль линии реза, и снижения скорости резки. Многие разрезы завершаются с помощью шлифовальной машины для очистки от шлака и выравнивания линии разреза.

Газокислородная резка позволяет резать тонкую сталь, но материал толщиной менее 20 мм может деформироваться, если его тщательно не подогреть. На тонких стальных листах обычно используются другие методы резки, такие как лазерная или плазменная резка, для получения более качественной отделки.

Резюме

В этой статье представлена ​​кислородно-топливная резка, объясняется, что это такое, а также обсуждаются принципы ее работы и области применения этого метода резки. Чтобы узнать больше о кислородной резке, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая резку листов и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

Заявление об отказе от ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации.

Learn more