ĆWICZENIE NR 5 SPAWANIE GAZOWE

Transkrypt

1 ĆWICZENIE NR 5 Temat: SPAWANIE GAZOWE 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zaznajomienie studentów ze specyfiką spawania gazowego oraz z wyposażeniem stanowiska i zasadami BHP. 2. Wiadomości uzupełniające Spawanie gazowe polega na lokalnym przetopieniu i połączeniu elementów spawanych, zazwyczaj z dodatkiem materiału uzupełniającego zwanego spoiwem, za pomocą płomienia gazowego. Najczęściej stosowanym źródłem ciepła jest płomień acetylenowo-tlenowy z uwagi na najwyższą temperaturę wynoszącą 3373 K (3100 C) oraz redukujący charakter. Obecnie w wytwarzaniu części maszyn spawanie gazowe zostało wyparte przez inne, bardziej wydajne metody spawania i stosuje się je do spawania cienkich blach (poniżej 1,5 mm) w produkcji małoseryjnej. Znajduje ono nadal zastosowanie w warunkach montażowych do spawania instalacji, w naprawie oraz do napawania. Za pomocą płomienia acetylenowo-tlenowego spawa się następujące materiały: stale niskowęglowe; stale niskostopowe; żeliwo; aluminium; miedź; mosiądze. W przypadku spawania metali nieżelaznych oraz żeliwa konieczne jest stosowanie topników redukujących i rozpuszczających tlenki spawanych metali Gazy stosowane do spawania Acetylen Acetylen C 2 H 2 jest najbardziej rozpowszechnionym gazem palnym w spawalnictwie. Otrzymuje się go z karbidu CaC 2 przez redukcję z wodą, która przebiega następująco CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 + Q Acetylen jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, nietrującym i nieco lżejszym od powietrza. Jest związkiem nietrwałym, w podwyższonej temperaturze oraz przy ciśnieniu 0,2 MPa ulega rozpadowi wybuchowymi na węgiel i wodór. Międzynarodowe przepisy zabraniają sprężania acetylenu w stanie gazowym powyżej 0,15 MPa. 1

2 Acetylen mieszany z powietrzem w granicach 2,3 83% jest wybuchowy. Granica wybuchowości z tlenem jest nieco szersza i wynosi 2,3 93%. Z miedzią, srebrem i rtęcią tworzy acetylenki będące związkami wybuchowymi. Dobrze rozpuszcza się w cieczach, szczególnie w acetonie, w którym przy ciśnieniu atmosferycznym w temperaturze 288 K (15 C) w jednym litrze acetonu r ozpuszcza się 22 litry acetylenu. Przy wzroście ciśnienia rozpuszczalność acetylenu wzrasta proporcjonalnie. Acetylen rozpuszczony traci swoje własności wybuchowe. Dla przykładu 1 kg acetylenu ma objętość 0,900 m³ przy ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze 288 K (15 C) Tlen Tlen otrzymuje się w wyniku rafinacji skroplonego powietrza lub w czasie elektrolizy wody jako produkt uboczny przy otrzymywaniu wodoru. Tlen jest gazem nieodzownym w każdym rodzaju spalania. Nie dopuszcza się stosowania smarów do konserwacji urządzeń tlenowych, gdyż mogą one w atmosferze tlenu ulec samozapłonowi. Nie wolno obsługiwać urządzeń tlenowych zatłuszczonymi narzędziami oraz nie wolno stosować tlenu do celów wentylacyjnych Sprzęt do spawania gazowego Butle do tlenu Butle do tlenu wykonywane są jako stalowe zbiorniki ciągnione (bez szwu), wyposażone w stopkę, u góry zwężone szyjką ze stożkowym otworem, w który wkręcony jest zawór z króćem do mocowania reduktora butlowego; barwa rozpoznawcza niebieska z białym napisem Tlen O 2. Ciśnienie robocze butli wynosi 15 MPa. Tlen w butli jest w stanie sprężonym. Najbardziej rozpowszechnione są butle o pojemności wodnej 40 dm³. Ilość tlenu znajdującego się w butli można w przybliżeniu obliczyć, korzystając z następującego wzoru V o = a V w p gdzie: V o ilość tlenu zawarta w butli [dm³]; a współczynnik równy 10,2 wynikający z zastosowania układu SI; V w pojemość wodna butli [dm³]; p ciśnienie gazu w butli odczytane na manometrze [MPa] Butle do acetylenu Butle acetylenowe mają korpus wykonany podobnie jak butle tlenowe. Wnętrze butli wypełnione jest masą porowatą, składającą się z węgla drzewnego, azbestu, ziemi okrzemkowej, chlorku i tlenku cynku. Masa porowata przesączona jest acetylenem w ilości 40% pojemności wolnej butli, w którym rozpuszcza się acetylen. Barwa rozpoznawcza butli żółta z czarnym napisem Acetylen C 2 H 2. Ilość acetylenu zawartego w butli można obliczyć według następującego wzoru V a = 920 (m b m t ) 2

3 gdzie: V a ilość acetylenu w butli [dm³]; 920 objętość acetylenu gazowego w litrach odpowiadającego 1 kg acetylenu rozpuszczonego; m b nasa butli łącznie z acetylenem [kg]; m t tara butli [kg]. Ilość użytecznego acetylenu znajdującego się w butli można również ustalić inną metodą pamiętając, że aceton zajmuje 40% pojemności butli. Wówczas zawartość acetylenu w butli wynosi V a = 0,4 V w 22 p a gdzie: V a ilość acetylenu w butli [dm³]; V w pojemność wodna w butli [dm³]; 22 rozpuszczalność acetylenu w acetonie w temperaturze 15 C przy ciśnieniu atmosferycznym; p ciśnienie acetylenu w butli [MPa]; a współczynnik równy 10,2 wynikający z zastosowania układu SI Reduktory butlowe. Zadaniem reduktora jest obniżenie ciśnienia oraz utrzymanie ciśnienia roboczego na stałym poziomie, niezależnym od wzrostu lub spadku ciśnienia w butli. Reduktory mogą być jedno lub dwustopniowe. Przeznaczone są do określonego gazu i zastosowanie ich niezgodnie z przeznaczeniem jest zabronione. Rys. 1. Schemat ideowy reduktora: 1 przestrzeń niskiego (zredukowanego) ciśnienia; 2 przewód doprowadzający gaz; 3 manometr; 4 sprężyna; 5 zawór; 6 manometr; 7 przewód odprowadzający gaz do palnika; 8 sprężyna; 9 śruba nastawcza; 10 przepona. Schemat ideowy reduktora jednostopniowego pokazany jest na rys. 1. Ciśnienie gazu doprowadzonego do palnika reguluje się wielkością wkręcenia śruby nastawczej (9). Przy dokręcaniu jej następuje ugięcie membrany (10) i otwarcie zaworu (5), a tym samym wzrost ciśnienia w przestrzeni niskiego ciśnienia (1). W 3

4 pewnym momencie ustali się równowaga między ciśnieniem wywieranym na membranę, a siłami sprężyn (4) i (8). Zmiany ciśnienia w butli powodują otwieranie lub przymykanie zaworu, dzięki czemu gaz doprowadzony do palnika zachowuje stałe ciśnienie Węże Węże do tlenu (kolor niebieski) produkowane są o średnicach wewnętrznych 4, 6, 9 i 12 mm, w wykonaniu normalnym (oznaczenie TN) i badane na ciśnienie próbne 2 MPa lub ciężkim (oznaczenie TC) badane na 5 MPa. Węże do acetylenu wykonuje się z gumy odpornej na działanie węglowodorów (symbol AN). Badane są na ciśnienie próbne 1,2 MPa. Węże zakłada się na łączniki reduktorów i palników, zabezpieczając zaciskaczami pierścieniowymi. Nie wolno ich zamieniać ani zastępować wężami o innym zastosowaniu Palniki. Palniki do spawania i cięcia składają się z następujących części: a) rękojeści z zaworami do regulacji dopływu gazu wraz z łącznikami węży; b) wymiennych nasadek do spawania; c) nasadki do cięcia. Palnik smoczkowy do spawania przedstawiono na rys. 2. Jego działanie opiera się na następującej zasadzie (rys. 3); tlen, który podawany jest pod wyższym ciśnieniem (dla palników PSC-1 wynosi ono 0,25 MPa), przepływając przez otwór centralny smoczka (2), zasysa acetylen o niższym ciśnieniu podawany przewodem (6). Podciśnienie wywołane ssaniem smoczka dochodzi do 2 kpa. Rys. 2. Palnik acetylenowo-tlenowy: 1 dziób; 2 nasadka; 3 mieszalnik gazów; 4 zawór do acetylenu; 5 rękojeść; 6 zawór do tlenu; 7 króciec do tlenu; 8 króciec do acetylenu. Rys. 3. Mieszalnik gazów w palniku smoczkowym: 1 dyfuzor; 2 dysza inżektora (smoczka); 3 nakrętka dociskowa; 4 rękojeść palnika; 5 przewód doprowadzający tlen; 6 przewód doprowadzający acetylen. 4

5 Nasadki do spawania zaopatrzone są w dysze wylotowe posiadające otwory o określonej średnicy, stabilizujące wydatek mieszanki gazowej. Zapewniają one określoną moc cieplną palnika. Charakterystykę techniczną zestawu do spawania dla nasadek o różnych średnicach dysz przedstawiono w tablicy 1. W tabeli przedstawiono także warunek doboru wielkości nasadki w zależności od grubości łączonego metalu. Tabl. 1. Zużycie gazów dla różnych wymiarów nasadek Grubość metalu [mm] Numer nasadki Zużycie acetylenu [dm³/h] Zużycie tlenu [dm³/h] Płomień. Płomień acetylenowo-tlenowy ma trzy zasadnicze strefy: jądro, strefę odtleniającą i kitę płomienia. Płomień oraz rozkład temperatury pokazano na rys. 4. Wewnątrz jądra pod wpływem temperatury acetylen rozpada się na węgiel i wodór. Na powierzchni jądra spala się początkowo węgiel wraz z tlenem dostarczonym z butli w myśl reakcji C 2 H 2 + O 2 2CO + H 2 + Q Powstająca w wyniku spalania pierwotnego atmosfera ma własności redukujące, wystarczające do redukcji tlenków żelaza. Znamienne jest również to, że maksymalna temperatura wypada w tej strefie i jest odległa o 2 5 mm od końca jądra. Podczas spawania topiony materiał powinien znajdować się w tej odległości. Rys. 4. Wykres cieplny płomienia acetylenowo-tlenowego. W kicie zachodzi druga faza spalania przy udziale tlenu z powietrza i przebiega według wzoru 4CO +2H 2 + 3O 2 4CO 2 + 2H 2 O+ Q Jeżeli stosunek O 2 /C 2 H 2 = 1 1,2 wtedy płomień jest normalny. Taki płomień stosujemy do spawania stali niskowęglowych i niskostopowych. Jeżeli O 2 /C 2 H 2 > 1,2 wtedy płomień jest utleniający. Stosujemy go do spawania mosiądzów. Jeżeli O 2 /C 2 H 2 < 1 wtedy płomień jest nawęglający. Stosujemy go do napawania stellitami, aluminium i podgrzewania stali węglowych. 5

6 2.4. Technika spawania Przygotowanie do spawania Przygotowanie blach do spawania o grubości do 4 mm sprowadza się do równego obcięcia i oczyszczenia powierzchni do metalicznego połysku. Odległość pomiędzy krawędziami blach powinny wynosić około 0,5 mm grubości blachy. Przy grubości większej niż 4 mm, blachy do spawania doczołowego należy ukosować na V w celu umożliwienia przetopienia na całej grubości Sczepianie W celu unieruchomienia elementów stosujemy ich sczepianie, tj. wstępne połączenie za pomocą krótkich odcinków spoin odległych od siebie o grubości blachy. Sczepianie rozpoczynamy od środka łączonych blach, a następnie przemiennie je przemieszczając Spawanie metodą w lewo. Metoda ta polega na tym, że drut wyprzedza palnik i płomień podgrzewa materiał przed strefą spawania. Spawaniem metodą w lewo łączy się blachy stalowe o grubości do 2 mm. Schemat spawania metodą w lewo pokazano na rys. 5. Rys. 5. Metoda spawania w lewo: a) kąt nachylenia palnika i drutu w czasie spawania; b) ruchy prowadzenia palnika i drutu. Wadami metody są: utlenianie i naazotowanie spoiny, złe odgazowanie, duża szerokość spoiny, duże naprężenia, trudności otrzymania dobrego przetopu i niezadawalające własności mechaniczne połączenia. Zaletami metody są: przydatność do spawania materiałów cienkich, możliwość stosowania do metali nieżelaznych i łądny wygląd lica spoiny Spawanie metodą w prawo. Metoda ta polega na tym, że drut przemieszcza się za palnikiem, a płomień skierowany jest na ułożoną już spoinę, dzięki czemu stygnie ona wolno pod osłoną strefy redukującej płomienia. Metodę tę stosuje się do spawania blach stalowych o grubości od 2 mm wzwyż, a obrazuje ją rys. 6. 6

7 Rys. 6. Metoda spawania w prawo: a) kąt pochylenia palnika i drutu; b) ruchy palnika i drutu Spawanie metodą w górę. Blachy ustawione w pozycji pionowej spawamy metodą w górę. Schemat metody przedstawiono na rys. 7. Można ją stosować do spawania blach o grubości od 2 mm wzwyż. Zapewnia ona dobry i pewny przetop oraz najmniejsze zużycie gazów na jednostkę długości spoiny oraz możliwość przetopienia blach o grubości do 6 mm bez ukosowania. Rys. 7. Metoda spawania w górę Zasady doboru warunków spawania. Ze względu na sprawność nagrzewania podłoża różną dla poszczególnych metod spawania gazowego, zapotrzebowanie energetyczne procesu zależy od pojemności cieplnej spawanego przedmiotu oraz konieczności spawania z dodawaniem spoiwa. Wstępnego ustalenia warunków spawania można dokonywać na podstawie tablicy 2. Tabl. 2. Warunki spawania gazowego. Metoda spawania Grubość stali spawanej [mm] 7 Wydajność palnika [dm³/h] Średnica drutu [mm] W lewo bez spoiwa 0, a - W lewo z dodawaniem spoiwa 1, a 0,5 a 1 W prawo od a 0,5 a

8 W górę bez ukosowania 1 palnik W górę bez ukosowania 2 palniki W górę, na X 2 palniki a grubość łączonych blach a a a Zasady BHP obowiązujące podczas spawania gazowego. Zasady ogólne BHP, które zostały omówione w ćwiczeniu nr 4 obowiązują rówież przy spawaniu gazowym. Oprócz tego należy stosować się do zasad związanych ze specyfiką spawania gazowego. Butle do gazów technicznych są zbiornikami podlegającymi dozorowi technicznemu. Butli nie posiadających aktualnej legalizacji wybitej na szyjce nie wolno eksploatować. Z butli wolno korzystać gdy znajduje się ona w pozycji stojącej i jest zabezpieczona łańcuchem przed upadkiem. Butle należy chronić przed promieniowaniem słonecznym i temperaturą. Odległość od butli do grzejnika nie powinna być mniejsza niż 1 m, a od otwartych źródeł ognia, np. pieców, 10 m. Z płomieniem nie wolno zbliżać się do butli na odległość mniejszą niż 1 m pod warunkiem przeciwnego skierowania płomienia. Zawory i reduktory należy chronić przed zanieczyszczeniem olejem lub smarami. Zamarzniętego reduktora tlenowego nie wolno odmrażać płomieniem z palnika, lecz gorącą wodą. Palniki należy również chronić przed zanieczyszczeniem smarem lub olejem oraz okresowo oczyszczać dziób palnika z odprysków metalu, które mogą wywołać tzw. strzelanie palnika. W przypadku cofnięcia się płomienia, które charakteryzuje się jego zgaśnięciem oraz przenikliwym gwizdem palnika, należy bezzwłocznie zamknąć zawór acetylenu, a następnie tlenu. W trakcie cofnięcia się płomienia pali się on wewnątrz palnika, przez co nasadka palnika może być bardzo gorąca. Dlatego czasami po cofnięciu się płomienia należy ochłodzić palnik. Czynimy to w ten sposób, że zanurzamy nasadkę do wody przy otwartym zaworze tlenowym (aby woda nie dostała się do wewnątrz palnika) Wady spawalnicze Rodzaje wad. Spoina jest dobrze wykonana, jeżeli jest wypełniona całkowicie czystym, zdrowym metalem, dobrze wtopionym w metal rodzimy. Jednak nie zawsze się to udaje; czasami w spoinie znajduje się miejsce niedostatecznie przetopione, gniazda żużla, drobne pory wypełnione gazem i większe pęcherze. Wady te osłabiają wytrzymałość spoiny i mogą spowodować pęknięcie złącz spawanych podczas pracy; wówczas cały przedmiot spawany (czasem dużych rozmiarów, np. kocioł, most) może ulec zniszczeniu. Wady, które spotykamy przy spawaniu, dzielimy na wady zewnętrzne, które można wykryć przez oględziny i wady wewnętrzne, które są niewidoczne dla oka. 8

9 Wady zewnętrzne spoin łukowych. Wadą łatwą do wykrycia jest niedostateczna grubość spoiny (rys. 8a). Nadanie spoinie odpowiedniej grubości w przypadku spoin czołowych nie przedstawia trudności, gdyż grubość spoiny jest oznaczone grubością blachy. Jednak i tu mogą się wkraść błędy, jeżeli przy układaniu ściegu licowego nie zwraca się uwagi na regularność łusek i na ich równy poziom. Jeżeli lico w kierunku podłużnym spoiny przedstawia powierzchnię falistą, poziom lica może miejscami być niższy od poziomu blachy; w tych miejscach grubość spoiny może być niedostateczna. Również grubość spoiny pachwinowej może być na mała przy danym boku, gdyż wtop nie jest dostateczny (rys. 8b). Rys. 8. Wady spawalnicze. Zbyt gruby nadlew (rys. 8c) też jest wadą, ponieważ niepotrzebnie zużywa się więcej czasu i spoiwa, a spoina tego rodzaju nie jest wytrzymalsza niż spoina bez nadlewu. W przypadku poddania złącz rozciąganiu, naprężenia nie rozkładają się równomiernie w całym przekroju. W skutek załamania profilu następują skupienia naprężeń na brzegach lica i łatwo mogą tu nastąpić pęknięcia, szczególne przy obciążeniach zmiennych. Wzmacnianie spoiny przez zbyt duży nadlew zmniejsza wprawdzie przeciętne naprężenia na jednostkę przekroju, ale na bokach lica oraz na granicy spoiny powstają naprężenia niż przeciętne; tylko niewielki nadlew bardzo łagodnie przechodzący w materiał rodzimy (wykonany z obu stron w przypadku spoiny na X lub na podwójne U) może być uważany za celowe wzmocnienie spoiny. W konstrukcja narażonych na obciążenia zmienne pożądane jest zeszlifowanie nadlewów, które służą tylko do tego, aby wyżarzyć górną warstwę spoiny i uzyskać w całym przekroju jednolitą strukturę. Przy spawaniu kotłów nadlewy są z reguły usuwane. 9

10 W spoinach pachwinowych występuje często wada nieregularności kształtu spoiny (rys. 8d). Jeżeli spawa się w położeniu podolnym, to regularną spoinę uzyskuje się dość łatwo. Jeżeli jednak układamy spoinę pachwinową w położeniu naściennym (jak na rysunku), często się zdarza, ze bok poziomy bywa znacznie większy niż bok pionowy. Ponieważ grubość spoiny mierzy się wysokością trójkąta równobocznego wpisanego w profil spoiny, wykonanie takie pociąga za sobą dużą stratę materiału i czasu. Na rys. 8e przedstawiono brak przetopu. Wada ta stanowi niezbyt wielkie osłabienie spoiny, gdy złącze przenosi obciążenie statyczne, ale bardzo niebezpieczne w przypadku obciążeń dynamicznych, ponieważ działa wtedy jak karb i znacznie obniża wytrzymałość. Wycieki (rys. 8f) stanowi wadę szczególnie dokuczliwą w przypadku złącz rurowych, przez które przepływają płyny lub gazy ze względu na dodatkowe opory, jak i możliwość odrywania się sopli, co może być powodem uszkodzeń zaworów itp. Najniebezpieczniejszą wadą są podtopienia na brzegach lica (rys. 8g). Wklęśnięcia nie wypełnione metalem zmniejszają przekrój złącza, a więc działają osłabiająco; podczas skurczu metalu mogą powstać w tych miejscach pęknięcia. Szczególnie częstym błędem jest podtopienie na ściankach pionowych złącza przy układaniu spoin pachwinowych (rys. 8h). Podtopienie zmniejsza przekrój elementu łączonego i oprócz tego, działając jak karb, w przypadku poddania złącza obciążeniom zmiennym lub uderzeniom, stanowi poważne niebezpieczeństwo. Doświadczenia wskazują, że wytrzymałość zmęczeniowa złącza z powodu podtopień może być zmniejszona do 40%. Usunięcie tej wady polega na nałożeniu dodatkowego ściegu, wypełniającego wgłębienie. W przypadku niewielkiego podtopienia, złagodzenie karbu przez rozwalcowanie lub wyfrezowanie rowka przywraca złączu pełną wartość. Podtopienie występuje częściej przy spoinach wklęsłych niż wypukłych. Przy układaniu ostatniej warstwy (licowej) zdarza się, że roztopione spoiwo przechodzi poza brzeg spoiny i zalewa metal rodzimy, nie wtapiając się w niego, jak to pokazano na rys. 8i. Spoina taka wygląda na szerszą niż jest w rzeczywistości. W miejscu rozlewu powstaje szczelina, która działa jak karb i może być zaczątkiem pęknięcia. W przypadku spoiny pachwinowej metal zwisający ponad blachę dolną, tak zwany nawis (rys. 8j), stanowi również wadę, gdyż zmniejsza istotną grubość spoiny i tworzy ostre załamanie (w miejscu wskazanym strzałką), które działa jak karb i może być punktem wyjścia dla pęknięcia w metalu rodzimym Wady wewnętrzne spoin łukowych. Wśród wad wewnętrznych rozróżniamy: brak wtopu w ścianki boczne, czyli przyklejenie (rys. 8k); brak przetopu w środku spoiny dwustronnej na X lub podwójne U (rys. 8m); pęcherzyki w postaci gniazd w kraterach (rys. 8n) lub w postaci perełek wzdłuż spoiny (rys. 8p); niemetaliczne wtrącenia w postaci makroskopowych oddzielnych ziaren żużla (rys. 8r) przechwyconego przez stygnący metal lub w postaci drobnych gęsto rozsianych w metalu mikroskopowych 10

11 zanieczyszczeń (rys. 8s); pęknięcia szczególnie w strefie wpływu ciepła, pęknięcia gwiaździste w kraterach (rys. 8t); pęknięcia spoin poprzeczne (rys. 8w) i podłużne (rys. 8x). 3. Stanowisko laboratoryjne. Stanowisko do spawania gazowego pokazane jest na rys. 9. Składa się z butli tlenowej x reduktorem (1), butli acetylenowej z reduktorem (2), palnika (3) z wężami (4) oraz stołu spawalniczego (5). Rys. 9. Stanowisko do spawania gazowego: 1 butla tlenowa; 2 butla acetylenowa; 3 palnik; 4 węże; 5 stół Uruchomienie i wyłączenie stanowiska. Należy pamiętać, że zapalenie palnika powinno być zgodne z jego instukcją obsługi. Dla palników smoczkowych istnieje generalna zasada: acetylen nie powinien palić się sam bez gazu napędowego, którym jest tlen. 1. Uruchomienie stanowiska: a) Sprawdzić położenie śruby nastawczej reduktora tlenowego i ewentualnie ją zwolnić, po czym powoli otworzyć zawór butli. Ustawić przy otwartym zaworze tlenowym palnika ciśnienie robocze tlenu przez wkręcenie śruby nastawczej reduktora. Dla palnika PSC-1 wynosi ono 250 kpa. Zamknąć zawór tlenowy palnika. b) Sprawdzić położenie śruby nastawczej reduktora acetylenowego i ewentualnie ją zwolnić. Założyć klucz na zawór butli i powoli go otworzyć. Za pomocą śruby nastawczej nastawić ciśnienie robocze acetylenu. Dla palnika PSC-1 powinno ono wynosić kpa. Zamknąć zawór acetylenowy palnika. c) Otworzyć zawór tlenowy palnika, upewnić się czy wypływa tlen, następnie otworzyć zawór acetylenowy i zapalić płomień. Ustawić odpowiedni skład mieszanki palnej (wyregulować płomień). Czynność tę należy wykonywać w założonych okularach spawalniczych. 2. Regulacja płomienia. Regulacja płomienia polega na odpowiednim ustawieniu wydatków tlenu i acetylenu dostarczanych do palnika z urządzeń zasilających. Ustawienie wymaganych wydatków gazów odbywa się przez dławienie wypływu za pomocą 11

12 zaworów regulacyjnych umieszczonych w palniku lub przez ustawienie ciśnienia roboczego za pomocą reduktorów. Gazy doprowadzane do palnika w odpowiedniej ilości tworzą mieszankę palną o różnym składzie. Umożliwia to uzyskanie płomienia zwanego: normalny O 2 /C 2 H 2 = 1 1,2; utleniający O 2 /C 2 H 2 > 1,2; nawęglający O 2 /C 2 H 2 < 1. Określenie charakteru płomienia odbywa się na podstawie wzrokowej oceny jego kształtu, barwy i wielkości stref. Na rys. 10 przedstawiono schematycznie trzy rodzaje płomienia. Rys. 10. Płomień acetylenowo-tlenowy: a) normalny; b) nawęglający; c) utleniający. 4. Przebieg ćwiczenia Obsługa wstępna stanowiska spawalniczego. Należy: uruchomić stanowisko zgodnie z przedstawionymi zasadami; przeprowadzić próbę regulacji płomienia; ustawić płomień normalny, utleniający i nawęglający; zaobserwować różnice w wyglądzie i budowie płomienia; wyłączyć stanowisko Wykonywanie złącz spawanych metodą w lewo i w prawo. Należy: przygotować próbkę do spawania; zmierzyć grubość blachy; ułożyć na stole; sprawdzić odległość między łączonymi blachami, dobrać dla danej metody spawania oraz grubości blachy wielkość palnika (tabl. 1 i 2); zanotować wielkości charakterystyczne, tj. grubość łączonej blachy, wydatek palnika, nr palnika, uruchomić stanowisko; wyregulować płomień palnika na normalny ; zanotować wartości ciśnień roboczych, wykonać złącze zgodnie z zasadami techniki spawania, ocenić wpływ metody na łatwość spawania oraz jego wyniki (wygląd spoiny). 12

13 4.3. Ocena złącz spawanych. W ramach ćwiczenia należy: dokonać, okiem nieuzbrojonym oceny zewnętrznej spoiny (lica i grani); zwrócić uwagę na kształt charakterystycznych powierzchni, ich regularność, występowanie przetopu, obecność pęknięć i jam usadowych; wyniki obserwacji w postaci szkiców zamieścić w sprawozdaniu; dokonać dokładnej obserwacji zewnętrznej spoiny pod mikroskopem metalograficznym, oględzin dokonywać przy powiększeniach nie przekraczających 10x, wykryte wady udokumentować na szkicach, dodatkowo przeprowadzić obserwację mikroskopową na zgładzie poprzecznym spoiny, zaobserwować ewentualne wady wewnętrzne, wyniki obserwacji udokumentować szkicem; na podstawie obserwacji mikroskopowych zgładu spoiny przedstawić (szkic i opis) budowę złączy spawanych. Czynności te będą przeprowadzone pokazem wykonanym przez instruktora. 5. Opracowanie sprawozdania. Sprawozdanie powinno zawierać: a) stronę tytułową; b) krótki wstęp teoretyczny dotyczący spawania gazowego; c) wg rysunku elementów przeznaczonych do spawania przekazanego przez wykładowcę opisać i określić: przygotowanie elementów do spawania; pozycję spawania; rodzaj złącza i spoiny; metodę spawania; dobór palnika (nr palnika, wydatek palnika, zużycie tlenu i acetylenu); średnica drutu; środki ochrony BHP potrzebne dla spawacza. Pytania kontrolne 1. Omówić stanowisko do spawania gazowego, budowę i działanie podstawowych części wyposażenia stanowiska. 2. Podać przebieg procesu spalania acetylenu i reakcje chemiczne. 3. Przedstawić wykres cieplny płomienia acetylenowo-tlenowego. 4. Jakie są rodzaje płomienia acetylenowo-tlenowego. 5. Omówić metody spawania. 6. Podać zasady uruchamiania, regulacji i wyłączenia stanowiska. 7. Podać główne zasady BHP przy pracy na stanowisku do spawania gazowego. 8. Przedstawić budowę złącza spawanego. 9. Omówić wady złącz spawanych. 13

14 Literatura [1] J. Plewicki, Spawalnictwo, WAT, Warszawa 1970 [2] Z. Dobrowolski, Podręcznik spawalnictwa, WNT, Warszawa 1978 [3] Z. Dobrowolski, Spawalnictwo PWN, Warszawa 1958 [4] K. Marcolla, Zarys spawalnictwa, PWN, Warszawa 1981 [5] S. Jarmoszuk, Spawanie elektryczne, Biuro Wyd. HWU Libra, Warszawa 1980 [6] L. Mistur, Spawanie elektryczne i gazowe, WSiP, Warszawa 1984 [7] Praca zbiorowa, Poradnik mechanika, REA, Warszawa