Углеродистые стали подразделятся на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые. Это определяется процентным содержанием в составе стали такого химического элемента, как углерод.
Газовая сварка возможна только на низкоуглеродистых и среднеуглеродистых разновидностях сталей. Для обработки высокоуглеродистой стали, возможно, применение таких способов обработки, как наплавка или пайка.
Газовая сварка низкоуглеродистых сталей
Все газосварочные работы на низкоуглеродистых сталях отличаются высоким качественным результатом. Не возникает никаких сложностей и побочных неприятных эффектов. Если свариваемая деталь имеет толщину до пяти миллиметров, то никаких особых технологий при обработке таких деталей не применяется. Флюсы и присадочные материалы можно не использовать. После окончания сварочного процесса для улучшения потребительских свойств и повышения долговечности изделия рекомендуется процедура проковки. Это делается на той стадии, когда сварочный шов находится в периоде вишнево-красного каления. После этого обработанное изделие необходимо постепенно охладить. Резкое охлаждение свариваемой детали может привести к растрескиванию, окислению и снизить срок эксплуатации. Для замедления процесса охлаждения используются различные приемы. Можно применить постепенное снижение температуры пламени газовой горелки. При этом одновременно со снижением температуры производится медленное удаление газового пламени от свариваемой поверхности. Но наибольшее распространение получил метод, когда сваренную деталь полностью погружают в специальный песок или асбест. Это также не позволяет детали охлаждаться слишком быстро. Если в процессе газосварки происходит появление пористости сварочного шва, то можно применить присадочный материал. При выборе присадочного материала следует брать те образцы, которые имеют меньшее структурное содержание активного углерода. Использование такого присадочного материала, как правило, полностью исключает появление пористости в сварочной зоне.
При газовой сварке деталей из низкоуглеродистых сталей, толщина которых превышает пять миллиметров, необходимо использовать технический защитный газ. Наиболее приемлем для этого вида сталей углекислый газ . Он полностью исключает возможность образования окислов и скрытых полостей в процессе газовой сварки. Также для сварки деталей из низкоуглеродистых сталей с толщиной свыше пяти миллиметров необходимо использовать только высококачественные плавящиеся электроды. Остальные виды электродов к данному виду сварки не подходят в связи с тем, что качество получаемого при этом шва не соответствует общепринятым стандартам.
Для образования процесса горения в случае газовой сварки низкоуглеродистых сталей рекомендуется использовать смесь из таких технических газов, как кислород и ацетилен. Температура горения ацетилена позволяет избежать различных осложнение при сварке деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей. При использовании заменяющих технических газов, таких, как пропан и бутан, качество сварочного шва всегда остается на очень низком уровне. Это связанно с тем, что пропан и бутан не могут обеспечить достаточной температуры плавления. За счет этого в процессе газопламенной обработки низкоуглеродистых сталей происходит интенсивное появление шлаков и окисление кромок сварочного шва.
Газовая сварка среднеуглеродистых сталей
Метод газопламенной обработки среднеуглеродистых сталей может дать достаточно высокий качественный результат только в том случае, если процент содержания углерода в структуре металла не превышает 0,4. В этом случае сварка деталей производится при помощи технического газа ацетилен. Применение для организации газовой сварки среднеуглеродистых сталей других технических газов, таких, как пропан и бутан, полностью исключается. Для создания защитной среды используется углекислый газ. Для обеспечения процессов окисления и усиления температуры горения необходим технический кислород.
В большинстве случаев, при невозможности проведения газосварочных работ на среднеуглеродистых сталях, предпочтение отдают методу дуговой сварки. Однако при соблюдении определенных технологий и обеспечении необходимых параметров, газовая сварка среднеуглеродистых сталей дает достаточно высокие качественные результаты.
Основной трудностью при газопламенной обработке среднеуглеродистых сталей является их склонность к образованию скрытых полостей и трещин в процессе последующей за сваркой процессе охлаждения. В этом они сходны с легированными сталями. Поэтому важно для обеспечения высокого качества свариваемых деталей обеспечивать правильный температурный режим не только в ходе сварочных операций, но и после их завершения. Для того, чтобы замедлить процесс охлаждения детали из среднеуглеродистой стали, достаточно просто постепенно снижать температуру горения в газовой горелке. Также эффективным приемом является использование наконечника меньшего диаметра для проведения сварочного шва. В этом случае эффект достигается за счет уменьшения зоны накаливания.
Оборудование, необходимое для газовой сварки углеродистых сталей
Для производства сварочных работ методом газопламенной обработки на деталях, изготовленных из низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей необходимо использовать современное высокоточное сварочное оборудование. От качества и функциональности этого оборудования зависит результат и производительность труда сварщика. Невозможно произвести качественную газовую сварку углеродистой стали без применения полуавтоматического сварочного аппарата. При выборе сварочного аппарата необходимо учитывать и его возможность по подаче сварочных расходных материалов и возможности регулировок параметров используемого при сварке электрического тока. Наилучшими техническими и производственными показателями для этих целей обладают следующие аппараты: полуавтомат сварочный ПДГО-510А с БУСП-2К-506-24В с ВДУ-506 ("ЭСВА"), полуавтомат сварочный ПДГО-601 с ВДУ-601 ("ЭСВА"), полуавтомат сварочный ПДГО-602 с блоком управления ВС-600.
Газовые горелки, газовые редукторы и газовые резаки для обработки углеродистых сталей подбираются в зависимости от характеристик обрабатываемых деталей. При этом необходимо учитывать структуру металла, толщину детали и технические характеристики, которыми должно обладать сваренное изделие.
