Юрий Подольский - Сварочные работы. Практическое пособие Страница 32

Порядок работ. Места сварки на деталях следует очистить от краски и смазки. Причем ржавчина процессу сварки-пайки не мешает, что заметно сокращает время на подготовку деталей. Затем заготовки прижимают или закрепляют так, чтобы между ними не было зазора. Чем плотнее сжаты детали, тем прочнее и качественнее получится шов.

Теперь пора плотно вставить державку в полую часть карандаша, надеть темные очки (достаточно солнцезащитных) и брезентовые рукавицы.

Поджигают сварочный карандаш. В начале сварки-пайки горящий карандаш для прогрева металла выдерживают 3–5 с в месте начала шва на расстоянии 3–5 мм от поверхности. После прогрева, при появлении блестящей массы припоя, карандаш перемещают вдоль шва со скоростью 2–4 мм/с, совершая зигзагообразные движения поперек шва для прогрева деталей в месте планируемого соединения и удерживая карандаш под углом 90° к поверхности. Такое положение лучше концентрирует энергию в сварочной ванне. Наклон до 45°, применяемый при работе с электродами, сводит на нет возможности карандаша, приводя к непроизводительному рассеиванию его энергии.

После остывания деталей нужно отбить шлаки. Деталь можно резко остудить в воде или масле.

Термитная резка может осуществляться с помощью специальных карандашей ЭЛЬКАС-термит. Такой карандаш может разрезать стальные прутки диаметром до 22–25 мм и листовой материал толщиной до 6–8 мм. В более толстом листовом материале (10 мм и более) с помощью одного или нескольких карандашей можно прожечь отверстие, достаточное, например, для оказания экстренной помощи (подать шланг с воздухом и т. п.).

Карандаши для резки выпускаются диаметром 12, 14, 16 мм и длиной 150, 200, 250 мм (табл. 31). Длина разреза на листовом материале, в зависимости от толщины последнего, а также от диаметра и от длины карандаша, может колебаться от 1 м (для тонких металлов) до нескольких сантиметров (для предельных толщин по таблице). В среднем длина разреза составит 50 % длины карандаша.

Для резки металла горящий торец карандаша подносят к нужному месту на изделии. При разрезании прутка горящий торец держат на расстоянии 2–3 мм от поверхности, совершая им колебательные движения в пределах диаметра прутка. При резке листа техника резания несколько иная: горящий торец карандаша держат на расстоянии 2–3 мм от поверхности материала до образования в ней отверстия, после чего торец смещают на кромку отверстия и медленно продвигают карандаш, разрезая металл.

Карандаш, предназначенный для резки, можно применить и при сварке – в том случае, когда толщины сварочного карандаша недостаточно для соединения толстого металла. При этом следует учитывать, что в карандаше для резки значительно больше горючих веществ, чем флюсов и припоев, и припоя образуется значительно меньше. Если требуется заполнить объем сварочной ванны или раковину в детали, следует в область процесса (сварочную ванну) дополнительно вводить металл в виде, например, железной проволоки.

Любой паяльно-сварочный карандаш – одноразовый. Его нельзя потушить и использовать второй раз! Поэтому для коротких, точечных швов следует сразу выбирать короткие карандаши. Если вы закончили работу, а карандаш еще горит, необходимо дать ему прогореть до конца или локализовать горение карандаша в песке или в земле. Нельзя тушить карандаш водой, так как возможно разбрызгивание горящей смеси.

Самодельный сварочный карандаш

Возможно, вам не удалось вовремя купить сварочный карандаш и нет возможности использовать ни газовую сварку, ни электросварку. А сварить детали или исправить повреждение нужно срочно! В этом случае можно попробовать изготовить термитный карандаш самостоятельно.

Самодельный сварочный карандаш представляет собой отрезок проволоки из обычной углеродистой стали, на которую наносят термит, круто замешанный на клею. Клей лучше брать нитроцеллюлозный – он быстрее сохнет. Диаметр проволоки (2–5 мм) зависит от того, насколько массивными будут свариваемые детали: чем они массивнее, тем толще нужна проволока. В состав термита входят опилки алюминия (не силумина!) – 23 % (по массе) и порошок железной окалины – 77 %. Размер частиц алюминия и окалины должен быть около 0,5 мм. Тщательно перемешав компоненты, добавляют нитроцеллюлозный или любой быстросохнущий синтетический клей, доводя массу до пастообразного состояния.

Оболочку делают так. Сначала из листа кальки размером 120 × 40 мм сворачивают пустотелый цилиндр, обернув бумагой металлический стержень, а еще лучше – стеклянную трубку, у которой нет заусенцев. Перед накручиванием лист промазывают любым клеем. Внутренний диаметр цилиндра должен быть в три раза больше диаметра стержня.

С помощью шпателя или ложки заполняют пастой бумажный цилиндр, предварительно закрыв пробкой одно из отверстий. Затем вводят в него металлический стержень, стараясь установить его по оси цилиндра. После затвердения оболочки кальку удаляют, разрезав бумажный цилиндр бритвой.

Термитный карандаш готов. В домашних условиях его зажигают от пламени газовой горелки. Если ее нет, воспользуйтесь бенгальским огнем или запаситесь запальным карандашом. Его изготавливают подобно термитному. Только в качестве наполнителя используют бертолетову соль (КСlO3) и мелкие алюминиевые опилки, а еще лучше – алюминиевую пудру в соотношении 2:1 (по массе), замешанные на том же клею. «Спичечную головку» такого состава для поджига термита можно нанести и на торец термитного карандаша.

В любом случае – используете ли вы покупной сварочный карандаш или самодельный, будьте осторожны и соблюдайте правила пожарной безопасности, работайте в очках, чтобы защитить глаза, да и одежду выберите такую, чтобы не прогорала.

Пожарная безопасность

Для быстрой ликвидации очагов пожара вблизи места сварки всегда должны быть емкости с водой или песком, лопата, а также ручной огнетушитель. Однако помните, что возгорание электропроводки и аппаратов, находящихся под напряжением, тушить водой нельзя ни в коем случае! Пенные огнетушители тоже для этого не годятся. Оптимальным решением будет использование порошкового или углекислотного огнетушителя.

Учтите, что пожар может начаться не сразу, поэтому по окончании сварки следует внимательно осмотреть место проведения работ, не тлеет ли что-нибудь, не пахнет ли дымом и гарью.

Не забывайте – безалаберность может стать причиной серьезной травмы. Зато осторожность и аккуратность при проведении сварочных работ вполне совместимы с профессионализмом.

Деформации при сварке

Деформации деталей при сварке происходят из-за образования внутренних напряжений. Их причинами являются температурные деформации вследствие местного нагрева, усадка наплавленного металла и фазовые превращения, происходящие в металле при охлаждении (рис. 45).

В результате местного нагрева при сварке происходит значительное местное расширение металла, в то время как остальная часть изделия остается в холодном состоянии. Это приводит к образованию внутренних напряжений и к изгибам элементов конструкции. И чем выше температура нагрева, а также чем больше коэффициент линейного расширения и ниже теплопроводность металла, тем больше тепловые напряжения и деформации в свариваемом шве. Усадка металла, происходящая вследствие уменьшения объема жидкого металла при затвердевании, является второй по значимости причиной появлений внутренних напряжений.

Рис. 45. Деформации при сварке:

а – причины деформаций (I – температурная деформация из-за разности температур сварного шва и детали; II – усадка сварного шва при кристаллизации; III – усадка в результате фазовых превращений); б – искривление продольной оси из-за продольного сварного шва или газового реза; в – деформация грибовидной формы из-за усадки сварного шва; г – усадка трубы от кольцевого сварного шва

Фазовые превращения при охлаждении нагретого при сварке металла также сопровождаются изменением объема металла. У малоуглеродистых сталей это вызывает изменение примерно 1 % объема; стали, содержащие более 0,35 % углерода, и большинство склонных к закалке легированных сталей дают значительные объемные изменения. Все это приводит к образованию внутренних напряжений.

Полностью избежать деформаций при сварке не удается, но уменьшить их до приемлемых значений можно правильным выбором вида сварки и технологии ее осуществления. Например, электродуговая сварка, при которой изделие получает сосредоточенный нагрев, вызывает коробления меньше, чем сварка газовым пламенем, при которой нагревается значительный участок детали. Деформации при сварке плавлением больше, чем при сварке давлением.