В качестве горючих газов при сварке используют ацетилен, пропан, бутан, пары бензина, водород и другие газы. Чаще других применяют ацетилен (С₂Н₂), дающий наибольшую (до 320^оС) температуру пламени. Газовую сварку применяют главным образом для соединения тонкостенных стальных заготовок, а также заготовок из чугуна, цветных металлов и сплавов. Газовым пламенем пользуются также для резки металлов, для наплавки твердых сплавов и при ремонтных работах.

Газовой сваркой выполняют стыковые и бортовые соединения. Угловые, тавровые, нахлесточные соединения избегают выполнять газовой сваркой по причине возникновения деформаций и термических напряжений в изделиях.

Газопрессовая сварка применяется для стыковых соединений труб. Стыки нагревают кольцевой многопламенной горелкой и сдавливают свариваемые части. Этим способом пользуются также для сварки рельсов, бурильного оборудования и инструментов.

Газовую резку в струе кислорода используют для стали с массовым содержанием углерода до 0,7% и некоторых сортов низколегированной стали. Чугун, алюминий, медь и ее сплавы, а также высоколегированные стали непосредственно струей кислорода не режутся, для газовой резки этих металлов применяют порошковые флюсы, состоящие в основном из железного порошка и кварцевого песка. Флюс сгорает в струе кислорода и повышает температуру в месте резки настолько, что образующие тугоплавкие оксиды шлакуются с оксидами железа и жидкий шлак выдувается струей газа.

Резка стали производится специальными режущими горелками – резаками, которые отличаются от сварочных горелок наличием канала для подачи кислорода. По кольцеобразному каналу 1 мундштука (рисунок 54) поступает горючая смесь, которая сгорает и образует пламя 4, необходимое для подогрева металла до температуры горения. Когда металл разогреется, через канал 2 пускают струю кислорода 3, сжигающую железо и выдувающую оксиды (шлак). При перемещении резака в струе кислорода сгорают новые частицы металла, образуя рез по ходу движения резака.

Газовой резке подаются заготовки большой толщины (до 300 мм). Помимо разделки заготовок, струей кислорода прожигают отверстия, используя обычный резак или кислородное копье.

Тема 5.5 ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

Пайка, как и сварка, предназначена для неразъемных соединений заготовок. Особенность пайки состоит в применении припоя, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления материала припаиваемых частей. При пайке основной металл твердый, а припой расплавлен. Части заготовки соединяются вследствие смачивания, взаимного растворения и диффузии припоя и основного материала в зоне шва. Для диффузии необходимо, чтобы припаиваемые поверхности были очищены, особенно от пленок оксидов, и защищены от окисления. Для защиты от окисления при пайке служат флюсы.

Паять можно углеродистую и легированную стали всех марок, твердые сплавы, ковкие и серые чугуны, а также цветные металлы и их сплавы. Можно также паять разнородные материалы (например, сталь с твердыми сплавами, керамику, пластмассы).

Пайку широко применяют в радиоэлектронной, автомобильной, авиационной промышленности и других отраслях машино- и приборостроения; ее применения расширяется с разработкой новых припоев и флюсов и развитием технологии пайки.

Пайку при температурах до 400^оС относят к низкотемпературной, при температурах выше 400^оС – к высокотемпературной. Припои для низкотемпературной пайки содержат олово, свинец, сурьму и цинк, припои для высокотемпературной пайки составляются на основе меди или серебра.

Для низкотемпературной пайки медных проводников, покрытых золотом или серебром, применяют канифольные и стеарино-парафиновые (бескислотные) флюсы; для пайки стали, меди, никеля используют пасты на основе вазелина, содержащие 10-15% хлористого цинка (ZnCl₂) или хлористого аммония (NH₄Cl) – активированные флюсы; для легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов, а также тугоплавких металлов применяют 25-30% растворы ZnCl₂ в воде (кислотные флюсы), хорошо растворяющие оксидные пленки.

Нагрев припаиваемых частей и расплавление припоя при низкотемпературной пайке производят медными паяльниками, газовыми горелками, в печах, горячим газом. Пайку производят также погружением заготовок в расплавленный припой; этот способ является весьма производительным и экономичным в массовом производстве.

Для высокотемпературной пайки применяют индукционный нагрев, электрические печи сопротивления, пламенные нефтяные и газовые печи. В последние годы все шире применяют пайку лазером и электронным лучом.