Газовая сварка

Общие сведения. Газовая сварка позволяет гибко регулировать процесс расплавления металла, так как имеется возможность удалять и снова подносить к месту сварки пламя горелки или сосредоточивать его на необходимом участке. Например, при затвердевании металла в форме после сварки бы­вает очень важно еще некоторое время нагревать только литнико­вую трубку с тем, чтобы процесс затвердевания металла заканчи­вался в литниковой прибыли. Это гарантирует от появления пара­зитных раковин.

Вместе с тем газовая сварка обладает и недостатками, в ряде случаев сдерживающими ее применение на электромонтажных работах. Это — трудности с получением или доставкой в некото­рых местах сжатых газов, относительная громоздкость оборудова­ния и необходимость принятия строгих мер безопасности и специ­ального обучения электромонтажников правилам обращения со сжатыми газами. Кроме того, необходимо иметь специальное хозяй­ство по наполнению малолитражных баллонов из баллонов, нор­мальной емкости, следить за периодической государственной про­веркой баллонов.

Для соединения и оконцевания кабелей и проводов с алюми­ниевыми жилами могут применяться пропан-бутано-кислород — ная [19], ацетилено-кислородная и керосино-кислородная сварка.

Из этих способов в настоящее время наибольшее распростра­нение получила пропано-кислородная сварка. Это объясняется большей простотой технологии этого способа сварки по сравнению с ацетилено-кислородной, относительной легкостью наполнения малолитражных пропановых баллонов из баллонов большой ем­кости непосредственно в монтажных организациях, а также до известной степени и тем, что к моменту начала внедрения пропано­кислородной сварки снабжение пропаном было уже организовано для работ по пайке и различных операций по разогреву (разогрев кабельной массы, дополнительный подогрев медных шин при сварке, отопление палаток при монтаже кабельных муфт в зимнее время и др.) и монтажники освоились с использованием этого газа. Кроме того, стоимость пропана намного меньше стоимости ацети­лена.

Пропано-воздушную сварку, в которой для Прения исполь­зуется кислород воздуха, нецелесообразно применять для соедине­ния кабелей и проводов. Попытки применять этот вид сварки для указанной цели авторы считают ошибочными: малая теплотворная способность пламени вынуждает затягивать процесс, что приводит к порче изоляции, даже несмотря на использование охладителей. Кроме того, для осуществления подсоса воздуха к горелке (инжек­тирования) необходимо давление пропан-бутана 0,35 МПа (3,5 кгс/см2), что может быть обеспечено только в летнее время при

температуре воздуха не

Таблица 5-15 МЄНЄЄ 18—20 С — ПРИ

Выбор мундштуков для пропано-кислородной сварки кабелей и проводов с алюминиевыми жилами

Вид

соединения

Сечение жил, мм2

Номера мундшту­ков НЗП двухрож­ковой горелки

Номера

основных

однопла-

меиных

мунд­

штуков

горелки

гс-з

Соединение

і 6—240

2—3

300—625

4-5

800—1500

5

Оконцева­

16—240

2—4

ние

300—625

4—5

800—1500

5

* лее низких температурах

необходимо применять спе­циальные испарители про­пан-бутана, что весьма усложняет процесс сварки.

Другое дело при про- пано-кислородной сварке. Здесь, наоборот, происхо­дит инжектирование про- пан-бутана кислородом, подаваемым из баллона, имеющим более высокое давление, чем у про пан­бутана. В связи с этим сварка обеспечивается при температурах до минус 25° С при давлении про — пан-бутана всего 0,1— 0,3 МПа (1—3 кгс/см2).

Керосино-кислородная сварка доступнее ацетилено-кислород — ной и пропано-кислородной, так как полностью отсутствуют за­труднения с получением горючего — керосина, имеющегося прак­тически в любом пункте.

Пропано-кислородная сварка. Пропано-кислородная сварка применяется для соединения и оконцевания кабелей и проводов сечением 16—1500 мм2.[20] Она выполняется с помощью обычных аце — тилено-кислородных горелок типа ГС-3, приспособленных для ра­боты с пропан-бута новыми смесями и снабженных двухрожковыми наконечниками с сетчатыми мундштуками типа НЗП или мунд­штуками, дающими кольцевое пламя.

Выбор горелок и наконечников в зависимости от сечения соеди­няемых жил производится по табл. 5-15.

При сварке кабелей сечением 16—240 мм2 используются мало­литражные баллоны с кислородом и пропан-бутаном, переносимые

в специальном контейнере с рукояткой. Обычно контейнер имеет два двухлитровых кислородных баллона и один пятилитровый баллон с пропан-бутаном. Наполнение газами малолитражных баллонов из баллонов нормальной емкости производится на базах монтажных организаций с помощью специальных станций напол­нения и компрессорных установок.

Для сварки же жил сечением 300—1500 мм2 расход газов на­столько значителен, что приходится применять баллоны емкостью 40—50 л.

Принадлежности для сварки кабелей сечением до 240 мм2 уком­плектованы в набор типа НСПК-1, в который кроме горелок и шлангов входят большие и малые охладители, аналогичные тем, которые применяются при термитной сварке. Выпускаются также наборы принадлежностей НСПК-2 для соединения кабелей и про­водов сечением 300—1500 мм2 и для оконцевания жил этих же сече­ний. В каждый набор входят соответствующие горелки со шлан­гами и охладителями. Формы для сварки поставляются отдельно от наборов НСПК-1 и НСПК-2. Они снабжены клиновыми замками, позволяющими быстро устанавливать их и разбирать после сварки.

Намечается выпуск унифицированного набора принадлежно­стей для пропано-кислородной сварки типа НСПУ, который пред­назначен для соединения и оконцевания жил сечением 16—1500 мм? и заменит наборы НСПК-1 и НСПК-2. В наборе НСПУ предусмо­трены две двухрожковые горелки, изготовленные на базе стандарт­ных горелок Г-2 и Г-3, имеющие мундштуки с кольцевыми соплами.

В качестве присадочного материала при пропано-кислородной сварке применяется проволока марок СвА5 или СвАК5. При от­сутствии такой проволоки могут быть использованы проволоки из жил кабелей соответствующего диаметра или прутки квадрат­ного сечения, нарезанные из электротехнических шин. Длина прутков 0,5 м при сварке жил сечением до 150 мм2, 0,7 м — для жил 185—500 мм2 и 1,0 м — для жил 655—1500 мм2. Прутки под­готовляются и покрываются флюсом, как об этом сказано на стр. 95 и в табл. 3-6.

Непосредственно перед использованием сварочных горелок проверяют наличие инжекции пропана (подсоса его струей кисло­рода). Для этого отсоединяют пропановый шланг от горелки, уста­навливают по манометру редуктора рабочее давление кислорода в соответствии с табл. 5-16 и прикладывают палец к штуцеру для пропана на горелке. Ощущение притяжения пальца к штуцеру указывает на наличие инжекции. При отсутствии инжекции зажи­гать горелку запрещается. В этом случае следует проверить пра­вильность сборки горелки и прочистить отверстие инжектора. Кроме того, следует проверить на плотность все соединения газо­вой системы. Для этого при закрытых вентилях на горелке необ­ходимо установить давление пропана 0,2 МПа (2 кгс/см2) и кисло­рода 0,6 МПа (6 кгс/см2) при сварке жил сечением до 240 мм2 и I МПа (10 кгс/см2) при сварке жил больших сечений и покрыть

соединения мыльной водой при помощи волосяной кисточки. От­сутствие воздушных пузырьков будет указывать на плотность со­единений.

Таблица 5-1$

Технологические данные по пропано-кислородной сварке для соединения кабелей и проводов

о

СО

«•■а

«ч*

<и № К &

к

41 х

и а

Длина участка, на котором сни­мается изоляция, мм

Диаметр присадоч­ного прутка, мм

Рабочее давление, МПа (кгс/смг)

Продолжительность сварки, мин

Расход материалов на одно соединение

кисло­

рода

пропан­

бутана

при­сад­ка, Г

флюс, Г

кисло­род, л

про­пан* , бу­тан, г

25

45

2,0

0,1 (1,0)

0,01 (0,1)

1,5

5

0,2

40

30

50

45

2,5

0,12 (1,2)

0,02 (0,2)

1,5

7

0,3

45

35

120

55

3,0

0,12 (1,2)

0,03 (0,3)

2,0

15

0,4

50

45

240

60

4,0

0,15 (1,5)

0,03 (0,3)

3,0

£5

0,5

80

70

500

100

6,0

0,3 (3,0)

0,07 (0,7)

4,5

45

2,0

120

120

800

120

8,0

0,4 (4,0)

0,1 (1,0)

5,0

70

3,0

180

170

1500

175

8,0

0,5 (5,0)

0,15 (1,5)

8,0

150

5,0

350

300

Операции по подготовке к соединению и оконцеванию жил ни­чем не отличаются от описанных выше для других способов сварки.

Таблица 5-17

Длина изоляции, мм, снимаемой с жил при оконцевании кабелей и проводов с помощью пропаи-кислородной сварки

Сечение жил, мм2

Наконеч­ники ти­па JIA, ЛАШ

Сече­

ние

жил,

мм2

Нак

типа

ЛАС

онечники

пластины из сплава АД31Т1

16

53

300

80

160

25

53

400

85

160

35

57

500

100

160

50

57

625

110

170

70

60

800

120

170

95

60

1000

175

200

120

65

1500

175

200

150

65

185

68

240

68

Некоторые справочные

данные даются втабл. 5-16 и 5-17.

Для соединения кабе­лей сечением 16—240 мм52 применяются двухрожко­вые сварочные горелки (см. табл. 5-15).

На оголенные от изо­ляции участки жил 1 уста­навливают сварочные фор­мы 3 и закрепляют их с помощью клиновых зам­ков 4 (рис. 5-46, а, б). Внутреннюю поверхность форм заблаговременно по­крывают мелом, разведен­ным водой, и просуши­вают. На концы жил до установки форм наносят тонкий слой флюса АФ-4а или ВАМИ. Флюсом покрывают также присадочные прутки. Свариваемые жилы закрепляют в охладителях, после чего пламенем го­релки 5 разогревают форму в средней части (рис. 5-46, в). При этом пламя несколько перемещают в стороны, вниз и вверх, чтобы не

подплавить форм. Примерно через 20—30 с после нагрева формьі до красного цвета в нее сплавляют присадочный пруток 6до запол­нения литникового отверстия 2 и перемешивают плавку проволоч­ной мешалкой. После этого пламя отводят, и начинается процесо затвердевания алюминия. При значительной осадке металла в форму сплавляют еще некоторое количество присадки. Сварку удобно начинать с жил кабеля, расположенных снизу.

6)

в)

Рис. 5-46. Пропано-кислородная сварка кабелей сечением до 240 мм2 (охладители не показаны)

Газовая сварка

В случае соединения однопроволочных жил сек­торного сечения концы их предварительно скругляют путем обжатия гидропрес­сом, снабженным специ­альными матрицами и пред­назначенным для оконце­вания жил путем опрессов­ки наконечников. Такие скругленные жилы при введении в формочку должны быть уплотнены асбестовым шнуром.

Процесс удаления лит­никовой прибыли и обра­ботки соединения после сварки ничем не отличает­ся от описанного для свар­ки с помощью термитных патронов.

Аналогично выпол­няется сварка кабелей сечением 300—1500 мм2.

В кабелях марок АсВВ и АВЭВ сечением 1000 и 1500 мм2 следует уплот­нять зазоры между секто­рами (прядями) жилы, для чего между ними прокладывают асбе­стовый шнур непосредственно у выхода жил из формы.

Сварку выполняют двухрожковыми горелками (см. табл. 5-15). Пламя обоих рожков первоначально направляют на боковые стенки формы, а затем горелку поворачивают так, чтобы пламя одного из рожков было направлено в литниковое отверстие для непосред­ственного действия на жилы с целью их расплавления. В этот же период в форму сплавляют присадочный пруток. После за­полнения формы металлом горелку возвращают в первоначаль­ное положение и плавку перемешивают проволочной ме­шалкой.

Оконцевание проводов и кабелей сечением до 240 мм2 произ­водится наконечниками типов JIA, ЛАШ и ЛАШт, а сечением 300— 1500 мм2 — наконечниками типа JIAC. Применяется также способ оконцевания жил сечением свыше 300 мм2 путем непосредственной приварки к ним пластин из сплава марки АД31Т1.

Приварка наконечников типов ЛА, ЛАШ и ЛАШт к кабелям се­чением до 240 мм2 производится при вертикальном положении жил горелками с однопламенными мундштуками (см. табл. 5-15), так как в данном случае необходимо сосредоточенное пламя. На верх­нюю часть гильзы наконечника надевают угольную формочку или кольцо из стальной полоски толщиной 1,0 мм. Торец жилы про­вода покрывают флюсом. Первоначально расплавляют конец провода, затем кромки гильзы наконечника. В последней фазе сварки вводят присадку из прутка до заполнения формочки. В слу­чае появления усадочной раковины в виде небольшого провала металла, добавляют присадочный алюминий из прутка, расплав­ляя вместе с ним верхнюю часть наплавленного металла, как бы «заглаживая» его пламенем горелки до образования сферического наплыва.

Наконечники типа ЛАШт можно приваривать и двухрожковой горелкой, используемой для соединения встык жил сечением 16— 240 мм2 (табл. 5-15). Для этого на гильзу наконечника насажи­вают цилиндрическую разъемную форму, изготовляемую из стали толщиной 2 мм для жил сечением до 70 мм2 и 4 мм для жил больших сечений. Длина формы должна соответствовать длине гильзы на­конечника. Форма закрепляется клиновыми замками, аналогич­ными замкам форм, предназначенных для соединения жил (рис. 5-46). Верхнюю часть формы нагревают снаружи двухрож­ковой горелкой и после расплавления концов жилы и гильзы на­конечника вводят присадку из прутка. После затвердевания ме­талла форму разбирают и место сварки заглаживают напильником.

Приварку наконечников типа ЛАС производят в тех же формах, что и сварку жил встык. При этом в форму 2 с одной стороны вводят оконцовываемую жилу кабеля 1 или провода, а с другой — нако­нечник 3, как показано на рис. 5-47, а. Сварку выполняют, как соединение двух жил встык.

Оконцевание жил путем непосредственной приварки к ним пла­стин из сплава АД31Т1 тоже выполняется, как сварка встык. В специальную форму 4 (рис. 5-47, б) вводят с одной стороны жилу кабеля /, а с другой — привариваемую пластину 5. Стык их дол­жен находиться против литникового отверстия формы. Ввиду того что в данном случае получается высокая и узкая сварочная ванна, наблюдается большая усадка при затвердевании алюминия. В связи с этим следует по мере затвердевания металла несколько раз добавлять присадку, разогревая при этом верхнюю часть фор­мы, а также тщательно перемешивать плавку.

Следует отметить, что вследствие большого расхода газов при оконцевании жил больших сечений, а также неудобств, связанных

с применением пропано-кислородной сварки как пламенного про­цесса в условиях стесненного пространства (внутри шкафов и кар­касов, оборудования, под потолком и т. п.), использование ее оправдано только при затруднениях с применением электро — или термитной сварки.

Кроме того, применение пропано-кислородной сварки вообще запрещено в колодцах, тоннелях, подвалах и тому подобных соо­ружениях.

Газовая сварка

Рис. 5-47. Установка форм при приварке кабельных наконеч­ников на жилы сечением 300—1500 мм2

Ацетилено-кислородная сварка. Ацетилено-кислородное пламя значительно более концентрировано и температура его выше по сравнению с пламенем замени­телей ацетилена — пропан-бутана, керосина, бензина. Поэтому ацетилено-кис­лородная сварка более технологична для соединения и оконцевания кабелей и проводов, чем другие способы газовой сварки. Особенно это относится к оконце — ванию жил, когда пламя необходимо сосредоточить на торце жилы и приваривае­мого наконечника.

Этот вид сварки был распространен в электромонтажной практике до внедре­ния пропано-кислородной сварки и электросварки способом контактного разо­грева и в настоящее время используется редко. Однако авторы сочли полезным привести некоторые данные и по ацетилен о-кислородной сварке, учитывая ука­занные выше ее преимущества, а также и то, что в ряде мест могут оказаться усло­вия, когда ее применение будет целесообразно (наличие ацетилена и ацетилено­сварочного оборудования, невозможность использования других способов сварки).

При ацетилено-кислородной сварке используется обычное оборудование: баллоны с кислородом и ацетиленом, редукторы для понижения давления и го­релки ГОЗ или «Москва», а также охладители, аналогичные применяемым при термитной сварке.

Сварка производится с предварительным сплавлением концов жил в монолит­ные стержни в вертикальном положении. Для этой цели применяются цилиндри­ческие разъемные формочки, закрепляемые на концах жил. Подготовка концов жил, установка формочек и охладителей производятся так же, как при электро­сварке контактным разогревом. Используются следующие наконечники ацетилено­кислородных горелок ГС-3 и «Москва»:

Сечение жил, мм2 . . . 16—25 35—50 70—95 120—150 185—240 Номер наконечников. . 1 1—2 2 3 3—4

Сварка производится с флюсом. До начала плавления жил следует прогреть боковую поверхность формочки в верхней и средней ее части, направляя пламя горелки поочередно на обе стороны формочки. Это необходимо для обеспечения качественной приварки проволок наружного повива. В случае применения сталь — ной формочки нельзя долго сосредоточивать пламя в одном месте во избежание переплавлення ее стенок. После разогрева формочки до вишнево-красного цвета пламя переносят внутрь и расплавляют конец жилы. Слияние отдельных капель металла, возникающих при плавлении концов проволок многопроволочной жилы, указывает на то, что проволоки сплавились между собой. Для облегчения слия­ния Капель металла в общую сварочную ванну плавку перемешивают проволочной мешалкой. Затем в формочку сплавляют присадочный пруток, покрытый флюсом,

Таблица 5-18

Нормальная продолжительность операций по сплавлению в монолит и сварке жил (время действия сварочной горелки), с

до заполнения формочки. Пруток расплавляют погружением его в ванну, но не каплями, тан как это вызвало бы окисление металла. С этой же целью следует обращать внимание на тща­тельную регулировку пламени с тем, чтобы оно было без избытка кислорода.

Сечение

Сплавле­

Свар­

жил,

ние в мо­

ка

мм2

нолит

встык

50

45

50

120

60

65

240

70

80

Общая высота монолитного участка жилы должна быть такой же, как указано в табл. 5-12 для аналогичной операции, выполняемой элек­тросваркой способом контактного разогрева.

Для соединения встык сплавленным в мо­нолит концам жил придают горизонтальное положение. Подготовка к сварке заключается в укладке соединяемых жил в желобчатую стальную формочку, установке по обе стороны

от нее охладителей и нанесении флюса. Для

уплотнения в формочке и защиты проволок от переплавлення концы жил обматывают асбе­стовым шнуром (или лентой), который в пре­делах формочки должен перекрывать боковую поверхность проволок и несколько заходить на монолитную часть. Однопро­волочные (сплошные) жилы секторного сечения перед введением в формочку следует несколько сплющить по большой оси сектора ударами молотка и за­пилить на участке вхождения в формочку.

Монолитные концы жил доводят до расплавления пламенем горелки, которое

поочередно направляют на соединяемые жилы. При этом надо следить, чтобы

пламя не попадало на боковые поверхности проволок, что может привести к их переплавленню. После расплавления монолитных участков жил по всему сечению плавку перемешивают мешалкой и вводят присадку алюминия из прутка до заполнения формы. При опускании прутка в формочку им также следует переме­шивать плавку. После заполнения формы алюминием пламя на короткое время отводят, чтобы металл мог начать застывать. При образовании усадочной рако­вины ее следует немедленно заплавить алюминием из присадочного прутка.

Сплавление жил в монолитный стержень и сварку следует производить воз­можно быстрее — значительная затяжка в выполнении этих операций может вы­звать перегрев и порчу изоляции. Для ориентировки в табл. 5-18 указана нор­мальная продолжительность операций.

Ацетил єно-кислородной сваркой могут выполняться также соединение про­водов сваркой по торцам путем сплавления в общий монолитный стержень пучка сложенных вместе жил, введенных в общую цилиндрическую формочку, и окон­цевание наконечниками типов ЛА, ЛАШ и ЛАШт.

Керосино-кислородная сварка. Область применения керосино-кислородной сварки — соединение и оконцевание кабелей и проводов сечением 16—240 мм2. По технологии этот вид сварки ничем принципиально не отличается от пропано — кислородной сварки.

Сварка выполняется горелками типа ГКУ-55, в комплект которых входят как однопламенные, так и сетчатые (многопламенные) мундштуки. Вся остальная оснастка — охладители, сварочные формы — такая же, как при пропано-кисло­родной сварке.

Технологические данные по соединению кабелей и проводов с алюминиевыми жилами керосино-кислородной сваркой

Сечение свариваемых, жил, мм2

Номера мундшту­ков двух­рожково­го нако­нечника горелки ГК У-55

Рабочее давление, МПа (кгс/см2)

Расход

Продолжи­тельность сварки ■■ (горения горелки), О

керосина

кислорода

керосина,

л/ч

кислоро­да, м3/ч

16—25

4

0,15 (1,5)

3,5

0,6

1,0

40—50

35—50

4

0,15 (1,5)

3,5

1,0

1,2

60—70

70-95

4

0,2 (2,0)

4

1,4

1,5

75-80

120—150

5

0,25 (2,5)

4

1,6

2,0

80—90

185—240

5

0,3 (3)

4

1.9

2,5

90—100

Таблица 5-20

Технологические данные по оконцеванию кабелей и проводов с алюминиевыми жилами с помощью керосино-кислородной сварки

Сечение свариваемых жил, мм2

Номера одно­пламенных мундштуков горелки

Рабочее давление, МПа (кгс/см2)

Расход

Продол** житель» ность сварки, в

керосина

кислорода

керо­сина, л/ч

кисло­

рода,

м8/ч

16—25

2

0,15 (1,5)

0,3 (3)

0,4

0,7

25—30

35—50

2

0,15 (1,5)

0,3 (3)

0,6

0,8

40—60

70-95

3

0,20 (2,0)

0,3 (3)

0,8

1,2

65—70

120—150

4

0,25 (2,5)

0,4 (4)

0,8

1,5

70—75

185—240

5

0,30 (3,0)

0,4 (4)

1,2

1,8

80-85

При выполнении соединений жил применяются горелки с двухрожковыми наконечниками, снабженными сетчатыми мундштуками № 4 или 5. Приварка кабельных наконечников производится горелкой с однопламенными мундштуками. В табл. 5-19 и 5-20 приводятся данные по выбору мундштуков горелок в зависи­мости от сечения жил и значения давлений кислорода и керосина, которые сле­дует устанавливать при сварке, а также нормальная продолжительность про­цессов.

Updated: 23.04.2014 — 06:28