Газовая сварка – это наиболее часто используемый способ соединения отдельных металлических деталей в монолитную конструкцию. Популярность такого метода объясняется низкой стоимостью оборудования и простотой его применения.
Что такое газовая сварка и где она применяется
Сварка газом используется для соединения металлических поверхностей в одно целое. Сущность этого способа заключается в расплавлении кромок обрабатываемых элементов за счет высокой температуры горения газа, подаваемого под давлением.
Для формирования шва используется добавочный припой. Таким образом, газовая сварка и резка металлов выполняются за счет экзотермической реакции взаимодействия горячей газовой смеси и обрабатываемого материала, находящегося в расплавленном состоянии.
В процессе обработки обязательно задействуется специальное оборудование. Чтобы получить необходимую температуру, требуются один из горючих газов и кислород. Эти компоненты подаются из отдельных емкостей в смеситель. Поджигание выполняется искусственно.
Газовую сварку применяют для:
- соединения различных деталей;
- наплавки;
- паяния;
- резки труб и листового проката.
Этот способ обработки металлических элементов нашел применение в промышленном производстве, строительстве и т.д. Его нередко используют при ремонте автомобилей, устранении бытовых поломок, для фиксации узлов из цветных металлов.
Подходит он и тогда, когда необходимо соединить элементы из чугуна и латуни. Наплавка газосваркой часто применяется для увеличения размеров деталей, устранения изношенных частей и повышения прочности.
Требования по ГОСТу
Газосварочный процесс является ручным, качество шва оценивается субъективно и зависит от мастерства сварщика. ГОСТа на результат работы не существует. Однако есть ряд требований к соблюдению технологии.
Качество карбида кальция, применяющегося при сварке, регулируется ГОСТ 1460-2013. Кроме того, нормативными актами установлены параметры давления в редукторе и баллоне, характеристики присадочной проволоки, требования к генератору. Существуют ГОСТы для горелок и шлангов.
Во время работы могут потребоваться разные виды газов:
- ацетилен;
- легкий водород;
- коксовый угольный газ;
- горючий кислород;
- керосин;
- пропан;
- бутан;
- пиролизный газ и т.д.
Характеристики и чистота газа влияют на качество сварки и резки металлов.
Легкий водород
Это бесцветный газ без запаха, который примерно в 14,5 раза легче воздуха. Данное вещество получают путем разложения молекул воды электрическим током. Сочетание водорода с кислородом в неправильной пропорции образует взрывоопасную смесь.
Необходимо предельно точно соблюдать технику безопасности.
Газ для сварки должен соответствовать требованиям ГОСТ 3022-80. Кислородно-водородное соединение горит синим пламенем без четких очертаний, что затрудняет его регулирование.
Рекомендуем к прочтению Как варить металлы в газозащитной среде
Пиролизный газ
Его получают во время переработки нефтепродуктов при температуре +720 °C…+740 °C. Пиролизный газ фасуют в баллоны под давлением 1,9 МПа. По характеристикам горения он схож с ацетиленом. Для сварки и резки применяется редко, т.к. провоцирует коррозии сварочного аппарата. Конец горелки требует тщательной чистки после каждого применения.
Керосиновое топливо
Это желтоватая прозрачная жидкость, являющаяся результатом переработки нефтепродуктов. Керосин быстро испаряется при плюсовой температуре, образуя горючий газ. Во время работы с ним необходимо строго соблюдать особые правила предосторожности, т.к. это вещество может взорваться в случае неправильного применения.
Газ часто задействуют для обработки цветных металлов. Керосин для сварочных работ и резки должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90.
Коксовый угольный газ
Он бесцветен, но имеет характерный запах сероводорода. Вещество получают в процессе переработки угля в кокс. В его составе есть пропан, водород, метан и т.д. Газ, предназначенный для сварки, предварительно очищают от примесей, смол и сернистых соединений.
Горение возможно только при сочетании с кислородом.
Коксовый газ применяют для сварки и пайки изделий из цветных металлов. К месту проведения работ его подают по трубопроводам под давлением 1,3-1,5 кПа. Реже используются баллоны.
Горючий кислород
Необходим для поддержания процесса горения. Он поставляется на место сварки в баллонах. В специальном аппарате кислород смешивается с выбранным горючим газом и подается на горелку.
Ацетилен
Наиболее часто применяется при сварке. Он бесцветен, но имеет характерный чесночный запах из-за включения примесей сероводорода, фосфористого водорода и аммиака. Его вдыхание может спровоцировать приступ головокружения, тошноту и другие признаки отравления. Ацетилен легче воздуха. Он поставляется на место проведения работ в баллонах, находящихся под давлением.
Природный газ
В природном газе, применяющемся для сварки, присутствуют примеси водорода, метан, оксид углевода и т.д. Чаще его используют для обработки легкосплавных металлов.
Достоинства и недостатки
Метод газосварки имеет следующие достоинства:
- доступность расходных материалов;
- простота транспортировки баллонов с газом и другого оборудования к месту работы;
- обеспечение нужного диапазона температур для плавления;
- допустимость применения для сварки многих видов металлов;
- регуляция скорости горения и вида пламени при использовании флюса или припоя.
К преимуществам такого метода относится равномерное прогревание и остывание обрабатываемых поверхностей. Это препятствует появлению пустот и трещин в готовом покрытии. Достоинством газовой сварки считается и низкая цена расходных материалов.
У этого способа сварки немало недостатков. Использование открытого пламени приводит к нагреву большого участка металла. Повышается риск повреждения элементов с низкой термической устойчивостью.
Кроме того, такой метод сварки не применяют для обработки заготовок, толщина которых больше 5 мм, т.к. это становится причиной снижения производительности работ.
Существуют особенности и ограничения на применение этой технологии. Газопламенная сварка не рекомендована для создания нахлестного соединения. Она создает дополнительное напряжение в металле и в дальнейшем может спровоцировать деформацию или разгерметизацию шва.
К недостаткам этого вида сварки относится невозможность автоматизации процесса и необходимость строгого соблюдения правил техники безопасности для недопущения взрыва и пожара.
Рекомендуем к прочтению Что такое сварка TIG
Оборудование для газовой сварки
Для проведения газосварочных работ требуется комплект оборудования, включающий:
- редуктор;
- кислородный баллон;
- предохранительные клапаны;
- горелка;
- газовый генератор;
- шланг;
- флюсы и припои.
Понадобится специальная тележка, предназначенная для размещения всего оборудования. Она обеспечит лучшую мобильность при проведении работ.
Разновидности горелок
Горелки выполняют ряд важных функций. Они участвуют в смешении газа, стабилизации фронта воспламенения, регулируют подачу горючей смеси и интенсивность горения.
В зависимости от конструкционных особенностей горелки бывают инженерными, диффузными, оснащенными системами принудительного нагнетания кислорода, а также комбинированными.
Кроме того, они классифицируются по:
- характеристикам нагнетания давления;
- способу подачи кислорода;
- варианту сжигания газа;
- излучающей способности и т.д.
В зависимости от особенностей конструкции они могут выдерживать от 5 000 Па до 0,3 МПа.
Баллоны с газом
Для каждого вида газа выпускаются баллоны отдельного цвета. В процессе эксплуатации их нельзя окрашивать, чтобы избежать нежелательных реакций. Баллоны, предназначенные для ацетилена, не следует оснащать медными вентилями, т.к. это может спровоцировать взрыв.
Специальные шланги
В процессе сварочных работ применяют специальные шланги. Они предназначены для подачи горячих жидкостей и газов. К этим элементам оборудования предъявляются особые требования.
Они должны выдерживать большое давление. Если на шланге присутствует желтая полоса, он может использоваться для горячих жидкостей. Шланги с красной отметкой выдерживают 6 атмосфер, а с синей – до 20.
Водяной затвор
Водяной затвор предназначен для защиты генератора, трубы и других элементов газосварочного оборудования. Его располагают между ацетиленовой трубой и горелкой.
Пост для сварки газом
Это специальный стол, который можно фиксировать и поворачивать. Некоторые модели оснащены вентиляцией и системой для хранения инструментов.
Проволока и присадки
Для проведения работ используют особую присадочную проволоку. Ее диаметр подбирают в зависимости от толщины детали. В процессе сварки применяют флюсы. Эти вещества производят на основе кремниевой и борной кислоты и выпускают в виде растворов, порошков и паст.
Редуктор
Это важнейший элемент конструкции. Он необходим для снижения давления газа, исходящего из баллона. Редукторы бывают прямого и непрямого действия. Некоторые из них имеют устройства, предотвращающие замерзание газа при его выходе из баллона.
Общие правила безопасности
При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила безопасности. Использовать можно только исправное оборудование. Место работы должно находиться не менее чем в 10 м от источника открытого огня.
Рекомендуем к прочтению Технология плазменной сварки
Пост должен быть оснащен индивидуальными средствами для тушения пожаров. Если используется только ацетилен, то обязательно наличие углекислого огнетушителя или песка.
Воду для тушения пожаров, вызванных этим веществом, использовать нельзя. При воспламенении нужно перегнуть шланг в области редуктора, а затем завернуть все вентили.
Описание технологии сварки
Технология сварки газом имеет некоторые особенности. Существует несколько вариантов проведения работ.
Правая и левая
Различают правую и левую схемы сварки. Первый вариант применяется наиболее часто. Он предполагает продвижение горелки от правого края к левому. В этом случае струю пламени направляют непосредственно на проволоку, которую продвигают перед горелкой. Этим методом часто сваривают мелкие детали, тонкие слиты и материалы, которые плавятся даже при низкой температуре.
Второй вариант предполагает движение горелки от левого края к правому. В этом случае проволоку продвигают после пламени. Левая сварка обеспечивает более глубокое воздействие и лучшее схватывание.
Многослойный метод
Этот способ применяется тогда, когда необходимо сформировать высокопрочный шов. Он предполагает отжиг нижнего слоя и дальнейшую наплавку верхнего. Таким образом, прокаливаются все слои. Это положительно влияет на качество шва.
Сквозной валик
Такой метод требует постепенного оплавления верхнего края имеющегося отверстия на заготовке с последующим наложением расплавленного металла на нижний край отверстия. Для проведения работ необходимо вертикально зафиксировать металлические листы. Таким образом, шов приобретает форму валика.
Сварочные ванночки
Этот способ предполагает формирование ванночек по ходу шва. В каждое такое образование вводится присадочная проволока, которая оплавляется и заполняет пустоты. Сопло двигается на новый участок, а следующая ванночка перекрывает ранее созданную.
Окислительное пламя
Метод применяется для соединения элементов, изготовленных из малоуглеродистых сплавов из стали. Пламя в этом случае окисляет материал, что ведет к формированию окиси железа. Для раскисления используют присадочную проволоку, включающую кремний и марганец.
Отдельно о сварке труб
При сварке труб на месте стыковки с внутренней стороны швов не должны образовываться наплывы. Они будут препятствовать продвижению жидкости по трубе. Кроме того, нельзя насквозь проплавлять стенки.
Сварка труб проводится за счет одного слоя и всего за один проход. При этом выпуклость шва не должна превышать 1-3 мм. Место стыка должно быть максимально ровным.
Газовая резка и виды резаков
Газовая резка – это наиболее простой и эффективный способ разделения цельных металлических поверхностей. Для проведения подобной работы требуется специальное оборудование – резаки.
Выделяются следующие виды:
- пропановый;
- кислородный;
- керосиновый;
- ацетиленовый;
- комбинированный;
- водородный и т.д.
В зависимости от конструкционных особенностей резаки подразделяются на воздушно-дуговые и трехтрубные. Для проведения резки необходимо открыть вентиль с кислородом, а затем с горючим газом. После этого смесь поджигается. Место резки прогревается, выполняется разрез.
Технология газовой сварки металлов: пошаговая инструкция по эффективной технологии соединения деталей
Газовое скрепление или резка металла не были возможны, пока француз Деви в 1836 году не понял, что ацетилен (этин) на основе карбида кальция может гореть. Потом его стали использовать в уличных фонарях и фарах авто и паровозов. Гораздо позже его земляки Фуше и Пикар описали «сварочную ванну» при газоплавильной сварке на основе того же ацетилена.
Но именно в Советском Союзе было впервые начато промышленное производство ацетилена и его «расфасовка» в прочные стальные баллоны белого цвета. Это позволило повысить производительность работы сварщиков на 20 процентов, на столько же не терять ацетилена. Так газовая сварка металлов – стали, чугуна и цветных – стала доступна в любой, даже отдаленной, местности.
Газосварка – универсальное решение
Трудно найти отрасль, где бы ни использовалась газосварка – способ прочного соединения металлов друг с другом в стадии расплава пламенем особых температур. Ведь ацетилен горит при 3 200-3 400 градусах.
Технология газовой сварки простая. Этот способ может заменить электродуговую, но газовую – нет. Но все же первая приоритетна на тонких металлах. Дуга же их просто расплавит, как в мартене, а не скрепит.
Чем «газовать»?
Ацетилен и сегодня широко используется, там, где необходимы небольшие объемы сварки, особенно в аварийных случаях. Широко применяются и иные горючие газы: водород и природный, пропан (отдельно и в смеси с бутаном) и нефтяной, а также пары бензина и керосина.
Но этин среди них – король по теплотворности и термичности факела (на фото газовой сварки это видно) в его смеси с О2. И он больше других газов используется для этих целей.
- Плюсы и минусы технологии:
- не нужен подвод электротока;
- недорогое оборудование и аксессуары;
- ведется только вручную;
- не высокое качество изделий по механике и долговечности.
Что необходимо для газосварки/резки
Оборудование для газосварки простое и удобное для переноски и перевозки. По любому типу горючего газосварочные устройства имеют приставку кислородные. Потому что без него процесс практически невозможен.
Главное оборудование для газовой сварки: баллон или генератор (газгольдер), резак. В генераторе карбид кальция вырабатывает ацетилен (его формула – C2H2) в смеси с водой. В работе их больше используют профессиональные газосварщики, поскольку такой метод взрывоопасен. Поэтому в быту, на СТО автомобилей, в различных мастерских, на морских судах пользуются только баллонным ацетиленом.
Баллоны с газом и кислородом. Кислород не горит, но усиливает горение. При соединении с различными минеральными или синтетическими маслами, в то числе и с пищевыми, может произойти взрыв.
Поэтому для обслуживания баллонов голубого цвета необходима чуть ли не медицинская стерильность: чистые перчатки, хорошо вымытые или обезжиренные ключи, редукторы.
Для каждого вида газа есть свой вентиль и редуктор, чтобы не было дополнительной реакции с металлом. Вентили для ацетилена стальные, кислорода и пропан/бутана – латунные. К ним подсоединяются редукторы, рассчитанные на определенное давление: ацетиленовые – на 2,5 МПа (5320 литров газа в баллоне), кислородные – 15 МПа (6000).
В белые баллоны засыпается пористый материал (древесный уголь) и заливается ацетон и лишь после этого закачивается ацетилен. Внутри происходит еще одна химическая реакция и вырабатывается дополнительный ацетилен.
Как варить газовой сваркой? Смешивание кислорода с газами однотипно. В резаке усилитель пламени соединяется с этином и в паре выходят из сопла горелки после поджига огнем синего цвета.
Различия сварки
Горячее схватывание металлов производится такими методами:
Шаг горелки влево. Подходит для тонкой и быстроплавкой стали. Горелка правой рукой рабочего движется влево, а сварочная проволока находится чуть дальше пламени по линии будущего соединения;
Движение вправо. Рычаг с пламенем движется по указанному маршруту, а присадка следует за горелкой. Энергия пламени рассеивается меньше, и раскрытие шва от этого – не прямой угол, а только 60-70 градусов.
Применяется для железа от 3 мм и выше, а также с высокой термопроводимостью. В обоих случаям диаметр присадки согласуется с толщиной скрепляемого железа – наполовину меньше.
Одна практическая тонкость метода Фуше и Пикара – расплавные ванны. Если грамотно варить металл, то ванна постоянно следует позади горелки. Она – указатель качественной сварки.
На том месте, где возникла температура плавки – металл как бы становится жидким. Именно в этот момент присадочная проволока попадает в сталь, также плавится, и эта «река» течет по шву. В нем расплав присадки выполняет важную роль упрочняющего шов материала. Ванна прочно скрепляет тонкие полосы и трубы из стали с низким содержанием углерода и легированием ниже пяти процентов.
Отличия соединения различных швов:
- по горизонтали и потолкам выбирается правый способ, когда металл не льется из «ванны»;
- по вертикали и наклонам – левым методом;
- Этим отличается применение газовой сварки в различных отраслях.
Фото газовой сварки металлов
- Также рекомендуем просмотреть:
Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉
Как варить пропаном
- Широко распространённая сварка пропаном представляет собой соединение металлических заготовок в сварочной ванне, образуемой при их нагревании высокотемпературной струёй горючей смеси из двух газов.
- В качестве её компонентов обычно используются ацетилен и кислород, причём последний выполняет функцию катализатора, ускоряющего окислительный процесс и формирующего сварочную струю.
- В отдельных случаях в качестве второй составляющей кислородно-горючей смеси выбирается пропан, от которого и произошло название данного метода.
Принципы и особенности процесса
Сварка пропаном начинается с того, что горючий состав поступает в горелку и через специальное калиброванное сопло под давлением выходит наружу. Затем сварщик поджигает газ, и после его воспламенения регулирует напор и качество смеси посредством расположенных на корпусе вентилей.
Исходящая из сопла очень тонкая струя пламени состоит из ядра, зоны восстановления и рабочего факела. Самая высокая температура развивается именно в ядре; при этом сама газовая сварка пропаном происходит в промежутке между ним и зоной восстановления.
- Одновременно с этим за счёт воздействия высоких температур на обрабатываемый металл сварочная ванна защищается от нежелательного контакта с воздухом.
- Возможность точечной обработки металла тонкой струёй позволяет применять сварку пропаном не только при фигурной резке исходных заготовок, но и при изготовлении целого ряда декоративных изделий и украшений.
- Сварка по этой методике требует от исполнителя особых профессиональных навыков, получить которые можно лишь после прохождения курса предварительного обучения и последующей длительной практической работы с пропаном.
Техника сварки
Сварка пропаном предполагает применение следующих двух методик:
- высокотемпературный нагрев кромок заготовок, последующее их оплавление и окончательное соединение;
- формирование рабочего шва методом наплавки или напыления.
Во втором случае используется специальная присадочная проволока из мягкого металла, необходимая для того, чтобы сварочная ванна оставалась полностью насыщенной.
При проведении рабочих операций по первой из этих методик расходуется большое количество пропана, поскольку для оплавления металлических кромок требуются высокие температуры. Поэтому чаще всего предпочтение отдаётся второму способу сварки, при котором на нагрев присадочной проволоки из легкоплавких металлов тратится заметно меньше энергии.
Оба этих подхода при работе с пропаном в целом приводят к одному и тому же результату. Однако они принципиально различаются по расходу газовой смеси, затрачиваемому на работу времени и функциональности (другими словами – по своей экономичности).
Сварка посредством наплавки, помимо экономии средств и времени, обеспечивает повышенную прочность шва и выглядит более эстетично. Именно эта методика используется при прокладке и обустройстве магистральных трубопроводов, а также при сварке различных изделий и элементов строительных конструкций.
Достоинства и недостатки
К основным достоинствам любой газосварки (включая сварку пропаном и кислородом) относятся следующие моменты:
- независимость от стационарного или передвижного источника питающего тока, требующего для своей работы централизованного энергоснабжения. Газосваркой с использованием пропана пользуются обычно при проведении монтажных работ на сельских объектах и удаленных площадках, лишённых постоянного энергообеспечения;
- грамотное применение методов сварки пропаном и соблюдение всех предписанных нормативами температурных режимов позволяет получать качественный шов и избежать образования прожогов;
- оборудование для газосварки (сам резак или пропановая горелка, подводящие шланги и баллоны с газом, размещаемые на тележке) достаточно мобильны и удобны для местных перемещений и дальней транспортировки.
Недостатком метода обработки металлических заготовок пропаном является низкая производительность монтажных работ, большие затраты времени на высокоточное сваривание и необходимость в навыках проведения этих операций. К этому следует добавить повышенный расход материала, а также опасность высокотемпературного режима, захватывающего большие участки зоны сварки.
Устройство горелки
Горелка для сварки пропаном состоит из рукоятки с расположенными на ней вентильными устройствами, обеспечивающими регулировку подачи газов и смешивания их в нужной пропорции. Посредством специальных ниппелей к ним подсоединяются подводящие газ рукава, соответствующие действующим стандартам (ГОСТ 9356).
Согласно этому нормативу каждый из шлангов (рукавов) оснащается сменным наконечником со смесительной камерой, которая в свою очередь оборудована встроенным инжектором.
На камере рукавов указывается тип (номер) наконечника и наименование газа, на работу с которым он рассчитан. Удобное и эргономичное расположение вентилей позволяет удерживать рукоятку горелки одной правой рукой, производя при этом второй все необходимые рабочие операции в процессе сварки.
Наконечник типовой газовой горелки состоит из мундштука, инжектора и специальной подающей трубки. Размеры отверстий в мундштуке и в инжекторе (точнее – их соотношение) рассчитаны на применения этих узлов только для конкретного вида газа (пропана или кислорода).
- Температура, развиваемая в зоне факела горения пропана с кислородом, может достигать примерно 2300 °C, в связи с чем мундштуки этих сборных конструкций чаще всего делаются из меди.
- Объясняется это тем, что медные материалы отличаются большей теплопроводностью (по сравнению с латунными мундштуками, например), и в процессе сварки быстрее охлаждаются.
Меры предосторожности
Поскольку при обращении с газовой горелкой создаются значительные по объёму зоны с высокотемпературным режимом – всегда следует помнить о соблюдении требований техники безопасности при сварке.- Согласно действующим нормативам газосварочные работы с пропаном должны проводиться в специально предназначенных для этих целей рукавицах, надёжно защищающих ладони от возможных ожогов.
- Помимо этого, нежелателен длительный визуальный контакт с ядром пламени, поскольку повышенные световые нагрузки способны привести к поражению роговицы глаза.
- Категорически воспрещается прикасаться к газовому оборудованию испачканными в масле руками, так как при соединении смазочных веществ с кислородом возможно мгновенное воспламенение и аварийный разрыв баллона.
Особое внимание должно уделяться вопросу хранению баллонов с пропаном и кислородом, которые, как правило, содержатся в специально изготовленных для этих целей металлических шкафах. Предполагается, что доступ к таким хранилищам строго ограничен.
Можно сказать еще несколько слов о достоинствах резки и сварки посредством пропана. Огромный опыт работ, организованных и проводимых по этой методике, свидетельствует о высоких качественных показателях методики, а также о соответствующем уровне её функциональности.
Такие факторы, как удобство и доступность, экономичность и высокое качество шва позволяют оценивать технику сваривания металлических заготовок пропаном как ни в чём не уступающую классической электродуговой сварке.
Особенности и преимущества газовой сварки
1 / 1
Опыты по сварке и резке металлов с помощью горючих газов впервые были проведены в конце XIX века. В 1895 г. Анри Луи Шателье продемонстрировал высокотемпературное пламя, полученное им при горении ацетилена в кислороде. Температура пламени достигала 3000 градусов Цельсия. Этому успеху предшествовало открытие способа получения карбида кальция из известняка и угля.
Благодаря целому ряду уникальных возможностей, газовая резка и сварка металлов получили широкое распространение, несмотря на уже известную в то время электросварку. Сильно милитаризованный мир начала XX столетия пришёл в восторг от возможности сварки и резки металлов под водой. Уже в 1917 г. подводная кислородная резка была поставлена на службы военно-морских ведомств Англии и Америки.
Россия впервые увидела газовую сварку на демонстрационных опытах в Московском техническом училище в 1906 году. Сварка была по достоинству оценена благодаря небольшой стоимости и простоте аппаратуры. Широкое применение такого способа соединения металлов сдерживалось только небольшими объёмами производства карбида кальция в стране.
Физико-химические основы газовой сварки
Виды сварки, использующие тепловую энергию, относятся к термическому классу. В этот класс входит и газовая сварка. Кромки соединяемых деталей располагаются параллельно и плавятся до образования сварочной ванны, где происходит соединение их материалов. После остывания расплава образуется единое целое, что и является сварочным швом.
Нагрев и плавление металлов происходит под воздействием теплоты, выделяющейся из горелки в результате реакции окисления между ацетиленом и кислородом.
Эскиз горелки: 1 — мундштук; 2 — сменный наконечник; 3 — смесительная камера; 4 — инжектор; 5 — кислородный вентиль; 6 — ацетиленовый вентиль
С точки зрения кинетики химических и диффузионных процессов, сварка металлов плавлением является высокотемпературным процессом, который активирует химические реакции между металлом, средой, шлаками и создаёт условия для диффузионных процессов соединения металлов. Атомы и молекулы металлов входят в тесное соприкосновение и образуют новые молекулы, из которых состоит материал сварного шва.
Замечательной особенностью этого вновь образованного материала сварного шва является то, что его прочность, зачастую, бывает выше прочности исходных материалов. Это качество подтверждено как лабораторными физическими исследованиями, так и реальными фактами разрушения материала около шва в то время, как шов остаётся целым.
Для надёжного ведения газосварочных работ необходимо выполнение условия двукратного превышения температуры горения газа над температурой плавления металла.
Такие условия можно создать только с помощью ацетилена, имеющего температуру горения 3150 0С. Этот газ позволяет варить практически все виды стали.
Говорить о преимуществах и недостатках этого вида сварки можно только с учётом свойств газов, задействованных в процессе.
Какой газ подходит для сварки
Кислород
Кислород получают из воздуха методом криогенной ректификации. По качеству кислород принято делить на три сорта в зависимости от наличия примесей:
- 1-й сорт содержит 99,7% кислорода;
- 2-й сорт содержит 99,5% кислорода;
- 3-й сорт содержит 99,2% кислорода.
Разница в процентном содержании может показаться незначительной, но это не так. Сорт очень важен, особенно при резке металлов. Даже незначительное уменьшение содержания кислорода снижает скорость резания и увеличивает расход газа. Чаще всего, кислород к месту работы доставляют в баллонах под давлением 150 – 165 атм.
Ацетилен
Существует два способа ведения работ с использованием ацетилена. В первом случае его получают на месте проведения работ в специальном устройстве. Реактивами служат карбид кальция и вода. Однако большее распространение получил способ доставки готового ацетилена к месту работ.
Баллонная доставка ацетилена отличается от доставки большинства других газов. Эта особенность обусловлена чрезвычайной взрывоопасностью этого газа. Заполненные активированным углём баллоны пропитывают ацетоном. Такой приём позволяет снизить взрывоопасность до приемлемого уровня. Обычно используются баллоны объёмом 40 литров, из которых в нормальных условиях получают 4,5 м3 газа.
Другие газы
Другие газы используют исключительно по причине дороговизны ацетилена. В качестве заменителей чаще всего используют или пропан, или пропанобутановую смесь.
Эти газы обладают высокой теплотворной способностью, но потребляют в три раза больше кислорода, что сводит экономический эффект от их применения почти до нуля.
Цветные металлы, имеющие более низкую температуру плавления, свариваются пропаном со значительной экономией.
Гораздо реже используют другие заменители ацетилена, так как они имеют ещё более низкую температуру сгорания. Но не стоит сбрасывать их со счетов. Существует масса конкретных случаев, где их применение вполне оправдано.
Преимущества и недостатки газовой сварки
Основное преимущество, которое способствовало широчайшему внедрению газовой сварки – её простота. Список необходимого оборудования краток, что делает этот вид сварки незаменимым для неспециализированных производств.
Попробуйте найти на сельской ферме электросеть достаточной мощности, сварочный генератор, специалиста для его профилактики и ремонта и ещё много чего.
А пару баллонов с газом и резак всегда можно прикатить вручную в любую точку села.
Простота метода заключается не только в простоте оборудования, но и в простоте ведения сварки. Регулируя количество газа, проходящего через горелку и её наклон, можно менять скорость и площадь нагрева, задавая различные режимы сварки.
К недостаткам относят высокую стоимость ацетилена, низкую производительность его заменителей, которая обусловлена небольшой скоростью прогрева металла. Повышению себестоимости работ способствует, неизбежно, большая площадь нагрева металла. Не следует упускать из виду и значительную взрывоопасность процесса.
Совокупность положительных и отрицательных качеств газовой сварки и определяет выбор технологов при различных условиях ведения работ. Можно с уверенностью сказать, что газовая сварка прочно вошла в технологические процессы и вряд ли сдаст свои позиции в ближайшее время.
Практическое применение газовой сварки
Проще было бы сказать о том, где не применяется газовая сварка. Это универсальный метод и область его применения ограничена только соображениями рентабельности. Есть место, где эту разновидность сварки можно считать незаменимой – это кузовной ремонт и прочие места, где варят очень тонкую листовую сталь.
Традиционно этому виду сварки отдают предпочтение при:
- монтаже труб диаметром до 50 мм.;
- сварке цветных металлов (алюминия, меди) и их сплавов;
- сварке чугунных изделий.
С её помощью можно легко устранять дефекты чугунного, латунного и бронзового литья. Для этого применяют газовую сварку с чугунными, латунными и бронзовыми прутками. Она используется для наплавки твёрдых сплавов. Простота метода обусловила его широкое применение при ремонтных работах, в сельском хозяйстве и строительно-монтажных работах.
С её помощью можно легко устранять дефекты чугунного, латунного и бронзового литья. Для этого применяют газовую сварку с чугунными, латунными и бронзовыми прутками. Она используется для наплавки твёрдых сплавов. Простота метода обусловила его широкое применение при ремонтных работах, в сельском хозяйстве и строительно-монтажных работах.
Технология и способы ведения газовой сварки
Технологический процесс газовой сварки предусматривает чистку краёв свариваемых деталей. Края освобождаются от мусора, грязи, окалины, шлака и зачищаются металлическими щётками. Для предотвращения деформации металла в процессе сварки предусматривают предварительную прихватку вдоль шва.
На следующем этапе подготовки подбирают горелку по мощности. Понятно, что более толстому металлу будет соответствовать более мощная горелка. Мощность горелки определяется её способностью пропускать то или иное количество газа в единицу времени.
Существует два основных способа газовой сварки: левый и правый. Левым способом сваривают металлы толщиной до 3 мм. Горелку ведут справа налево. Присадочная проволока, диаметром равная половине толщине металла плюс 1 мм., должна быть впереди горелки. Это самый распространённый способ, т.к. в этом случае сварщик хорошо видит шов и, естественно, внешний вид шва получается лучше.
При правом способе сварки горелка движется слева направо, и вслед за ней движется присадочный пруток, диаметром равный половине толщины металла. Этим способом варят листы толщиною более 3 мм.
Движение горелки сопровождается поперечными колебаниями, что позволяет лучше прогреть шов. Ввиду того, что пламя горелки направлено в сторону остывающей сварочной ванны, металл лучше защищен от окисления.
Сварочный шов получается не такой красивый, как при левом способе, но более качественный.
Как вы могли заметить, нет однозначного превосходства одного способа сварки над другим. Выбор зависит от многих факторов и ставит перед технологами непростую задачу. Кроме способа ведения горелки, технологи должны задать способ сварки.
Сквозной валик
Это наиболее простой и часто используемый способ. Соединяемые листы располагают с зазором равным половине толщины металла. Далее происходит оплавление кромки до появления сквозного отверстия. Затем его заливают расплавленным металлом кромки.
Газовая сварка ванночками
Используется для соединения углов и стыках при толщине металла не более 3 мм. Данный метод предусматривает применение присадочного прутка или проволоки. На шве создают сварочную ванну и вводят в неё присадочный пруток. После расплавления небольшой части прутка его переводят в тёмную часть пламени, которая обладает восстановительными свойствами.
При этом горелка перемещается на новый участок шва круговым движением, где образуется новая ванночка, перекрывающая предыдущую на треть диаметра. Этот способ показывает хорошие результаты при сварке тонких листов и труб из малоуглеродистой и низколегированной стали.
Многослойная газовая сварка
Применяется только для сварки ответственных изделий. Очень высокого качества, но требует больших затрат времени и газа.
Преимущества заключаются в меньшей зоне нагрева металла, отжиге нижних слоёв во время сварки последующих. Проводится сварка короткими участками с очисткой каждого предыдущего слоя от окалины.
Для повышения качества шва каждый предыдущий слой может проковываться перед наложением следующего.
Оборудование для газовой сварки
Газовая горелка
Основным рабочим инструментом газосварщика является газовая горелка. Средняя часть горелки имеет два вентиля для регулировки подачи горючего газа и кислорода. Для исключения возможности открытия ненужного вентиля, на них имеются выпуклые надписи. Кроме того, они окрашиваются в разные цвета. С одной стороны к средней части (через уплотнительное кольцо) подсоединяется наконечник с мундштуком, с другой стороны — два штуцера, предназначенные для подключения шлангов подачи кислорода и ацетилена.
Конструктивно горелки могут быть выполнены как инжекторными, так и безинжекторными. Встречаются следующие разновидности горелок:
- газовые;
- жидкостные;
- однопламенные и многопламенные.
По мощности горелки разделяют на горелки малой, средней и большой мощности. Горелки большой мощности используются крайне редко. Горелки малой мощности получили самое большое распространение. Ими варят листы металла толщиной от 0,2 до 7 мм.
Листы металла толщиной от 0,5 и до 30 мм. варятся с помощью горелок средней мощности.
Для получения наилучших показателей по рентабельности и производительности горелки малой мощности комплектуются четырьмя видами насадок, а горелки средней мощности имеют семь видов насадок.
Существует особый класс микромощных горелок, но они очень специфичны и используются крайне редко. Новые образцы горелок могут быть оборудованы устройством пьезоподжига.
На сайте производителя КЕДР Вы можете ознакомиться с каталогом газовых горелок и сделать правильный выбор.
Газовые резаки
По принципу действия газовые резаки мало отличаются от горелок, но имеют некоторые конструктивные отличия. В отличие от обычной горелки, резак имеет два отдельных канала подачи горючего газа и кислорода. На каждом канале имеется регулировочный вентиль, с помощью которого можно управлять режимами работы резака: разогревом либо резкой.
Большинство пользователей сходятся во мнении о том, что газовая резка металла – самый удобный и экономичный способ. В сравнении с ним проигрывают даже современные сварочные инверторы. В связи с большой стоимостью ацетилена, большую популярность как у профессионалов, так и у домашних умельцев всё больше приобретает резка металла пропаном.
Пропан – доступный и дешёвый газ в совокупности с недорогим пропановым резаком стали незаменимыми помощниками при раскрое листовых заготовок и для работ по демонтажу металлических конструкций.
С газовыми резаками производства компании «Кедр» можно ознакомиться в каталоге. Здесь же можно получить профессиональную консультацию, сделать свой выбор и оформить заказ.
Горелки и резаки от компании «Кедр» и другое газосварочное оборудование отличаются длительным сроком службы, надёжной работой и особым удобством в обращении.
Этот результат достигнут при тесном сотрудничестве со специалистами отдела эргономических исследований нашей компании.
Кроме доступной цены и высокого качества, мы предлагаем лучшие условия при оплате и доставке по Москве и всей России.
Загрузка...
