25.06.2020
По популярности газовая сварка находится на втором месте после электродуговой. Технология относится к виду сварки плавлением. Газосварочное оборудование обеспечивает надежное соединение цветных и черных металлов.
Что такое газовая сварка
Сущность газовой сварки заключается в том, что металл соединяемых заготовок и присадочного материала плавится теплом, выделяемым при сгорании горючих газов.
Для получения высокой температуры они смешиваются с чистым кислородом в смесителе газовой горелки. Соотношение компонентов можно оперативно изменять регулировкой объемов, подаваемых в смеситель.
Это позволяет настраивать оптимальный режим сварки или резки.
У газовой сварки, по сравнению с дуговой, скорость нагревания рабочей зоны меньше. Эту особенность относят к достоинствам при работе с инструментальной сталью, чугуном, цветными металлами. Сварка этих металлов должна проводиться с медленным нагревом и охлаждением. К ним также относятся некоторые марки легированной стали.
Отличительной особенностью газовой сварки является возможность сваривать почти все металлы.
Достоинства и недостатки
К плюсам газовой сварки относят:
- низкую цену оборудования;
- возможность сварки и резки в полевых условиях;
- регулирование мощности пламени в широких пределах;
- сварку большинства видов металла и сплавов ― от алюминия до легированных сталей;
- плавный нагрев, предотвращающий деформацию деталей и образование трещин.
Недостатки:
- Низкий КПД из-за большого рассеивания тепла. По этой же причине технология не рентабельна при сварке заготовок толщиной больше 5 мм из-за перерасхода газа.
- Нагрев большой площади прилегающих к шву участков способствует образованию остаточных напряжений в металле.
- При соединении внахлест высока вероятность деформации деталей.
- Процесс газовой сварки из-за особенностей принципа работы трудно поддается механизации.
- Применение легковоспламеняющихся газов связано с высокой взрывопожароопасностью.
Область применения
Газовую сварку металлов применяют для выполнения:
- сборки и ремонта изделий из стали толщиной до 5 мм;
- монтажа трубопроводов небольшого диаметра;
- наплавки твердых сплавов и цветных металлов на сталь и чугун;
- монтажа конструкций из тонкостенных труб;
- заделки дефектов на отлитых заготовках.
Широкое распространение газопламенная сварка получила в строительстве, сельском хозяйстве, ремонтных мастерских.
Применяемое оборудование
В комплект оборудования для сварки газом входят:
- Водяной затвор для предотвращения повреждения элементов оборудования обратным пламенем. Устанавливается между горелкой и источником ацетилена. По мере испарения воду доливают.
- Баллоны с кислородом и горючим газом или генератор ацетилена. По правилам техники безопасности газ не должен контактировать с краской. Поэтому верхнюю часть баллонов не окрашивают. Чтобы при контакте ацетилена с медью не произошел взрыв, на баллонах с этим газом должны устанавливаться вентили из другого металла.
- Газовая горелка, обычная или инжекторная.
- Редукторы для снижения давления газа и кислорода на выходе из баллонов.
- Шланги для соединения газовой горелки с баллонами. На шлангах для горючих газов нанесена желтая полоса.
Оборудование для газовой сварки
Если газосварочные работы проводятся в разных местах, оборудование устанавливают на тележку с соответствующими креплениями. На предприятиях устраивают стационарные газовые посты с вентиляцией и шкафами для хранения баллонов.
Что такое цветная дефектоскопия
Какие газы используются при сварке
Для того, чтобы газы сгорали с максимальной эффективностью нужен кислород без примесей. В зависимости от степени очистки он бывает:
- высшего сорта (концентрация 99,5 %);
- 2-го (99,2 %);
- 3-го (98,5 %).
Так как варят газосваркой не в стерильных условиях, следует учитывать, что при контакте кислорода с техническими маслами может произойти самовозгорание. Баллоны должны храниться в помещении, где нет источников открытого огня в месте, куда не попадают солнечные лучи.
Чаще всего в паре с кислородом используют ацетилен, так как его температура горения доходит до 3400⁰C. Его получают из карбида кальция при растворении в воде.
Обратите внимание!
При высоком давлении или температуре ацетилен взрывается. Поэтому, по правилам безопасности установка водяного затвора обязательна.
Второе место с температурой горения до 2800⁰C занимает пропан. Газовые смеси кислорода с метаном, водородом, парами керосина, блаугазом по температуре значительно уступают лидерам. Применяются для работы только с цветными металлами с низкой температурой плавления.
Расходные материалы
Расходными называют сварочные материалы, необходимые для формирования швов. Для заполнения зазоров между соединяемыми деталями используется присадочная проволока. Ее диаметр выбирают в зависимости от толщины заготовок и способа сварки. Если проволоки нужной марки нет, ее можно заменить полоской металла, из которого сделаны детали.
Для защиты расплавленного металла от окисления при контакте с воздухом используют флюс, который создает защитную среду за счет выделения газов при нагреве.
Особенно это актуально при сварке меди и алюминия, а также их сплавов. Для углеродистой стали такая защита необязательна. Во все виды флюса в качестве основного компонента входит борная кислота.
Составы готовят в виде пасты, порошка, раствора. Флюс наносят на детали или присадочную проволоку.
Технология и способы газовой сварки
Технология газовой сварки подразделяется на два вида:
- Газопламенный вид выполняется с образованием сварочной ванночки за счет плавления кромок деталей и присадочной проволоки.
- Газопрессовая сварка выполняется без присадочных материалов и флюсов. После расплавления кромок детали плотно сжимаются между собой и удерживаются до остывания шва.
Схема газопламенной сварки
В обоих случаях кромки предварительно очищают от грязи, ржавчины наждачной бумагой или металлической щеткой. Аналогично обрабатывают присадочные материалы.
Техника газовой сварки позволяет накладывать швы независимо от пространственного положения ― от нижних до потолочных. При наложении потолочных швов расплавленный металл удерживают давлением газовой смеси.
Для соединения деталей с предварительно отбортованными кромками присадочная проволока не нужна. Чаще всего газовой сваркой заготовки соединяют встык, угловыми и торцевыми швами реже.
Скорость нагревания кромок деталей регулируют углом наклона относительно поверхности деталей. Чем больше его величина, тем быстрее нагревается металл.
Как варить алюминий полуавтоматом для начинающих
На практике применяются следующие способы сварки:
- Левый используют для работы с металлами толщиной до 3 мм с низкой температурой плавления. Пламя ведут вдоль стыка справа налево. Для лучшего прогрева кромок деталей совершают колебательные поперечные движения мундштуком. При левом способе газовой сварки присадочную проволоку перемещают перед горелкой. Ее диаметр должен быть в 2 раза меньше толщины деталей плюс 1 мм.
- Правый применяют для сварки заготовок толщиной более 3 мм с разделанными под углом кромками. Пламя ведут от левого края стыка к правому, присадочную проволоку, опустив конец в сварочную ванну, продвигают вслед за мундштуком. Ее диаметр не должен превышать половины толщины деталей. За счет лучшей защиты сварочной ванны пламенем при правом способе качество швов выше, чем при левом. Кроме этого на 10% сокращается расход газа и на 20% продолжительность процесса.
Левый и правый способы газовой сварки - Сквозным валиком сваривают только листовой металл. Заготовки размещают в вертикальном положении, чтобы между ними оставался зазор размером в половину толщины листов. Горелкой плавят кромки до образования сквозного отверстия. На его нижнюю часть наплавляют слой металла присадочной проволоки по всей толщине листов. Сдвигают горелку немного выше, проплавляют верх отверстия, на низ накладывают следующий слой присадки. Операцию повторяют до полного заполнения стыка. За счет послойного наплавления внутри шва не образуются поры, раковины, шлак.
- Ванночками сваривают низколегированные и малоуглеродистые марки стали толщиной до 3 мм. После образования первой ванночки размером 4 — 5 мм в нее погружают конец присадочной проволоки. Когда металл расплавится, ее помещают в темную часть пламени, чтобы не окислялась. Одновременно с этим мундштуком совершают движения по спирали, перемещая пламя вдоль стыка. Следующая ванночка должна перекрывать соседнюю на 30% площади.
- Многослойная газовая сварка отличается от других способов высоким качеством швов, которое достигается за счет отжига нижних слоев верхними и проковки каждого шва. Однако из-за низкой производительности и большого расхода газа применяют только для ответственных работ. Наплавку проводят небольшими по длине участками так, чтобы стыки нижних и верхних швов не совпадали. Прежде чем наносить следующий слой с предыдущего металлической щеткой удаляют окалину и шлаки.
У сварки пропаном и альтернативными газами есть особенности, учитывать которые новичкам трудно. Поэтому на начальном этапе обучения для начинающих сварщиков лучше использовать стандартную смесь кислорода с ацетиленом. Отработку навыков проводят на разных видах металла.
Технология газовой сварки для начинающих Ссылка на основную публикацию 
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.
Ацетиленовая горелка на пропане
Выбирая технический газ, предприятия, прежде всего, ориентируются на то, что для организации разных технологических процессов требуются горючие газы с разными характеристиками. Основными из них являются мощность и температура пламени, потребление кислорода и сферы использования газов.
Для выполнения резки металлов, их сварки и других подобных процессов такой показатель, как мощность пламени, играет важную роль.
Также большое значение имеет способность пламени передавать энергию на подвергаемый воздействию материал.
В этом отношении ацетилен технический лучше пропана, поскольку его использование позволяет создать пламя, которое быстрее нагреет металлическую поверхность до необходимой температуры.
От температурного показателя, которого может достигать полученное с помощью технического газа пламя, зависит время выполнения работы. Поэтому он очень важен для процесса нагрева поверхности.
В этом отношении снова хороших показателей можно достигнуть, используя ацетилен. Если температура пламени пропана может достигать 2 800 градусов Цельсия, то ацетилен нагревается до 3 100 градусов Цельсия.
Однако ацетилен существенно уступает пропану по такому показателю, как запас энергии: 55 против 95 МДж/м3.
Чтобы использовать технические газы, требуется разное количество кислорода. Для ацетилена достаточно 1,1 кубометра, чтобы образовалось нормальное для проведения работы пламя, а для пропана потребуется почти четыре кубометра кислорода.
Ещё одной положительной особенностью ацетилена является то, что его состав можно изменить, чтобы в результате получить восстановительный или нейтральный огонь. Все остальные газы, в том числе и пропан, при тех температурах, которые необходимы для промышленных целей, могут образовывать только пламя окислительного типа. Поэтому пропаном осуществлять сварку нельзя.
А вот если необходимо провести общий нагрев металлической поверхности, то без пропана не обойтись. Для этого термического процесса требуется газ, обладающий значительным энергозапасом на один кубометр. Такими свойствами как раз обладает газ пропан.
Подводя итог, отметим, что ацетилен хорош тем, что его можно использовать в окислительных, нейтральных и восстановительных процессах при осуществлении закалки, резки и сварки металлов. Он высокоэффективен при проведении процессов, которые необходимо прервать. Также его использование возможно на загрязнённых поверхностях.
В свою очередь пропан отличается своей доступностью, так как его можно поставлять и в ёмкостях, и в баллонах. Он эффективен при общем нагреве поверхности, и при его использовании риск обратного удара достаточно низок.
имею горелку Г2-04 ацетиленовая.Использовать её собираюсь для кислород+пропан.Мундштуки № 1 и 2 купил.Внутри трубки Горючей смеси есть фиговина в которой оч. маленькое отверстие.Так вот если её как есть использовать, то Кислорода давления просто не хватает, факел слабый очень.А если я её выкручиваю — всё супер.Скажите можно эту фиговину выкрутить и выкинуть?ПыСы: эту фиговину обвел красным.
Спс.
Смотрите также
Технология бескислородной сварки пропаном — Статьи от компании «ТОРГГАЗ»
Сварка относится к самым распространенным способам создания качественных неразъемных соединений двух и более металлических элементов. Существует несколько подходов к реализации сварочных работ, в т. ч. — газовая сварка. Данная технология предусматривает необходимость соблюдения определенных условий, иначе требуемое качество не будет достигнуто.
Принципы и особенности процесса
Основным инструментом для реализации сварки газом пропаном является специальная горелка: рабочий состав подается в нее по трубкам или шлангам от источника (как правило, это баллон с сжиженным газом).
Далее от оператора требуется поджечь смесь, отрегулировать напор и плотность газопламенной струи. Для этого на корпусе горелки имеются специальные вентили.
Полученная струя пламени отличается небольшим диаметром и высокой насыщенностью.
Состав рабочей струи пламени:
- ядро;
- зоны восстановления;
- рабочий факел.
Наибольшие температурные показатели фиксируются в ядре струи. Процесс сваривания реализуется в переходной области между ядром и зоной восстановления. Защита сварочной ванны от контакта с атмосферным воздухом обеспечивается влиянием высоких температур на материал обрабатываемой заготовки. Малая толщина рабочей струи отлично подходит для изготовления декоративных изделий из металла.
Способы газовой сварки
Для качественного проведения газовой сварки от исполнителя требуется наличие высокой квалификации и опыта проведения подобных процедур.
Существует два основных способа сваривания пропаном:
- Термический разогрев кромок заготовок с целью доведения их до состояния оплавления и последующего соединения. Реализация этой технологии сопровождается значительным расходом сжиженной смеси.
- Создание сварного шва посредством наплавки или напыления. Этот вариант пользуется большей популярностью, учитывая малое потребление газа на размягчение присадочной проволоки (она состоит из легкоплавких материалов).
Финишное качество сварных швов в перечисленных подходах примерно одинаковое. Технология наплавки, кроме меньшего расхода времени и средств, позволяет получать на выходе более эстетичные швы. Данная методика широко применяется для прокладки и обслуживания магистральных линий, создания различных строительных конструкций и пр.
Обработка металла пропаном |
Сварка и резка металлов пропаном — это ряд технологических процессов, связанных с обработкой металлов высокотемпературным газовым пламенем.
Газовое пламя чаще всего образуется в результате сгорания (окисления) пропана технически чистым кислородом (чистота не ниже 98,5%).
Для сварки пропаном, резки металла используют чистый пропан, пропан-бутан, также возможна обработка металлов и с применением других горючих газов.
Сварка пропаном
Основные преимущества сварки пропаном — универсальность как для сварки металлов различных толщин, так и для сварки металлов с различными физико-химическими свойствами. Газовой сваркой могут быть получены все виды сварных соединений и большинство типов швов в различных пространственных положениях. В этом отношении сварка пропаном также универсальна, как и дуговая.
Технология сварки на пропане позволяет обрабатывать все металлы, применяемые в механизмах. Хороший эффект дает сварка пропаном меди, чугуна, латуни, свинца, бронзы, алюминиевых сплавов.
Сварка пропаном используется при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, ремонтной сварке литых изделий и монтажной сварке стыков трубопроводов малых и средних диаметров с толщиной стенки до 5 мм и фасонных частей к ним, сварке узлов конструкций из тонкостенных труб, при наплавке латуни и бронзы на детали из стали и чугуна, наплавке твердых и износостойких сплавов, пайке-сварке ковкого и высокопрочного чугуна. Из-за простоты оборудования, независимости от источника энергоснабжения, возможности широкого регулирования скорости нагрева и охлаждения металла технология сварки на пропане находит применение в ремонтных и монтажных работах.
Расход пропана на ручную сварку
| Толщина металла, мм | Масса наплавленного металла, кг | Масса присадочной проволоки, кг | Нормы расхода на 1м шва | |
| Пропан-бутана, м3 | Кислорода, м3 | |||
| Швы стыковых соединений без скоса | ||||
| 1 | 0,028 | 0,029 | 0,013 | 0,044 |
| 1,5 | 0,049 | 0,051 | 0,023 | 0,081 |
| 2 | 0,07 | 0,074 | 0,034 | 0,119 |
| 2,5 | 0,084 | 0,088 | 0,044 | 0,148 |
| 3 | 0,098 | 0,103 | 0,051 | 0,178 |
| Швы стыковых соединений со скосом двух кромок | ||||
| 3 | 0,133 | 0,14 | 0,063 | 0,22 |
| 4 | 0,178 | 0,187 | 0,104 | 0,365 |
| 5 | 0,224 | 0,235 | 0,139 | 0,49 |
| б | 0,265 | 0,278 | 0,197 | 0,69 |
Оборудование для сварки на пропане
Горелки для сварки пропаном можно подразделить на следующие группы: с подогревом горючей смеси до ее выхода из мундштука; обычные для ацетиленокислородной сварки, укомплектованные инжекторами, смесительными камерами и мундштуками с расширенными проходными сечениями; камерно-вихревые.
Горелки с подогревом пропана до выхода его из мундштука промышленностью комплектуются на базе серийных ацетиленокислородных горелок. Часть газа (5-10%) выходит через дополнительные сопла подогревателя и сгорает, образуют факелы, подогревающие камеру из коррозионностойкой стали.
Температура смеси на выходе из мундштука повышается на 300-350°С и соответственно возрастают скорость сгорания и температура основного пламени.
Горелками на пропан-бутане можно сваривать стали толщиной до 5 мм (в отдельных случаях — до 12 мм) с удовлетворительными показателями по производительности и качеству сварки.
При переводе горелок, рассчитанных для работы на ацетилене, на пропан-бутан следует брать наконечник на два номера больший и ввертывать в него мундштук на один номер больший, а инжектор — на один номер меньший, чем при сварке металла той же толщины на ацетиленокислородной смеси.
Резка металла пропаном
Газовая резка металла пропаном — это способ разделения металла по прямому или криволинейному контуру. Метод основан на использовании при резке пропана (для нагрева) и кислорода, с экзотермической (с выделением тепла) реакцией окисления металла. Сам процесс резки включает в себя стадию подогрева металла пламенем горящего пропана и непосредственную резку струей режущего кислорода.
Процесс резки металла пропаном начинают с подогрева верхней кромки металла подогревающим пламенем до температуры воспламенения металла, которая в зависимости от химического состава стали составляет 1050-1200°С.
При достижении температуры воспламенения на верхней кромке металла на нее из режущего сопла подается струя кислорода, при этом сталь начинает гореть в струе кислорода с образованием оксидов и выделением значительного количества теплоты, обеспечивающей разогрев стали у верхней кромки до температуры плавления.
Образовавшийся на верхней части кромки расплав жидких оксидов и железа перемещается по боковой кромке металла струей кислорода и осуществляет нагрев нижних слоев металла, которые последовательно окисляется до тех пор, пока весь металл не будет прорезан на всю глубину.
В настоящее время резка металла пропаном — один из основных процессов, связанных с удалением небольших объемов металла методами химического и электрофизического воздействия с целью получения заготовок из листовых материалов, труб, профильного проката, литья, поковок и т.п. для последующего изготовления сварных металлоконструкций.
Сварка, резка и пайка металлов
При ремонте сельскохозяйственной техники широко применяются газовая сварка и резка.
Накопленный производственный опыт показал, что пропан и бутан являются хорошими заменителями ацетилена и керосина для газопламенной обработки металла.
Сжиженный газ дешевле ацетилена, а качество резки пропан-бутан-кислородным пламенем выше, чем ацетилено-кислородным. При работах в зимних условиях получение газа из баллона с пропан-бутановой смесью не вызывает обычно затруднений.
Ведение работ с применением сжиженных газов значительно более безопасно, чем при использовании карбида кальция и ацетилена.
Газовая сварка производится сварочным пламенем, образующимся при сгорании смеси кислорода с горючим газом, который может являться сжиженным газом (пропан или пропан-бутановая смесь). Сварочное пламя в зависимости от соотношения кислорода и пропан-бутана бывает нормальным, окислительным и науглероживающим.
Для сварки большинства металлов используют нормальное пламя с небольшим избытком кислорода. Сварка малоуглеродистой стали пропан-бутан-кислородной смесью производится при соотношении газа и кислорода 1 : 3.
Уменьшением содержания пропан-бутана или увеличением количества кислорода получают окислительное пламя, а при увеличении количества пропан-бутана науглероживающее пламя.
Газокислородная сварка и резка металла может производиться как в условиях мастерских, так и в полевых условиях, для чего обычно используются одиночные баллоны.
Питание передвижного поста от баллона ввиду небольшого количества отбираемого газа может осуществляться без испарителя при температуре воздуха до минус 25—30 °С. При питании нескольких постов от газовой сети, т. е. при белое значительном расходе газа, может быть применена групповая баллонная установка.
- Газы доставляются на рабочее место или по трубопроводу от стационарных емкостей, или в стальных баллонах.
- Для снижения давления сжиженного газа могут быть использованы обычные редукторы типа РДК, РДГ-6 и другие.
- Применяя ацетиленовый редуктор, надо притяжной хомут заменить переходным штуцером с накидной гайкой.
Корпус водородного, кислородного или ацетиленового редуктора, используемого для снижения давления сжиженного газа, и корпус манометра окрашиваются в красный цвет. На циферблате манометра надписи «Водород», «Кислород», «Ацетилен» заменяются надписью «Пропан».
Правила обращения с редукторами для сжиженного газа такие же, как и с кислородными редукторами. Применение кислородного и водородного редукторов для кислорода, после использования их для сжиженного газа, во избежание взрыва категорически запрещается.
- Отбор газа из баллона без редуктора запрещается.
- При испытании поста газовой резки от газовой сети с давлением газа от 1 до 5 кГ/см2 установка редуктора также совершенно обязательна.
- При работе с пропан-бутановыми смесями необходимо тщательно следить за резиновыми мембранами, так как при выходе из баллона газа в жидком виде и проникновении его в редуктор резиновая мембрана постепенно разъедается и приходит в негодность.
- Пропускная способность редукторов по сжиженному газу составляет для РДК-00 — 1,3; для РД-1-0,25 — 5 м3/ч.
- Для присоединения горелки (резака) к редуктору, установленному на баллоне, применяют резино-тканевые шланги по ГОСТ 8318—57, рассчитанные на рабочее давление 10 кГ/см2.
- Конструкция газосварочной горелки проста и изготовить ее можно в условиях любых мастерских.
Для сварки малоуглеродистых сталей толщиной от 0,5 до 5 мм и других видов газопламенной обработки металлов (пайка, подогрев и др.) с применением в качестве горючего газа пропана или пропан-бутана можно использовать сварочную горелку «Уфа», схема которой показана на рис. 40.
Наконечник горелки «Уфа» отличается от существующих ацетилено-кислородных наконечников наличием камер предварительного и окончательного подогрева горючего газа перед инжектором.
При отборе газа из газовых сетей с давлением от 70 мм вод. ст. до 10 тыс. мм вод. ст. (1 кГ/см2) редуктор может не устанавливаться, а устанавливается предохранительный водяной затвор.
При давлении газа в газовых сетях от 70 до 200 мм вод. ст. на спуске к рабочему посту устанавливается водяной затвор ЗГГ-3 конструкции ВНИИавтоген. При давлении от 200 до 1000 мм вод. ст. устанавливаются водяные затвори открытого типа ВЗНД-3 с предельной пропускной способностью 3 м3/ч.
При давлении газа от 1000 до 7000 мм вод. ап. устанавливаются водяные затворы закрытого типа (среднего давления ЗСД-З-07 и высокого ВЭС-10) на 1,5 кГ/см2 и с пропускной способностью в 3 и 10 м3/ч.
Поминальная пропускная способность водяного затвора должна соответствовать наибольшему возможному отбору газа.
Собранная горелка вставляется в гнездо ствола и крепится гайкой, причем предварительно между венчиком сместителя и уплотнительной шайбой следует подмотать асбестовый шнур.
Выполнив эту операцию, можно открыть вентили на баллонах с кислородом и сжиженным газом, затем открыть вентили сжиженного газа и кислорода на стволе, зажечь смесь на наконечнике. После 2—3 мин горения горелки производится регулировка необходимого пламени кислородным и газовым вентилями на стволе. Подбор пламени производится в течение нескольких секунд.
Кислород и пропан-бутан, проходя через ствол, вентили, попадает в камеру смешения.
Часть смеси попадает в горелку для подогрева камеры, а основная масса смеси идет в камеру подогрева, заполненную катализатором (никелевая лента толщиной 0,2 мм, свернутая в виде пружины), где подогревается до 270° С.
После этого смесь попадает в конус и к мундштуку. При сгорании получается пламя с температурой до 3100° С, достаточной для сварки малоуглеродистой стали.
Сварка в зависимости от толщины свариваемого материала ведется при давлении кислорода 3,5 —5 кГ/см2 и давлении газа 0,8—1,3 кГ/см2. При удлинении шлангов давление несколько увеличивается.
Длина пламени горелки должна быть в пределах 12—23 мм. Его цвет должен быть бледно-голубым.
Сварщику необходимо следить за процессом в сварочной ванночке и вести более интенсивное перемешивание расплавленного металла. Пламя следует держать под углом 60—80° относительно поверхности металла, ведя сварку слева направо, выдувая возможный шлак из ванночки (незачищенные торцы). При зачищенных торцах шлаковые отложения незначительные.
При необходимости замены большего номера мундштука на меньший размер в комплект горелки должен входить переходник.
В зависимости от номера мундштука заменяется и наконечник. При большем номере мундштука ставится больший номер наконечника, и наоборот. Соответственно изменяется и кислородный инжектор.
- Необходимо упомянуть, что при освоении сварщиком сварки стали пропан-бутан-кислородной смесью в первое время возможны трудности и недостатки в сварке, но когда сварщик освоит регулировку пламени, в зависимости от толщины свариваемого металла, сварка проходит нормально и швы получаются хорошими.
- Из практики сварки пропан-бутан-кислородной смесью известно, что для более интенсивного парообразования желательно баллон ставить в отапливаемое помещение.
- По данным ВНИИавтогена хорошие результаты при сварке малоуглеродистой стали можно получить, применяя и присадочную проволоку марок СВ-08ГС и СВ-082ГС.
- Можно еще отметить, что с повышением содержания пропана в пропан-бутан-кислородной смеси качество сварки улучшается.
- Практически пропан-бутан-кислородная смесь в сельской местности может быть использована для сварки водогазопроводных труб диаметром до 4″, листовой малоуглеродистой стали толщиной до 5—6 мм, сварки емкостей и бидонов для молока, деталей сельскохозяйственных машин, крыльев и капотов автомашин и для пайки цветных металлов.
- Невысокая температура плавления алюминия позволяет в условиях сельскохозяйственных мастерских использовать для их сварки пропан-бутановые смеси.
Челябинским межотраслевым научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом автоматизации и механизации машиностроения была проведена серия опытов по сварке и резке пропаном в совхозе «Степной» Челябинской области. Эти опыты показали, что применение пропана вместо ацетилена дает положительные результаты.
Для резки использовались ацетиленовые резаки РР-53 с переделкой (увеличивались отверстия в инжекторе и смесительной камере соответственно до 1 и 3 мм, увеличивался кольцевой зазор между внутренним и наружным мундштуком).
Аналогичные изменения в инжекторе и смесительной камере делались и у ацетиленовой горелки ГС-53 (для наконечника № 5). После этих переделок и с применением пропана можно было производить сварку цветных металлов и чугуна.
Пропан-кислородным пламенем производилась приварка алюминиевых фланцев всасывающего коллектора трактора «Белорусь», ремонт алюминиевых емкостей, трубопроводов и бидонов для молока на маслозаводе. Производительность при сварке алюминиевых листов толщиной 3—4 мм пропан-кислородным пламенем выше, чем ацетилен-кислородным: за 6 ч работы сваривается 46 пог. м шва.
Основная трудность сварки алюминия, как известно, заключается в образовании пленки тугоплавких окислов алюминия на поверхности металла, препятствующей сплавлению.
Эти окислы не восстанавливаются пропан-кислородным пламенем; они тяжелее алюминия и тонут в нем. Для достижения высокого качества кромки детали перед сваркой очищают стальной щеткой; пламя горелки должно быть нормальным.
На присадочный пруток марки АД или АК наносится флюс АФ-4а.
При сварке алюминия толщиной до 3 мм горелке дают только поступательное движение, а прутком совершают колебательные движения, чем удаляются пленка и шлак и облегчается всплывание газовых пузырей на поверхность. Пламя горелки направляют на присадочный стержень под углом 40—60° и одновременно охватывают свариваемые кромки.
При сварке ядро пламени должно находиться на расстоянии не более 3 мм от поверхности ванны. При выполнении этих требований качество сварки высокое, пористости нет, кристаллизационные трещины не образуются.
Прочность алюминиевых швов, полученных при сварке с использованием пропана и ацетилена, практически одинакова.
Хотя теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, пропан-кислородной горелкой № 5 можно сваривать алюминиевые шины толщиной до 10—12 мм, не применяя предварительного подогрева.
Сварка свинца. Сварка свинца ведется нейтральным пламенем с минимально возможным углом наклона пламени к поверхности детали. При толщине металла свыше 2 мм шов накладывается в несколько слоев (отдельные участки перекрывают друг друга).
Практика показала, что сварку свинца пропан-кислородным пламенем можно с успехом производить горелкой ГСМ без ее переделки. Сварные швы обладают достаточно высоким качеством. Такой метод успешно применен для сварки свинцовых клемм кислотных аккумуляторных батарей.
Сварка меди. В связи с большой теплопроводностью меди при ее сварке требуется большой подвод тепла, поэтому пламя горелки следует держать перпендикулярно к поверхности сварочной ванны; горелку выбирают на два номера большую, чем для сварки стали такой же толщины, а в ряде случаев сварку производят двумя горелками.
Сварка производится нейтральным пламенем, по возможности без перерывов. Кромки и проволоку необходимо расплавлять одновременно. Не следует доводить ванну до очень подвижного состояния. В качестве флюса применяется бура или смесь буры и борной кислоты.
В качестве присадочного прутка хорошие результаты дает медная проволока, раскисленная фосфором (содержание фосфора 0,03—0,08%), а также кремнием (содержание кремния 0,5—1,0%). Для лучшего качества шва при толщине изделия до 5 мм производится проковка.
Проковку ведут в холодном состоянии, а при больших толщинах — при температуре 400—500° С. Для уменьшения хрупкости после остывания сваренной детали до 500° С изделие быстро охлаждают погружением в воду.
Скорость сварки пропан-кислородным пламенем медных листов толщиной 4— 5 мм одинакова со скоростью сварки ацетиленом.
Сварка латуни. Бронза и латунь также легко свариваются пропан-кислородным пламенем. Главное затруднение при сварке латуни газо-кислородным пламенем состоят в испарении цинка (до 20%), вследствие чего шов получается пористым.
Угар цинка при пропан-кислород ном пламени менее 1 %, благодаря чему шов получается плотным. Присадочная проволока берется такого же состава, как основной металл. В качестве флюса рекомендуется плавленая бура.
При применении присадочной проволоки ЛК-02-05 при известном навыке возможна сварка в любых пространственных положениях.
В одном совхозе таким способом наплавлялись бронзой изношенные бронзовые вкладыши подшипников и различные детали из латуни. Качество сварки и наплавки во всех случаях было хорошее.
Пропан-бутановые смеси являются также полноценными заменителями ацетилена и при пайке твердыми припоями ПМЦ-54 и Л-02.
Сварка чугуна. Серый чугун широко используется в деталях тракторов и сельскохозяйственных машин. Все сложные детали: блоки цилиндров, головки блоков, картеры, коробки передач и сцепления, выпускные и впускные трубы, шкивы, звездочки цепные и рад других деталей, отливаются из чугуна.
Как известно, в случае ремонта чугунных деталей сложной геометрической формы, например головок блоков, требуется предварительный нагрев детали. Однако многие детали сельскохозяйственных машин — кронштейны, рычаги, ценные звездочки — могут быть отремонтированы без предварительного подогрева.
При сварке чугуна имеет место большое выгорание углерода и кремния. Поэтому сварочные прутики должны иметь повышенное содержание этих элементов. Хорошие результаты получены при использовании в качестве присадочного материала изношенных чугунных поршневых колец двигателей.
При заварке дефектов сложных чугунных деталей целесообразно производить пайку чугуна латунью.
Графит с поверхности удаляют выжиганием, сварочной горелкой с окислительным пламенем, причем деталь нагревается до температуры 750—900° C. Затем ремонтируемое место посыпают флюсом и покрывают слоем латуни.
После пайки деталь покрывают листом асбеста и медленно охлаждают. В этом случае в детали не возникает больших напряжений и шов хорошо обрабатывается.
Как показала практика, для ремонта чугунных деталей, в основном для заварки трещин, может быть с успехом применен пропан.
Резка металла. Для разделительной резки сжиженным газом металлов применяются резаки типов РЗР-01-55, УРЗ и РЗП, а также резаки бензиновые и керосиновые.
При отсутствии этих резаков можно использовать обыкновенный резак УР, увеличив диаметр отверстия инжектора до 0,3—0,9 мм.
Наружный мундштук № 2, имеющий диаметр 5,5 мм, следует применять вместо мундштука № 1, а мундштук № 1 с отверстием 0,5 мм — вместо мундштука № 2. Для резки листа большой толщины диаметр сопла инжектора увеличивается до 0,95 мм, а диаметр отверстия наружного мундштука — до 7 мм. Диаметр канала смесительной камеры при резке больших толщин можно увеличить до 3 мм.
Уход за резаками, работающими на пропан-бутановой смеси, аналогичен уходу за ацетилено-кислородными резаками.
Подготовка рабочего места к работе, редукторов, шлангов, резака и горелки, продувка баллонов, установка редуктора, заливка водяного затвора водой, крепление шлангов резака и горелки, проверка наличия подачи в резаке, зажигание и тушение резака и горелки производятся в той же последовательности, как и при ацетилено-кислородной резке и сварке.
Правильно отрегулированное пламя при горении пропан-бутановой смеси в струе кислорода имеет ярко очерченное ядро, горит спокойно и устойчиво. Длина пламени пропан-бутановой смеси больше длины пламени ацетилено-кислородной смеси.
Подогревательное пламя регулируется в резаке на максимальную температуру (с небольшим избытком кислорода) по пламени на мундштуке.
Применение пропан-бутановой смеси вполне возможно для резки углеродистых и конструкционных (низколегированных) сталей, а также чугуна, хромо-никелевых сталей и цветных металлов.
Величина давления кислорода устанавливается в зависимости от толщины разрезаемого металла в пределах от 2 до 15 кГ/см2. Давление пропан-бутановой смеси может быть в пределах от 0,007 до 0,5 кГ/см2, при длинных шлангах и в стационарных сетях — до 1 кГ/см2.
Резку обычно начинают с кромки, предварительно очищенной от грязи и окалины. Если надо начать резку с середины (при большой толщине металла), то необходимо просверливать или прожигать отверстие диаметром 5—10 мм.
Для увеличения скорости нагрева металла в начальный период (при круглых сечениях металла) необходимо сделать надрубы зубилом или подставить в месте начала реза металлический пруток.
Подогревательным пламенем вначале нагревают металл в том месте, откуда начинается резка, до температуры его воспламенения (для стали 100—1200° С, светло-красное каление), потом пускают режущую струю кислорода и перемещают резак по линии разреза. Расстояния резака от линии разреза должны быть по возможности равномерными.
Для выполнения этого условия необходимо применять приспособления (направляющую линейку и др.). При очень большой скорости перемещения резака резка может прекратиться, а при малой скорости — верхние кромки разрезаемого металла оплавляются.
- При резке труб на фаску угол опережения резака должен составлять 5—10°, а при резке труб без фаски — 10—15°.
- В остальном технология резки стали пропан-бутановой смесью не отличается от технологии резки ацетилено-кислородным пламенем.
- При сварке и резке металла необходимо соблюдать мероприятия по технике безопасности.
Загрузка...
