Газовая сварка - это работа, в которой при помощи высокой температуры изделие нагревается и расплавляется до мягкого состояния. Такой вид сварки часто применяется для конструкций из тонкой углеродистой стали, для ремонта чугунной продукции, а также для заварки повреждённых деталей из чёрных или цветных металлов.
Особенности газовой сварки
Газы, которые отлично горят в воздухе и при этом не достигают высокой температуры: ацетилен; метан; пропан; водород; пары бензина.
Чтобы они сгорели, понадобится кислородная струя. Сварка чаще всего проводится на основе ацетилена , который вырабатывается при реакции карбида кальция и воды. Горение происходит при температуре от 3200 до 3400 градусов Цельсия.
К ценным качествам газосварки относят следующие:
- доступность;
- ненужность наличия электричества;
- простоту сварочного оборудования.
Однако, процесс такой работы нельзя назвать высокопроизводительным, так как всё выполняется вручную. А эксплуатационные и механические свойства готового изделия не всегда соответствуют высокому качеству.
При работе сварочного аппарата, кислород подаётся из специального кислородного баллона, который по ГОСТу окрашивается в голубой или синий цвет. Чтобы обеспечить беспрерывный процесс, кислород должен подаваться на горелку при слабом давлении, равномерно .
Для таких целей баллоны комплектуются редукторами, которые контролируют и регулируют подачу кислорода. К горелке подводятся шланги - кислородный и ацетиленовый . Кислород подают по центральному каналу: струя разряжается, засасывает ацетилен, который поступает под небольшим давлением в горелку. В камере газы перемешиваются и выходят из наконечника наружу.
Технология и способы газовой сварки
Чтобы выполнить сварку и получить качественное соединение, надо уделить особое внимание подготовке кромок шва, способу соединения, выбору горелки (её мощность должна совпадать с параметрами свариваемого металла).
А также требуется металлической щёткой тщательно почистить края , подлежащие свариванию, чтобы не было загрязнений, окалины, шлака. Ещё произвести прихватку кромок для предотвращения деформации металла. Существует несколько способов сварки.
Левая (наиболее применяемая ). Нужна для работы с легкоплавкими, тонкими конструкциями. Горелку двигают справа налево, впереди пламени проводят присадочную проволоку и направляют на несваренный отрезок шва. Правая характерна тем, что горелку введут слева направо и за горелкой двигают присадочную проволоку.
Жар пламени почти не рассеивается и угол открытия шва составляет 60-70 градусов. Считается целесообразней использовать правую при соединении металла толщиной свыше 3 мм и с высокой теплопроводностью. Советуют пользоваться присадочной проволокой с диаметром в половину толщины свариваемого полотна.
Сквозной валик . Листы крепятся вертикально зазору, который равен ½ толщины листа. При помощи горелки оплавляется кромка так, чтобы получилось круглое отверстие. Затем его со всех сторон расплавляют, пока не сварится шов.
Сварка ванночками подходит для крепления углов и стыков металла, толщина которых не превышает 3 мм. В образовавшуюся ванночку на шве вводится конец присадочной проволоки. Её слегка расплавляют и перемещают на другой отрезок шва. Такой вид сваривания подходит для тонких листов и труб из стали (низколегированной и малоуглеродистой) и даёт шов отличного качества.
Многослойная сварка : небольшая зона нагрева; нижележащие слои обжигаются при наплавке следующих; можно проковать любой шов перед следующим слоем.
Это повысит качество шва, но будет небольшая производительность: большой расход газа, в сравнении с однослойной сваркой, и применяется только при необходимости изготовления качественных изделий.
При работе горизонтальным швом пользуются правым способом. Это помогает легко его сформировать, а расплавленный металл ванночки не стекает. Левым способом ведётся сварка наклонных и вертикальных швов.
При толщине материала свыше 5 мм применяют двойной валик. Потолочные швы требуют нагревания кромок, пока те не расплавятся, потом в ванночку прокладывается присадочная проволока, у которой быстро оплавляется конец. Процесс проводится правым способом.
Необходимое оборудование
Аппараты, используемые для газовой сварки: ацетилено-кислородные; пропано-кислородные; бензинно-кислородные; керосино-кислородные.
Наиболее используемые для сварочных работ - пропановые и ацетилено-кислородные аппараты , так как они при горении выделяют самую большую температуру.
Чаще используются ацетиленовые генераторы, которые выделяют ацетилен при смешивании воды и карбида кальция. Такой вид генератора существует в пяти типах, поэтому легко подобрать нужный вариант, для конкретного металла.
Немаловажную роль играют предохранительные затворы . Они обеспечивают безопасность, предотвращают проход обратного удара огня, возникающего при сварке. А также клапаны перекрывают обратный поток газа по резиновым шлангам.
Баллон - цилиндрическая ёмкость с отверстием и резьбой в горловине для вкручивания запорного вентиля. Производится из углеродистой или легированной стали. По ГОСТу окрашивается краской специального цвета, в зависимости от газа.
Вентиля для газовых баллонов производятся из латуни (так как сталь неустойчива к коррозии), обязательно с левой резьбой, меньшего диаметра, по сравнению с вентилем кислородного баллона (для того, чтобы не было возможности перепутать редукторы).
Виды редукторов
При помощи редуктора выполняется соединение с баллоном. Горелка может комплектоваться пьезоподжигом и ветрозащитой .
Горелка при работе с пропаном отличается своей безопасностью. Поддерживает высокую температуру огня, которой достаточно для большого количества сварочных работ. Некоторые виды сварки проводятся ацетиленовыми горелками при смеси кислорода и ацетилена.
Газовые резаки
Выделяют следующие виды газовых резаков:
- пропановые;
- ацетиленовые.
Изделие состоит из рукоятки, корпуса, ниппелей (к ним крепятся газовые шланги), инжектора, трубки, смесительной камеры, головки газового резака, трубки с вентилем. Сварка металла и её качество зависят от того, насколько правильно подобрали резак.
Вступая в соединение с кислородом, образуется горючая смесь , которая движется между мундштуками и сгорает. Появляется подогревающий огонь. Кислород, двигающийся по второму каналу, проходит в трубку, отчего появляется режущая струя. Именно она обрабатывает участок материала.
Этапы сварки труб
Подготавливается металл, проводится зачистка, разметка, разрезаются и собираются трубы. Резка круглого сечения трубы должна выполняться термическим резаком.
Большую часть работы занимает именно подготовка. Это замеры, разметки, резка и многое другое. Сборку конструкции выполняют с помощью прихватки газовой сваркой , это предотвратит смещение и деформацию отрезков труб, что может сказаться на появлении трещин.
В результате неспешного нагрева зона воздействия при газосварке значительней, чем при дуговой. Пласты основного материала, непосредственно прилегающие к сварочной ванночке, постоянны и имеют крупнозернистую структуру.
У самой близости у границы шва располагается зона неполного расплавления металла с крупной структурой, типичной для ненагретого материала. В этой зоне прочность ниже, чем у металла шва, потому здесь и происходит разрушение сварочного соединения.
Резка проводится при использовании металлов и сплавов, которые могут гореть в струе чистого кислорода. Этот вид резки проделывается двумя способами: поверхностно и разделительно . Можно вырезать заготовки, разметить металл, разделать кромку будущего шва под сварку.
При помощи поверхностной резки удаляется поверхностный металл, заделываются канавки, удаляются дефекты. Такой вид работы выполняется специальными резакам
Техника безопасности
Газосварка - это работа, требующая повышенного внимания. Запрещено проводить вблизи легковоспламеняющихся и огнеопасных материалов (бензин, керосин, опилки, пакля, ветошь).
Если процесс происходит в помещении, то работнику необходимо периодически дышать свежим воздухом. Работа должна проходить в проветриваемом помещении .
Если проводится газопламенная обработка металла, помещение надобно вентилировать и удалять вредоносные газы . Сварка и резка проходят с дистанции до десяти метров от ацетиленовых генераторов и перепускных рамп.
Горелка, резак, шланги, редуктор, кислородный баллон ни в коем случае не должны быть испачканы в масле . Такая деталь, как наконечник или сопло, перегревается. Для снижения температуры, всегда рядом должно находиться полведра воды. В потухшем состоянии, наконечник охлаждают в воде.
Сварщик, на рабочем месте обязан быть в брезентовом костюме, перчатках, закрытой обуви. При себе иметь защитные очки, головной убор.
Карбидом не переполнять секции загрузочных коробок. В корпусе генератора контролировать наполненность водой . Запрещается работа с кислородным баллоном, если его давление ниже нормы, 10 кг. на сантиметр кубический. Огонь горелки направлять в противоположную источнику газопитания, сторону.
Газосварочные работы должны проводиться с обязательным соблюдением правил безопасности , жизнедеятельности и применением качественного оборудования. Эти требования помогут сделать процесс работы безопасным, а сварочные соединения металлов надёжными.
Во многих промышленных и бытовых процессах существует необходимость соединения металлов с помощью газовой сварки. В процессе газовой сварки с помощью горючего газового вещества (ацетилена, пропана, бензина) и кислорода при высокой температуре горения добиваются прочного сцепления поверхностей контактирующих металлов.
Для обеспечения надежного и безопасного процесса газовой сварки понадобится профессиональное оборудование:
1) Газовая аппаратура: баллоны с горючим газом, кислородные баллоны, сварочные порошки, кислородные редукторы, ацетиленовые генераторы, горелки разного типа действия, резиновые шланги;
2) Присадочная проволока
3) Аксессуары для проведения сварки: защитные очки, щетки из стали для очистки поверхности, молоток;
4) Стол для сварки или специальное приспособление для закрепления деталей.
Газовая сварка , как и любой технологический процесс, обладает определенными особенностями, преимуществами и недостатками. К преимуществам газовой сварки можно отнести:
1. Автономность производимых работ. При газовой сварке не требуется выделенного источника электрического питания. Современное газосварочное оборудование наделено небольшими габаритами и весом, что позволяет производить его транспортировку без специальных приспособлений. Газовую сварку можно проводить в отдаленных местах при наличии достаточного количества расходных материалов.
2. Регулируемая температура пламени. Для плавления разных металлов требуется температура определенной величины. Газовая сварка дает возможность варьировать температуру не только с помощью горелки, но также используя угол наклона пламени.
3. Широкий спектр применения. Газовую сварку можно применять при соединении самых разнообразных металлов: углеродистой и легированной стали, чугуна, меди, латуни, бронзы.
Выделим также и недостатки при проведении газосварочных работ:
1. Увеличенная область нагрева. В процессе газовой сварки термическое влияние распространяется на соседние элементы, что может привести к непредвиденным дефектам.
2. Повышенная опасность. Необходимость работы с горючими газами и сжатым кислородом связана с повышенной опасностью газосварочного процесса. При транспортировке и хранении газового оборудования необходимо соблюдать меры предосторожности.
К сварочным работам не допускаются специалисты без защитной маски и костюма из прочной огнеупорной ткани.
3. Невысокая эффективность. При сварке металлов с толщиной свыше 5 мм газовая сварка теряет свою эффективность.
4. Повышенные требования к сварщику. Газовая сварка - процесс, который требует специальной подготовки. Для того, чтобы научиться управляться с оборудованием для газовой сварки необходим профессиональный уровень подготовки.
Газовая сварка незаменима в строительных и монтажных работах, металлургической промышленности, сельском хозяйстве.
Оборудование для газовой сварки дает возможность соединять большинство существующих металлов. Рассмотрим особенности сварки для некоторых из них.
Сварка чугуна
Сваркой чугуна устраняют дефекты отливок, трещины, присоединяют отколовшиеся части. Также с ее помощью производят ремонт деталей или их восстановление. При сварке используют небольшое пламя горелки, чтобы не способствовать образованию зерен белого чугуна в металле сварочного шва.
Сварка бронзы
При работе с бронзой используют проволоку, схожую со свариваемым металлом. В связи с тем, что окислительный характер пламени может способствовать выгоранию металлов из бронзы, используют пламя восстановительного действия.
Сварка меди
Расплавленная медь обладает повышенной текучестью, затрудняющей газосварочные работы. При ее сварке не предусматривают зазор между кромками. В качестве присадке используют медный пруток. Допускается применение флюсов для удаления шлака и раскисления меди.
Сварка углеродистых сталей
Углеродистые стали очень удобны в работе с газовой сваркой. Их можно соединить многими способами газовой сварки. При сварке используют проволоку из стали с низким содержанием углерода. Сварочный шов получает крупнозернистую структуру.
Газовая сварка является одним из видов и способов соединения металлов и их сплавов под действием высокой температуры. Сегодня поговорим об основах, ее технологии способах и приемах, достоинствах и недостатках. Данная статья будет полезна начинающим газосварщикам желающим освоить эту нелегкую профессию, а также опытным мастерам, желающим подкрепить свои знания в этой области.
Это такой способ сваривания деталей, во время которого оплавление кромок деталей, присадочной проволоки осуществляют при помощи газовой горелки. Пламя образуется от горения смеси кислорода и ацетилена, кстати, его можно заменить на другие газы. Для этого применяют бутан, ацетилен, бензин, водород и другие вещества. В зависимости от применяемых технических газов принято выделять следующие разновидности газовой сварки:
- ацетилено-кислородная;
- керосино-кислородная;
- бензино-кислородная;
- пропанобутано-кислородная.
Сущность газосварки заключена в следующем — тепло, выделяемое при горении газовой смеси, плавит края заготовки и присадки, таким образом, формируется сварочная ванна.
Пламя, применяемое для сварки можно разделить на следующие составные части:
- нормальную;
- окислительную;
- восстановительную.
Характеристики пламени газовой горелки
Химический состав присадки для формирования будущего сварочного шва подбирают исходя из того, какой материал сваривают, а его размер зависит от толщины свариваемого металла.
Кислород, находящийся в стальном баллоне, проходит через редуктор, снижающий давление газа и по рукавам, поступает к месту работы. Такой же путь повторяет и горючий газ (ацетилен или его аналоги).
Оборудование и материалы, используемые при газовой сварке
В горелке перемешиваются в нужной пропорции и в момент выхода смеси из нее выполняют розжиг. Пламя в данном случае выполняет сразу три функции:
- Расплавляет металл,
- Плавит материал, выполняющий роль присадки;
- Защищает место, в котором происходит соединение заготовок, от воздействия атмосферного кислорода.
Расход кислорода и газа регулируют с помощью вентилей, установленных на баллонах с газом.
Температура горения достигает своего максимума в восстановительной части пламени. Именно в ней должны располагаться присадка и кромки свариваемых деталей. Если заменить ацетилен, то температура пламени будет снижена.
Подготовка кромок
Важным этапом качественного выполнения шва является правильная , которая зависит от толщины подготавливаемого металла.
| Толщина металла | Форма разделки | Угол, ° | Зазор между торцами заготовок, мм | Дополнительные мероприятия |
| 0,5-2 | не производится | — | — | Торцевание или отбортовка кромок. Сварка без присадки, встык |
| 1-5 | не производится | — | 0,5 — 2 | Сварка с присадкой |
| 4-8 | допускается не производить | — | 1 — 2 | Двусторонний шов |
| 5-10 | V-образная | 70-90 | 2-4 | Притупление кромок 1,5 -3мм |
| свыше 10 | Х-образная | 35-45 | 2-4 | Притупление 2-4 мм |
Необходимо очистить от грязи, краски, окалины область 20-30 мм от свариваемых поверхностей.
Режимы газовой сварки
Главная характеристика газовой сварки, это мощность пламени. Она зависит от типа металла и ряда других его характеристик, например, теплофизических свойств. Другими словами, чем толще металл, тем больше температура плавления металла, тем выше должна быть температура пламени.
Мощность пламени определяет расход горючего газа и кислорода. К, примеру, при обработке стали или чугуна расход количества газа и толщины металла связан следующей пропорцией:
Va (100–150)*S л/ч, где Va -расход горючего газа, S- толщина металла.
Регулировка данного параметра осуществляется подбором номера наконечника горелки:
Кроме этого, важную роль играет наклон горелки и размер присадки. Таким образом к параметрам и режимам сварки относятся:
- Мощность пламени и ее характер;
- Диаметр присадочной проволоки;
- Скорость сварки, определяемая способами выполнения сварочных швов и положения мундштука относительно плоскости заготовки.
Левый способ
При таком методе сварки деталей, сварщик перемещает горелку справа налево, присадка должна располагаться впереди горелки. Пламя направляется от шва. Это обеспечивает сварщику хороший обзор шва и как результат он может обеспечить равномерность ширины и высоты валика. Такой метод сварки применяют при работе с деталями до 5 мм.
Правый способ
Такой способ предполагает, что сварщик передвигает горелку слева направо. Проволока должна перемещаться за горелкой. Пламя направляется на шов. При таком методе остывание шва длится дольше и качество шва повышается, но вот его внешний вид оставляет желать лучшего, так как сварщик не может толком видеть его формообразование. Такой метод применяют при толщине листа больше 5 мм.
Диаметр присадочной проволоки
Подбор диаметра присадки(dп) осуществляют в зависимости от толщины свариваемого металла (S), а также от способа сваривания: левый или правый.
Основные параметры газовой сварки распространенных типов и составов сталей можно представить в виде таблицы
Положение мундштука горелки
Скорость сварки ацетиленом или плавления металла регулируют изменением угла расположения мундштука относительно плоскости свариваемого металла. Он определяется теплопроводностью, толщиной и родом металла. Толстый металл с высокой теплопроводностью требует большего угла наклона горелки ввиду долгого прогрева и приложения наибольшей мощности пламени для формирования сварочной ванны.
Для понимания характера воздействия пламени на металл при различном положении достаточно взглянуть на рисунок, представленный ниже.
Как видим,максимальное проплавление происходит при вертикальном положении горелки. Именно поэтому в начале сварки, для лучшего и быстрого прогрева мундштук располагают под углом 90 °, постепенно снижая его в соответствии с толщиной металла.
Важно! Завершающий этап газовой сварки(формирование кратера) совершают на минимальном угле для предотвращения прожига металла.
Движения горелки
В процессе работы сварщик совершает продольные и поперечные движения горелкой. Основным типов является продольное, оно направлено вдоль линии шва, предназначено для заполнения шва металлов. Поперечное движение выполняется для равномерного прогрева кромок металла и предназначено для формирования нужной ширины шва.
В свою очередь, движения присадочной осуществляются такие же колебательные движения, но в противоположную сторону движению конца горелки. Чтобы избежать дефектов в сварочном шве, конец присадки не рекомендуется извлекать из сварочной ванны, особенно из восстановительной зоны пламени.
Вид движения зависит от пространственного положения шва, его геометрических размеров, толщины и рода металла.
Техника наложения швов в различных пространственных положениях
Нижнее положение
Сварка в нижнем положении является наиболее простой, контролировать процесс формирования шва в данном случае проще всего. Снижается вероятность непровара и появления других дефектов. По технике выполнения применяют, как правило, спиралеобразные движения конца мундштука автогена. В разогретую сварочную ванну опускают присадку, делают «петлю» и повторяют операцию. Каждый следующий виток должен перекрывать предыдущий на 1/3 диаметра.
Тонкие листы сваривают встык отбортовкой кромок, т.е. края заготовок подгибаются и свариваются без применения присадочной проволоки. Можно использовать как правый, так и левый способы соединения.
Нахлесточные швы
Выполнять работу следует, по возможности, без перерывов. Если сделали паузу — перед повторным процессом переплавьте закристаллизовавшийся в кратере металл. Сварка производится левым способом с присадочным материалом. В работе с данным типом соединения целесообразнее применять дуговые технологи, как менее затратные и более производительные. Особенно это скажется на больших объемах.
Вертикальное положение
Возможные варианты выполнения вертикальных швов как сверху вниз, так и с подъемом снизу вверх. В первом случае применяется правый способ(применяется при малой толщине металла), во втором методе возможны оба варианта. Требуется определенная сноровка по удержанию сварочной ванны, не допуская ее стекания вниз. Она обеспечивается правильным положением мундштука, а также давлением газового пламени.
При значительной толщине деталей (до 20 мм) заполнение шва металлом следует выполнят двойным валиком. Подготовка кромок в данном случае не требуется, зазор между деталями должен составлять половину от толщины свариваемых заготовок.
Потолочное положение
Требует аккуратности и максимальной сосредоточенности. Перед подачей проволоки разогревают кромки. Когда они начинают плавится, в зон сварочной ванны вводят проволоку. Конец присадки быстро плавится, образуя сварной шов. Удержание металла в сварочной ванне происходит давлением пламени. Варят правым способом в несколько приемов, каждый слой делают небольшим по толщине. Чтобы металл не стекал по прутку, его следует держать ближе к горизонтальной плоскости потолочного шва.
Достоинства и недостатки
Сварка ацетиленом применяется в производстве различного оборудования вот уже порядка ста лет. И надо отметить, что эта технология актуальна, до сих пор несмотря на то, существует множество оборудования для выполнения электрической сварки, в том числе и с применением защитных газов.
Технология газовой сварки обладает рядом преимуществ:
- для выполнения сварки нет необходимости применять сварочные аппараты;
- доступность газовой смеси, ее можно приобрести в специализированных организациях;
- при выполнении сварки газом нет необходимости в источнике энергии и наличия защитной среды, пламя с успехом выполняет эту функцию;
- возможность регулировки расхода газа и соответственно температуры пламени.
- отсутствие сильного разбрызгивания металла;
- отсутствие УФ-излучения — работу выполняют в специальных очках газосварщика.
Между тем, газовая сварка обладает и рядом серьезных недостатков:
- низкая скорость нагрева свариваемых металлов;
- тепло от газовой горелки, в отличие от электродуговой имеет широкое рассеивание по поверхности свариваемых деталей и обладает низкой концентрацией в одной точке.
Экономическая составляющая газовой сварки
Нередки случаи, когда инженер технолог делает выбор в пользу газовой сварки, искренне полагая, что, таким образом, он достигнет экономии денежных средств. Но не все так просто. Да, электродуговая сварка потребляет большое количество энергии, но выполнив простые арифметические расчеты можно убедиться, что расходы на электросварку, при том же объеме работ ниже, чем на газовую. Поэтому перед тем как варить газосваркой, имеет подсчитать во сколько обойдется один метр шва.
Слабая концентрация тепла в процессе газовой сварки оказывает отрицательное влияние на ее результативность. Так, при работе с листовой сталью толщиной в 1 мм, средняя скорость сварки составляет 10 метров в час, в то время как при толщине листа 10 мм, скорость упадет до 2 метров в час. Именно поэтому газовую сварку применяют при работе со сталью толщиной до 5 мм. В остальных случаях применяют электросварку.
Ацетилено-кислородная сварка практически не механизируется. Автоматическая сварка используется при работе с трубами, обладающими тонкой стенкой. Для этого применяют горелки, на которых установлено несколько мундштуков.
Сферы использования сварки
Сварка этого типа отличается от электродуговой плавным разогревом металла. Пожалуй, это и определило сферы ее использования. Сварка газом показывает максимальный эффект при работе со сталью толщиной до пяти миллиметров. Эта технология сварки с успехом используется при обработке цветных металлов. Сварку газом используют для работы с материалами, требующими предварительного прогрева. При выборе газовой сварки, проектировщик должен руководствоваться требованиями ГОСТ.
Сварку газом применяют при проведении ремонтных работ, пайке. С ее помощью проводят восстановление изношенных деталей, например, коленчатых валов. Для этого, на изношенную поверхность наплавляют слой металла. Впоследствии место наплава будет отшлифовано и доведено до необходимого размера.
Сварка – это самый надежный и популярный метод скрепления двух металлических деталей в одно целое. Он может производиться несколькими видами, одним из которых является газовая сварка. Рассмотрим подробнее преимущества и недостатки такого метода, область применения данного вида соединения и материалы, которые нужны для пайки газовой сваркой.
Газовая сварка металлов – это такой способ соединения их, при котором используются газы для создания высокой температуры. Чаще всего используется кислород и ацетилен, хотя возможны и другие варианты. Ведущая роль здесь отводится пламени, ведь именно от него и зависит высота температуры и возможность расплавления разных типов металлов. Пламя состоит из трех зон: ядра (где распадается ацетилен), восстановительной зоны (в которой окисляется углерод и водород) и факела (область полного сгорания газов). Их бывает три вида (в зависимости от соотношения газов – ацетилена и кислорода):
- нормальное пламя, при котором осуществляется подача газов в равных пропорциях. Оно характеризуется синим цветом всех трех зон, при чем восстановительная имеет яркий синий цвет;
- науглероживающее пламя свидетельствует о недостатке кислорода и характеризуется ярко-желтым факелом;
- окислительное – это то, которое возникает при недостатке ацетилена, при котором пламя бледное и короткое.
Для работы газовой сваркой мастер регулирует подачу рабочих газов в зависимости от пламени, показателем которого является их цвет. От типа пламени зависит температура, которая воздействует на металл. Обычно это свыше 3000 градусов, что позволяет плавить и резать различные виды изделий.
Газовая сварка и резка металлов производится обычно на нормальном пламени, при котором ацетилен и кислород подаются в равных количествах. Если же цвет огня меняется, необходимо подкорректировать настройки.
Область применения газосварки
Газовая сварка металлов может реализовываться несколькими способами:
- газопламенная сварка происходит с помощью присадочной проволоки, которая плавится вместе с основными деталями и заполняет зазор между ними;
- газопрессовая сварка отличается отсутствием присадочной проволоки, а скрепление происходит с помощью плотного соединения расплавленных кромок.
Газопламенная сварка используется не для всех типов металла. Преимущественное применение она нашла на следующих:
- жесть и тонколистовая сталь, толщиной не более 5 мм;
- цветные металлы;
- чугун;
- инструментальная сталь.
Все эти металлы имеют одну общую черту – они требуют мягкого и плавного нагрева, который и обеспечивается газовой сваркой.
Газовая сварка и резка металлов нашла широкое применение во многих отраслях промышленного и бытового использования. Благодаря постепенному нагреву детали, она не деформируется и такой способ считается одним из лучших для . Главное – правильно отрегулировать подачу газа и наладить пламя. Это делается следующим образом: открываются полностью вентили кислорода и ацетилена и поджигается горелка (спичкой/зажигалкой). Регулировка происходит вентилем ацетилена на полностью открученном кислороде.
Сущность газовой сварки можно рассмотреть на рисунке ниже:
Применяемые газы и их особенности
Чаще всего для газопламенной сварки применяется специфический газ ацетилен (C 2 H 2). Он характеризуется резковатым запахом и добывается при реакции карбида кальция с водой (в промышленных условиях). При температуре выше 335 градусов он загорается. В сочетании с кислородом, температура воспламенения ниже – 297 градусов минимум.
Основным газом для газопрессовой сварки является кислород, который смешивают с C 2 H 2 в равных пропорциях. Он всегда реализуется в баллонах синего цвета. С помощью шланга к горелке подключается кислород и подается на маленьком давлении, не более 4 атм. В отверстие рядом подключается C 2 H 2. в горелке есть специальный механизм для смешивания газов и через наконечник уже выходит концентрат для процесса сварки.
Газовая сварка и резка металлов может осуществляться не только с помощью ацетилена. Вместо него допустимо применение других газов в жидком и паровом виде. Самые популярные заменители ацетилена:
- Пары керосина (коэффициент замены ацетилена – 1:1)
- Пропан (коэффициент замены ацетилена – 1:0,6)
- Метан (коэффициент замены ацетилена – 1:1,6)
- Водород (коэффициент замены ацетилена – 1:5,2)
Важно: при газопламенной сварке стальных изделий метаном или пропаном нужно использовать проволоку с повышенным концентратом марганца и кремня.
Для качественного расплавления металла рекомендуется, чтобы температура воздействия была в два раза выше температуры плавления этого металла.
Преимущества и недостатки
Варить газовой методикой не сложно, но она, как и , или сварка имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества газового соединения:
- это идеальный способ сваривания меди, латуни и чугуна;
- обработке поддаются материалы с разным уровнем плавления, за счет высокой температуры, образующейся в результате горения;
- варить можно в любом месте, так как не требуется специального оборудования или электрической розетки;
- при использовании качественной придаточной проволоки и правильно подобранному пламени, получаются качественные и красивые швы (широко используются для соединения комплектующих в трубопроводах);
- рабочее изделие греется медленно, что позволяет избежать деформации или пропала, как в случае с полуавтоматической сваркой или при использовании ).
Кроме положительных моментов, сущность газовой сварки имеет и несколько недостатков:
- зона прогрева достаточно широка, то есть нагревается не только зона шва, но и большая площадь вокруг нее. Это может нанести вред изделию;
- невозможность работы с деталями, толщина которых превышает 5 мм;
- крайне не рекомендуется производить газопламенную сварку «внахлест», это приведет к деформации места сплавления;
- высокая опасность работы, так как газы образуют химическую смесь, которая имеет свойство воспламеняться.
Техника и технология газовой сварки
Чтобы газопламенная сварка порадовала в результате качественным швом, необходимо придерживаться всех рекомендаций и четко блюсти технологию работы. Для начала необходимо подготовить кромки изделий в районе будущего шва, то есть очистить от различных примесей и загрязнений. Это можно сделать при помощи наждачной бумаги или механической железной щеткой. Технология газовой сварки и резки металла выбирается заранее, перед началом процесса.
Техника газовой сварки делится на два метода:
- правый способ сварки характеризуется движением горелки слева направо. При этом огненное пламя направляется на сваренный участок, а придаточный материал ведется следом за ним.
- левый способ сварки, соответственно, выполняется наоборот – справа налево. Проволока продвигается впереди пламени, которое направлено на еще не соединенные кромки деталей.
Правый способ сварки менее популярен, так как левый и видно лучше мастеру, и обеспечивает качественный прогрев. Хотя при правом, коэффициент полезного действия на 20% выше, а расход газа меньше.
Способы газовой сварки Особое внимание требуется уделить выбору присадочной проволоки. Она зависит от толщины металла, который нужно сварить. При левом способе, диаметр присадочной проволоки d=S/2+1 мм, а при правом d-S/2 мм, где S — толщина свариваемого изделия (в миллиметрах).
Техника и технология газовой сварки выбирается, отталкиваясь от нескольких факторов:
- толщина изделия;
- положение детали и ширина шва;
- предпочтения мастера;
- используемые газы.
Изучая сущность процесса газовой сварки, необходимо понимать, что работа с горючими газами требует повышенной осторожности и внимательности. Новичку рекомендуется учесть советы опытных сварщиков и применять их на деле:
- для учебы и тренировки лучше использовать кислород и ацетилен;
- для сварки пропаном лучше применять горелку ГЗУ 3-02 и проволоку Св08г2с;
- перед тем, как варить изделие, его необходимо качественно очистить;
- для газопрессовой сварки лучше применять гидравлическое оборудование (пресс), для надежного скрепления;
- левый и правый способы имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбор делает мастер, смотря по ситуации.
Газовая сварка относится к группе сварки плавлением. Метод газовой сварки прост, не требует сложного оборудования и источника электрической энергии. К недостаткам газовой сварки относятся меньшая скорость и большая зона нагрева, чем при .
Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, монтаже труб малого и среднего диаметров, соединений и узлов, изготовляемых из тонкостенных труб, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца, сварке чугуна с применением в качестве присадки чугунных, латунных и бронзовых прутков, наплавке твердых сплавов и латуни на стальные и чугунные детали.
Газовой сваркой могут соединяться почти все металлы и сплавы, применяемые в настоящее время в промышленности. Наиболее широкое применение получила при строительно-монтажных работах, в сельском хозяйстве и при ремонтных работах.
Для выполнения сварочных работ необходимо, чтобы сварочное пламя обладало достаточной тепловой мощностью. Мощность пламени горелки определяется количеством ацетилена, проходящего за один час через горелку, и регулируется наконечниками горелки. Мощность пламени выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и его свойств. Количество ацетилена в час, необходимое на 1 мм толщины свариваемого металла, устанавливается практикой.
Пример. При сварке низкоуглеродистой стали на 1 мм толщины свариваемого металла требуется 100-130 дм 3 ацетилена в час.
Для сварки низкоуглеродистой стали толщиной 4 мм минимальная мощность сварочной горелки составит 100х4=400 дм 3 /ч, наибольшая - 130х4=520 дм 3 /ч.
Для газовой сварки различных металлов требуется определенный вид пламени - нормальное, окислительное, науглероживающее. Газосварщик регулирует и устанавливает вид сварочного пламени на глаз. При ручной сварке сварщик держит в правой руке сварочную горелку, а в левой - присадочную проволоку. Пламя горелки сварщик направляет на свариваемый металл так, чтобы свариваемые находились в восстановительной зоне на расстоянии 2- 6 мм от конца ядра. Конец присадочной должен находиться в восстановительной зоне или в сварочной ванне.
Скорость нагрева регулируется изменением угла наклона а мундштука к поверхности свариваемого металла.
Рисунок 1 - Угол наклона (а) и способы перемещения мундштука горелки (б)
Величина угла выбирается в зависимости от толщины и рода свариваемого металла. Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла. В начале сварки для лучшего прогрева металла угол наклона устанавливают больше, затем по мере прогрева свариваемого металла его уменьшают до величины, соответствующей данной толщине металла, а в конце сварки постепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить и предупредить пережог металла.
Рукоятка горелки может быть расположена вдоль оси шва или перпендикулярно ей. То или иное положение выбирается в зависимости от условий (удобств) работы газосварщика, чтобы рука сварщика не нагревалась теплотой, излучаемой нагретым металлом.
В процессе газовой сварки газосварщик концом мундштука горелки совершает одновременно два движения: поперечное - перпендикулярно оси шва и продольное - вдоль оси шва. Основным является продольное движение, поперечное служит для равномерного прогрева кромок основного и присадочного металла и получения шва необходимой ширины.
Способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять при газовой сварке не рекомендуется, так как при этом возможно окисление расплавленного металла кислородом воздуха. Способ 2 - по спирали и способ 3 - полумесяцем рекомендуются при сварке металла средней толщины, способ 4 - при сварке тонких листов (рисунок 1).
Присадочной можно совершать такие же колебательные движения, но в направлении, обратном движениям конца мундштука горелки.
Конец присадочной проволоки не рекомендуется извлекать из сварочной ванны и особенно из восстановительной зоны пламени. Движения, совершаемые концом мундштука горелки и концом присадочной проволоки в процессе сварки, зависят от положения шва в пространстве, толщины свариваемого металла, рода металла и требуемых размеров сварочного шва. Для сварки швов в нижнем положении наиболее распространено движение полумесяцем.
