Газовая сварка металлов все тонкости
С годами методы и основы обработки металлов менялись с развитием науки и внедрением новой техники. Газовая сварка — один из популярных способов сварки металлов. С помощью этой статьи вы научитесь основам газовой сварки.
Плюсы и минусы газовой сварки
- Газовая сварка является портативным и наиболее универсальным процессом и может применяться для различных производственных и ремонтных работ.
- Обеспечивает лучший контроль над температурой металла в зоне сварки, контролируя газовое пламя.
- В газовой источник тепла и присадочный металл отличаются в отличие от дуговой сварки. Это обеспечивает лучший контроль над скоростью осаждения присадочного металла.
- Может быть пригодна для сварки разнородных металлов с подходящим наполнителем и флюсом.
- Стоимость и обслуживание оборудования недорогое по сравнению с некоторыми другими процессами сварки. Оборудование универсальное, автономное и портативное.
- Не подходит для тяжелых секций, поскольку выделяемого тепла недостаточно, и, следовательно, тяжелые секции не могут быть соединены.
- Температура пламени меньше температуры дуги.
- Скорость нагрева и охлаждения относительно медленная. Но в некоторых случаях это выгодно.
- Тугоплавкие металлы, такие как вольфрам, молибден и химически активные металлы, такие как титан и цирконий не подходят для этого типа сварки.
- Приводит к большей зоне термического влияния из-за длительного нагрева.
- Защита от флюса в газовой сварке не так эффективна и окисления нельзя полностью избежать.
- Проблемы безопасности связаны с хранением и обработкой взрывоопасных газов, например, ацетилена и кислорода.
Материалы и оборудование для газовой сварки
Основные детали или компоненты:
- Цилиндры. Кислород и ацетилен хранятся под давлением в стальном баллоне. Баллоны всегда должны быть закреплены и использоваться в вертикальном положении. Когда цилиндр не используется, крышка клапана всегда должна быть на месте.
- Кислородные баллоны. Они содержат сжатый кислород на прессах, которые могут достигать 2200 фунтов на квадратный дюйм. Все цилиндры имеют клапаны и оснащены навинчивающейся стальной крышкой, которая защищает клапан баллона, когда он не используется.
- Ацетиленовые баллоны. Баллоны содержат пористый наполнитель, который оснащен ацетоном, позволяющим безопасно удерживать ацетилен в цилиндре при 250 фунт / кв.дюйм.
- Регулятор давления. Кислород и топливные газы заполняются в цилиндре под высоким давлением. Регулятор давления подает кислород под давлением около 70-130 кН / м2 и газ со скоростью 7 — 103 кН / м2 в сварочную горелку.
- Факелы. Узел горелки состоит из ручки для подачи кислорода и топливного газа, а также смесительной камеры. Сварочные наконечники или режущие насадки с ручками можно использовать для сварки, нагрева и резки. Кислород и топливный газ протекают через трубки внутри ручки, которые смешиваются в смесительной камере или наконечнике. Именно на кончике зажигается смешанный газ.
- Очки и перчатки. Используются в целях безопасности.
Особенности выполнения газовой сварки
Ниже представлены пошагово основы процесса газовой сварки.
- Газовый баллон и кислородный баллон соединить со сварочной горелкой через регуляторы давления.
- Отрегулировать давление газа и кислорода, подаваемых на горелку, где они правильно смешиваются.
- Зажечь пламя.
- Позаботиться, чтобы наконечник горелки был направлен вниз.
- Теперь пламя контролируется клапанами, расположенными в сварочной горелке.
- Пламя устанавливается на естественное или науглероживающее или окислительное пламя в зависимости от условий.
- Сварочная горелка должна идти по месту, где должно быть создано соединение. Это расплавит интерфейсную часть и соединит их навсегда.
Левая техника идеально подходит для сварки встык и круговых швов толщиной до 5 мм.
Вся позиционная правая техника — идеальна для сварки стального листа и, в частности, трубопровода, где должна выполняться позиционная сварка (вертикальная и накладная).
Газовая сварка – основные понятия и принцип действия
Газовая сварка – скрепление конструкций из металла между собой методом нагрева места спайки газом. Высокие показатели температуры создаются с помощью ацетилена или других формальдегидов. Технология применяется во время работы с тонкой углеродистой сталью, чугуном и другими черными или цветными металлами.
Особенности газовой сварки
Для сваривания металлоконструкций подходят газы, которые легко воспламеняются при вступлении в реакцию с кислородом. Это пропан, метан, водород, пары бензина. Работа проводится вручную. Сварочная аппаратура работает без электричества. Кислород подается из специализированного баллона, который в соответствии с ГОСТом окрашен в синие оттенки.
При условии равномерной подачи кислорода, осуществляющейся под низким давлением, процесс горения проходит беспрерывно. Контролируется этот фактор входящим в комплектацию оборудования редуктором. От горелки выходят шланги, обеспечивающие подачу кислорода и ацетилена. Основные процессы протекают в камере. Здесь составляющие перемешиваются и выходят через наконечник в виде пламени.
Технологический процесс газовой сварки
Перед стыкосваркой необходимо провести подготовительные работы. Среди них очистка кромок шва, выбор горелок, способов и технологий сварочного процесса. Выделяют две основных техники, сущность которых заключается в характере движения оборудования.
Левый способ
Сварка справа налево – наиболее востребованный способ соединения металлоконструкций. Применяется по отношению к тонкостенным конструкциям и легкоплавным металлам. Перед пламенем, которое направляется на не соединенные края деталей, продвигается проволока. Кончик проволоки располагается в восстановительной области. Сварщик может легко наблюдать за процессом спайки. Металл прогревается лучше.
Правый способ
Сварка слева направо. Применяются для работы с металлическими изделиями толщиной более 3 мм. В данном случае присадка проводится за пламенем, расположенным в сторону соединенного участка. Обеспечивается уменьшение расхода газа и присадочного материала. Шов ложится ровно.
При сварке металлических листов толщиной менее 8 мм выполняются колебательные движения мундштука. Если металл толще заданного значения, необходимость в совершении подобных действий отпадает. Между мундштуком и обрабатываемой поверхностью образуется угол от 30° до 40°. Разделка кромок толстых металлических листов проводится под меньшим углом. Кончик проволоки держат в сварочной ванне. Жидкий металл перемешивается по спирали, что обеспечивает беспроблемное удаление дефектов.
Среди других технологий выделяется работа полуавтоматом. Она производится с использованием защитных газов и электрической дуги.
Определение режимов газовой сварки
Режимы газовой сварки подбираются под конкретную марку соединяемого метала в соответствии с характеристиками сплава и показателями диаметра присадки. Их отличие состоит в тепловой мощности, которая рассчитывается при умножении выраженной в миллиметрах толщины свариваемого сплава (S) и зависящего от вида стали коэффициента пропорциональности (к). Отсюда получается формула:
где Vа – тепловая мощность, выраженная расходом ацетилена.
Чаще всего для сварки правым методом за исходную тепловой мощности берется расход ацетилена в объеме 120 – 150 л/ч. В случае выбора левого способа сварки этот показатель находится в диапазоне от 100 до 130 л/ч на 1 мл.
Угол наклона мундштука выражается в значениях, представленных с помощью таблицы:
Угол наклона | 80° | 70° | 60° | 50° | 40° | 30° | 20° |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Толщина металла, мм | От 15 | 10-15 | 7-10 | 5-7 | 3-5 | 1-3 | До 1 |
Подбирая присадочный материал, принимают во внимание выбранные способ наложения шва и толщину металла. Чаще всего его диаметр приравнивается к половине показателя толщины свариваемого металла. Так при толщине материала превышающей 15 мм. подбирается присадка диаметром в 6 – 8 мм.
Для определения скорости сварки применятся формула:
где V – скорость сварки;
А – коэффициент, присущий материалу с определенными свойствами;
S – толщина свариваемого металла, выраженная в миллиметрах.
Преимущества и недостатки газовой сварки
Особенности газовой сварки таковы, что ее некоторые свойства можно расценивать в зависимости от условий работы как преимущества или как недостатки. Определить безусловные плюсы и минусы такой техники скрепления металлоконструкций поможет таблица:
Преимущества | Недостатки |
---|---|
Простой технологический процесс | Низкий коэффициент полезного действия |
Доступность агрегатов и газовых смесей | Высокая стоимость ацетилена |
Работа без подключения к мощным источникам энергии | Большая область нагрева |
Возможность выбора вида и мощности пламени | Возможность проводить сварку исключительно вручную (процесс работы автоматизируется если используется многопламенная горелка и свариваются конструкции с тонкими стенками) |
Предоставление контроля над режимами |
Границы оплавляемой зоны при сварке газом большие. Скорость их нагрева низкая. При сварке инструментальной стали, чугуна и цветных металлов такая особенность позиционируется как достоинство. Ведь их надо плавно нагревать и охлаждать. В других случаях небольшая скорость нагрева превращается в недостаток.
Принципы работы сварочной аппаратуры
Газосварочные работы требуют строго соблюдения техники безопасности. Пост сварщика должен быть оборудован специальным столом, удерживающими приспособлениями и набором инструментов. Вся аппаратура должна соответствовать отраслевому стандарту (ОСТ). Перед работой нужно продуть вентили и установить редуктор на болоны. Винт для его регулировки и контргайку заворачивают до упора против часовой стрелки. К редуктору крепятся шланги, которые нужно продуть, присоединить к горелке и мундштуку. Далее устанавливаются рабочее давление и зажигание горелки.
Соблюдение схемы работ поможет избежать обратного удара (сгорания газа с высокой скоростью в направлении, обратного подаче).
Нюансы сварки различных металлов
Сварочный аппарат оборудован редуктором. С его помощью контролируется состав используемой смеси. Выбирается тип пламени – окислительное, восстановительное или высококонцентрированное (с большим концентрацией горючего газа). При сварке образуется расплавленная ванна. В ней протекают окислительно-восстановительные процессы. Окисление проходит активнее, если во время работы используются алюминий и магний. Есть и другие нюансы при сваривании деталей из конкретных металлов:
- Низкоуглеродистая сталь. Для сварки подходят разные газы. Как присадка применяется стальная проволока с добавлением незначительного количества углерода.
- Легированная сталь. Выбор метода сварки зависит от состава сплава. Жаропрочные конструкции из нержавеющих материалов свариваются присадкой, в состав которой входят хром с никелем. При сваривании некоторых типов металлов в проволоке должен присутствовать молибден.
- Чугун. Для сварки выбирается науглероживающее пламя. За счет этого предотвращается разложение кремния и образование зерен белого чугуна с хрупкими свойствами.
- Медь. Пламя выставляется на большую мощность. Между деталями создается минимальный зазор. Присадка – медь и флюс.
- Латунь. В пламени горелки создают большую концентрацию кислорода. Выбирают присадку из латуни. Это препятствует образованию пористых швов.
- Бронза. Сваривается восстановительным пламенем с применением бронзовой присадки, в состав которой добавлен кремний. Такая технология позволяет сохранить в сплаве олово, кремний и алюминий.
Создать качественный шов помогает соблюдение установленных правил. Предварительно металл проходит подготовку. После соединения происходит термическая ковка металла. Это позволяет увеличить прочность зон, прилегающих к шву.
Виды оборудования для сварки
Различают следующие типы газосварочного оборудования:
- Мобильный агрегат для сварки газом. Может быть стационарном и переносным. Стационарный чаще всего используется на ПЗО (металлургических заводах). Портативные агрегаты можно доставлять к месту резки. Они имеют размер мини. Компактная сборка позволяет использовать их в домашних условиях. Однако применять их в квартире не рекомендуется.
- Газовый редуктор. Устанавливается на баллонах в целях понижения давления газа при его поступлении в шланги. Специальные датчики позволяют контролировать этот показатель.
- Газовые баллоны. Прибор использующийся для припоя трубных конструкций. В комплект входит два агрегата, в одном из которых кислород, в другом – газ. Различить содержимое позволяет окрашивание баллонов в разные оттенки или простановка разметок. С помощью такого оборудования можно работать в автономном режиме.
Ниже представлено видео — история о том, как собрать аппарат для газовой сварки своими руками:
Большой актуальностью пользуется такой метод сварки, как ТИГ. Он позволяет создавать аккуратные швы при сварке аргоном или другим газом. Используется на производстве или в автосервисах. Любой метод сварки требует соблюдения мер предосторожности. пример, использования очков с защитными линзами.
Самодельная газосварка
В данном проекте для резки, сварки, пайки используется водородное пламя. В отличие от ацетилена, который используется в традиционных аппаратах, водород практически безвреден. При его сгорании образуется водяной пар.
Фабричные сварочные аппараты на водороде работают от обычной и трехфазной сети, обладают различной мощностью. В них можно регулировать температуру рабочего пламени в интервале 600…2600°С. Устройства просто эксплуатировать. Они, в отличие от ацетиленовых, не требуют перезарядки, работа с ними отличается низкой трудоемкостью. Агрегаты безопасны при хранении, в работе.
Водородное сварочное устройство является незаменимым помощников домашним умельцам. Фабричные изделия стоят недешево, они неудобны при работе с небольшими деталями. Потому выгоднее сделать их самому.
Водородную смесь получают в результате электролиза водного раствора, в котором присутствует едкий натр. Источник тока делают из выпрямителя, используемого при зарядке аккумуляторов автомобилей.
В качестве сосуда, в котором будет проходить электролиз, подходит пол-литровая стеклянная банка, которую следует закрыть полиэтиленовой крышкой. В последней делают три отверстия: два для выводов от электродов; одно для размещения трубки, по которой будет отводиться получаемый газ. Все выводы, соединение крышки с банкой герметизируют, например, клеем «Момент».
Электроды делают из пластин нержавеющей стали. Ширины достаточно 4 с, им, для увеличения площади, им придают форму змейки.
Готовят электролит, добавляя к очищенной воде 8…10% гидроокиси натрия. Заполняют им через трубку отвода газов стеклянную банку (пользуются шприцом объемом 50 мл). Второй сосуд применяют как гидродозатор для барботирования полученных газов. Далее газы должны поступать в третью емкость – она выполняет роль затвора для выхода газов.
Для увеличения безопасности в системе предусматривают два расположенных последовательно засова. Благодаря им исключается проскок пламени между аппаратом и электролизером.
Газ, в котором присутствует водород, кислород и пары горючих веществ, выходит через иглу медицинского шприца. Температура пламени может быть 2500°С. Она поддается регулированию – это делают, изменяя подаваемое в электролизер напряжение.
Пользуясь водородной сваркой, следят за горением газа – оно должно быть стойким. Если изменять напряжение, подаваемое на электроды, то это вызывает коррекцию силы тока. Последнее влияет на дозу газа, который выделяется из электролизера.
Игла в аппарате, который работает на водороде, должна быть диаметром0,6…0,8 мм. Для трубок используют медицинские капельницы, гелиевые ручки. Для затворного сосуда подходит баночка из пластмассы. Все элементы конструкции размещают в подходящем по габаритам корпусе.
Объем гидроокиси натрия в растворе всегда постоянный, а вот воду приходится добавлять. Делают это, используя медицинский шприц с иглой. Рабочую иглу снабжают держателем, например, деревянной ручкой от инструментов; в ней просверливают отверстие, в которое проходит трубка.