Что можно сваривать газовыми горелками. Как осуществляется газовая сварка своими руками

Появившись на рынке, инверторные сварочные аппараты потеснили остальное оборудование, применяемое для соединения металлических деталей и узлов. Но любой опытный сварщик скажет, что автогенная сварка – это первый класс в школьной программе сварщика, без которой невозможно овладеть техникой сваривания металлов и разобраться в самом сварочном процессе. К тому же необходимо отметить, что данный вид сварки еще нередко применяется, а в некоторых случаях без него просто не обойтись.

В состав автогенной сварки входят:

Два баллона: кислородный и ацетиленовый.
Два редуктора по одному на каждый баллон.
Пламегасители по одному на баллон.
Комплект из двух шлангов: один для кислорода, второй для ацетилена.
Горелка, снабженная насадками с отверстиями разного диаметра.

Баллон для кислорода – это металлическая емкость с толщиною стенки 6 мм, объемом 40 литров, в которую помещается 6000 литров кислорода под давлением 150-200 атмосфер. Баллон является бесшовным, поэтому и выдерживает такие высокие нагрузки давлением. В верхней его части располагается вентиль, к которому закручивается кислородный редуктор. Основное требование безопасной эксплуатации – не допустить попадание масла и жира на вентиль, особенно в место соединения его с редуктором. Кислород быстро взаимодействует с маслами, при этом происходит реакция окисления, которая приводит к взрыву.

Баллон для ацетилена имеет совершенно другую конструкцию. Все дело в том, что сжатие ацетилена обязательно приводит к взрыву. Чтобы этого не происходило, необходимо этот газ разделить на мелкие объемы. А для увеличения самого объема, нужно растворить его в ацетоне, который в больших количествах поглощает ацетилен. Пропорция поглощения – 1 к 360. То есть, один литр ацетона поглощает 360 литров ацетилена. Разбивка смеси на мелкие объемы производится за счет пористой структуры наполнителя баллона. В этом материале и размещается ацетон. Кстати, его количество равно 16 литрам, соответственно количество ацетилена при давлении 15 атмосфер будет равно 6000 литрам.

Пористый материал – это симбиоз асбеста, древесного угля, кизельгура и вяжущих наполнителей. Толщина стенки ацетиленового баллона – 4-5 мм.

Как и в случае с кислородным баллоном, у ацетиленового также есть вентиль, к которому присоединяется свой специальный редуктор. Необходимо отметить, что масла и жиры этой емкости не страшны. Единственное, что нужно учитывать, это при проведении сварки автогеном держать ацетиленовый баллон в вертикальном положении.

Что касается редукторов (ацетиленового и кислородного), то их задача – снижать давление газов до необходимых показателей. Оба приспособления имеют практически одинаковую конструкцию, в основе которой лежит подпружиненный вентиль. В них же установлены по два манометра, один из которых показывает давление внутри баллона, второй давление газа после редуктора, то есть, на горелке.

Показатели давления после редуктора должны быть такими:

Кислород – 2,5-3,0 атм.
Ацетилен – 0,3-0,7 атм.

Данные показатели не являются абсолютными, потому что газосварка используется для соединения разных по толщине металлов. И чем толще заготовки, тем больше давления газов должно быть на горелке. К тому же резка металла автогеном также производится при повышенных показателях давления.

Пламегасители или обратный клапан – это устройство, которое защищает от обратного удара. Их устанавливают сразу после редукторов, к нему же подключаются и сами шланги. Что значит, обратный удар.

Существуют ситуации, когда ацетилен начинает подниматься по кислородному шлангу, достигая его редуктора. Если в этом месте произойдет смешивание двух газов, то это гарантия большого взрыва. Избежать этого помогают пламегасительные клапаны. Кроме этого существуют определенные действия самого сварщика, обеспечивающие безопасность работы автогеном. Но об этом чуть ниже.

Теперь о шлангах. Какие к ним предъявляются требования.

Это резиновые изделия с тканевым кордом внутри.
Цвет кислородного шланга – синий, ацетиленового – красный. Менять их местами категорически запрещается.
Соединяются они к устройствам сварочного оборудования только на штуцеры через ниппели.
Часто используемые шланги имеют внутренний диаметр 9 или 12 мм.
Минимальная их длина – 8 м, максимальная – 20 м.
Комплект шлангов – это сдвоенная конструкция из ацетиленового и кислородного.

Горелка – самый важный элемент сварочного оборудования, где происходит смешивание двух газов, и где смесь выходит наружу со сверхзвуковой скоростью. Шланги к горелке подсоединяются посредству штуцеров. Выше по ручке располагаются вентили, с помощью которых регулируется подача каждого газа. При этом кислород проходит через инжектор, в котором за собой тянет ацетилен. Вот почему устанавливается давление ацетиленового редуктора, равным атмосферному давлению или чуть выше.

Техника сварки

Очень важный момент – это правильно поджигать газовую смесь и отключать ее. Подключение делается вот в такой последовательности.

Сначала открывается на горелке кислородный вентиль.
Затем ацетиленовый.
Горелка отводится в сторону и поджигается.
При этом пламя будет иметь красный оттенок, оно будет длинным, и обязательно будет коптить.
Чуть больше открывается подача кислорода и уменьшается подача ацетилена. Визуально можно проконтролировать настройку, пламя должно стать синеватым.

Выключается горелка в обратной последовательности: сначала закрывается ацетиленовый вентиль, после 10 секунд кислородный. Именно такой порядок отключения подачи газов обеспечивает безопасность эксплуатации сварочного оборудования. То есть, предотвращается возникновения того самого обратного удара.

Что касается ведения процесса сварки, то его можно проводить слева направо или наоборот. Первый вариант – это когда горелка движется вдоль сварочного шва, а за ней перемещается присадочная проволока. Второй вариант – проволока движется впереди горелки. Первый вариант предпочтительнее, потому что сварочный стык сначала прогревается, а затем в него поступает расплавленный металл проволоки. При этом пламя оттесняет из зоны сварки кислород и азот, которые негативно сказываются на качестве конечного результата.

Качество сварного шва – это не только техника и правильно выбранные параметры давления газов. Это достаточно большой список дополнительных критериев, зависящих в основном от толщины свариваемых заготовок. А именно:

толщина используемой проволоки;
правильно подобранный диаметр сопла горелки;
скорость движения горелки вдоль шва;
скорость подачи проволоки в зону сваривания;
процентное содержание каждого газа в подаваемой смеси.

При этом необходимо учитывать, что температура в зоне сварки при использовании ацетиленовой горелки в несколько раз меньше, чем при сварке электродами. Поэтому сварка автогенным способом должна проводиться медленнее. А соответственно сам процесс должен производиться более аккуратно. В противном случае дефектов в сварочном шве не избежать. К примеру, может образоваться не проваренный пласт, который сварщики называют холодным. Могут появиться поры, включения оксидного типа или подрезы. Нередко встречаются и зазубрину у самого корня шва.

Техника безопасности

Перемещать баллоны можно только на специальном транспорте.
Расстояние от баллонов до производственных и жилых зданий – минимум 10 м.
Хранить их можно только в металлических шкафах с отверстиями, шкаф должен устанавливаться на улице и быть всегда под замком.
Сварка проводится вдали от взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ.
На месте сварки должен всегда присутствовать огнетушитель.
В процессе эксплуатации постоянно производится проверка на предмет обнаружения протечек газа.

Автогенная технология сваривания металлов является более простой. Немного опыта, и уже можно варить, не оглядываясь на мастера. Вот почему считается, что это начальная школа для сварщика.

Газовая сварка – вид сварки плавлением, при котором источником нагрева служит теплота, выделяемая в процессе горения смеси горючих газов.

Метод подходит для соединения почти всех металлов, используемых в технике. Применяется в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, при выполнении ремонтных работ.

ГОСТы

Вся информация, относящаяся к газовой сварке и применяемым материалам, изложена в ГОСТах, которые необходимо выполнять.

Некоторые стандарты:

Термины и определения : ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 – определение термина «газовая сварка.
Сварочные материалы : ГОСТ 5457-75 – технические условия на ацетилен газообразный и растворенный технический, ГОСТ 3022-80 – технический водород.
Газовая сварка и резка : ГОСТ 29090-91 – требования к материалам для газовой сварки.

Принцип работы

Ацетилен – соединение углерода с водородом. Бесцветный, с резким специфическим запахом горючий газ, взрывоопасный. Работа с газом требует осторожности и соблюдения мер техники безопасности.

Транспортировка баллонов

Заменители ацетилена

Сварка металлов, имеющих температуру плавления ниже стали, может осуществляться с использованием газов–заменителей. Например: пропан, метан, водород.

Пропан – технический газ без цвета, имеет резкий запах, тяжелее воздуха . Для сварки используют пропан-бутановую смесь, содержащую 5-30% бутана. Температура пропан-кислородного пламени достигает 2400 °С.

Метан-кислородная смесь почти без запаха . Пламя имеет температуру 2100-2200 °С, поэтому такой горючий газ применяют ограниченно.

Водород – легкий горючий газ без запаха, бесцветный . В определенных пропорциях с кислородом и воздухом может образовать взрывоопасную смесь. Поэтому обязательно соблюдение правил безопасности при работе с газом. Водород для сварки находится в стальных баллонах зеленого цвета. Имеет газообразное состояние. Пламя водородно-кислородное имеет синий оттенок. Нечеткие очертания его зон затрудняют регулировку.

Виды пламени и их использование

Состав горючей смеси влияет на внешний вид и температуру сварочного пламени. Оно имеет 3 зоны: ядро, восстановительную (среднюю), факел-окислительную. Ядро включает механическую смесь нагретого до высокой температуры кислорода и разложенного ацетилена.

В зависимости от пропорции ацетилена и кислорода различают 3 вида пламени:

окислительное ;
восстановительное ;
с повышенным содержанием горючего газа .

Окислительное

Пламя формируется при увеличении подачи в горелку кислорода или уменьшении количества ацетилена. На 1 объемную часть ацетилена должно приходиться 1.3 и более части кислорода. Характерные черты:

Укороченное заостренное ядро бледной окраски с расплывчатыми очертаниями границ.
Сокращение длины средней зоны и факела .
Окраска пламени – синевато-фиолетовая.
Горение происходит с шумом .
Температура пламени превышает норму .

Этот тип пламени применяется для соединения низкоуглеродистой стали и сварки латуни.

Восстановительное (нормальное)

Соотношение ацетилена к кислороду может находиться в пределах от 1:1 до 1:1.3. В пламени происходит образование углерода и водорода, благодаря которым металл раскисляется и восстанавливается. В таких условиях формируется однородный без газовых пузырей и пор.

Ядро пламени – светлое, восстановительная зона и факел имеют более темный оттенок. При увеличении давления кислорода ядро удлиняется. Факел имеет температуру намного ниже восстановительной зоны. Нормальное пламя используют для сваривания большинства видов .

С повышенным содержимым горючего газа

Имеет название – науглероживающее или ацетиленистое пламя. Для него характерно увеличение подачи ацетилена или уменьшение кислорода. На 1 часть ацетилена берется 0.95 и менее части кислорода. Характерные признаки:

увеличение размеров зоны сгорания ;
расплывчатость очертаний ядра , возникновение на его конце зеленого венчика;
посветление восстановительной зоны почти до ее соединения с ядром;
пожелтение пламени .

Результатом избытка ацетилена является его неполное сгорание, пламя коптит из-за недостатка кислорода. Излишек ацетилена разлагается на углерод и водород. В расплавленный металл переходит углерод. Результат – науглероживается металл шва.

Пламя с небольшим избытком горючего газа используют для сварки магниевых и алюминиевых сплавов, чугуна.

Характеристика методов газовой сварки

Существует 2 способа:

правый ;
левый .

Правый

Это метод, при котором сварка выполняется слева направо. Направление:

сварочного пламени – сваренный участок шва;
присадочной проволоки – вслед за горелкой.

Мундштуком горелки совершаются небольшие поперечные колебания.

По сравнению с левым способом:

производительность сварки на 20-25% выш е;
качество сварного шва лучше ;
расход газов меньше на 15-20% .

Рассеивание теплоты пламени меньше по сравнению с левым методом, в связи с чем угол раскрытия шва составляет 60-70°, что способствует уменьшению количества наплавляемого материала, расхода проволоки и снижению коробления изделия.

Способ целесообразен при соединении элементов, имеющих большую теплопроводность и деталей, толщина которых превышает 5 мм.

Левый

Способ заключается в передвижении:

горелки справа налево ;
присадочной проволоки – перед пламенем, которое направлено на несваренную зону шва.

Кромки основного металла перед началом сварочных работ подогревают, что способствует хорошему перемешиванию сварочной ванны.

Левый способ применяют для соединения элементов из легкоплавких и тонких (до 3 мм) металлов.

Схема способов сварки

Характеристика технологий

Различают разные техники наложения сварочных швов:

многослойную ;
валиком ;
ванночками ;
окислительным пламенем .

Многослойная

Применение – выполнение ответственных соединений. Сварочные работы проводятся проходкой коротких участков. Условие – несовпадение стыков швов в отдельных слоях.

Перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего очищается от шлаков и окалины с помощью проволочной щетки.

Преимущества способа по сравнению с однослойной сваркой:

меньшая зона нагрева ;
обеспечение отжига нижерасположенных слоев ;
проковка каждого слоя .

Недостаток: большой расход газов.

Валиком

Соединяемые элементы устанавливают вертикально с зазором в полтолщины листа. Пламенем расплавляют кромки с одновременным образованием круглого отверстия. Его нижний участок на всю толщину металла заплавляют присадочным материалом. Пламя переносят выше, оплавляют кромку отверстия вверху, а на его нижнюю часть накладывают следующий слой материала. Этапы повторяют до окончания формирования сварочного шва.

Если металл имеет толщину 6-12 мм, работы одновременно проводятся с двух сторон двумя сварщиками.

Шов имеет форму сквозного валика, который соединяет . Металл шва – плотный, не имеет дефектов.

Ванночками

Метод применяется при сварке низколегированной и низкоуглеродистой стали до 3 мм толщиной, когда требуется получение угловых соединений и встык. Используется присадочная проволока.

В момент образования на шве ванночки диаметром 4-5 мм в нее направляют конец проволоки, расплавляют ее небольшой участок, после чего перемещают в восстановительную зону . Одновременно мундштуком совершают круговое движение для перехода в рядом расположенную на шве зону новой ванночки. Она должна перекрывать на 1/3 диаметра предыдущую ванночку.

Чтобы избежать окисления, конец проволоки удерживать в восстановительной зоне. Нельзя допускать погружения ядра в ванночку с целью недопущения науглероживания металла шва.

Окислительным пламенем

Метод используется для сварки низкоуглеродистой стали. Цель – повышение производительности сварочного процесса на 10-15%.

Состав пламени β = 1.4. Избыток кислорода при сварке сталей способствует окислению металла шва , поэтому он получается хрупким и имеет поры. Поэтому при работе с целью раскисления окислов железа в сварочной ванне используют присадочные проволоки с повышенным составом кремния и марганца. Например: Св 08Г, Св 08Г2С, Св-12ГС.

Преимущества и недостатки

К положительным качествам газовой сварки относятся:

простота ;
недорогое оборудование ;
возможность регулирования скорости нагрева и охлаждения свариваемого металла;
прочные и плотные сварные швы .

Недостатки:

снижение производительности процесса при увеличении толщины свариваемого материала;
обширная зона нагрева ;
высокая стоимость горючего газа по сравнению с электроэнергией;
сложности механизации и автоматизации процесса .

В наше время для проведения ремонтных работ в области судостроения, автомобилестроения, строительства широко используют газовую сварку. В процессе газосварки пламенем в открытой горелке плавится основной и присадочный материал. При газосварке происходит плавное нагревание металла. Благодаря этому, она нашла широкое применение при сварке цветных металлов, чугуна и стали.

Пламя в горелке поддерживается благодаря подаче горючих газов, находящихся в баллоне: пропана, диацина, водорода, метана, ацетилена, кислорода и прочих. При проведении газосварки необходимо очень тщательно соблюдать технику безопасности. В радиусе метра, возле вас должны отсутствовать легковоспламеняющиеся предметы. Не лишним будет запастись емкостью с водой.

Газосварке отдают предпочтение из-за ее простоты и мобильности.

Процесс газосварки прост, поэтому можно без труда освоить технику нагрева и сварки. Главное для сварщика – это овладеть работой при помощи горелки и прутка. Это обеспечит качественное исполнение газосварочных работ.

У тех, кто впервые проводит газосварочные работы, как правило, возникают множество вопросов, связанных с техникой, методикой и самим процессом газосварки. Начинающий сварщик старается выбрать для себя самую оптимальную технику, зависящую от вида материалов, использующихся в процессе сварки. Чтобы умело подойти к процессу сварки, можно воспользоваться советами, которые непременно вам помогут.

Инструкция по работе с газосваркой

Сначала необходимо выбрать оборудование. Не забывайте, что в процессе сварки вам придется работать с газовым баллоном. Поэтому необходимо хорошо ознакомится с правилами по технике безопасности.

В зависимости от вида поверхности, которую необходимо сварить, выбирается определенная техника сварки.

Ацетилен - основной компонент в процессе газосварки. Для сварки используют растворенный (в баллоне) или газообразный ацетилен. Ацетиленовые баллоны применяют при газосварочных работах любой сложности, как на бытовом уровне, так и при проведении высокотехнологичной сварки. Ацетилен можно назвать одним из самых качественных источников пламени. Это обусловлено тем, что нет надобности в использовании какого-нибудь окислителя.

Вначале необходимо подготовить газовый баллон, с помощью которого будет производиться ацетиленокислородная газосварка, учитывая труднодоступные места. Также потребуется горелка, имеющая четыре наконечника. Для отработки навыков сварки вначале необходимо использовать наконечник наименьшего размера. Старайтесь следить за поддержанием давления во всех шлангах аппарата. Давление для кислорода и для ацетилена должно отличаться. Необходимо следить, чтобы показатели давления оставались на уровне: для кислорода не более 0,3МПа, для ацетилена - не менее в 1 кПа.

В процессе газосварки можно воспользоваться кислородным шлангом, который относится к III классу. Он обеспечит подачу кислорода к газовому баллону с оптимальным давлением, что предусмотрено техникой газосварки для небольших соединений.

Чтобы шов при сварке поверхностей был качественный и красивый, используют Г3. Его применение требует мастерства и более повышенных требований со стороны техники безопасности. В любом случае, на вас должна быть надета защитная форма - это уплотненные штаны и куртка. Голова должна быть защищена шапкой. Лицо необходимо полностью прикрыть, используя специальную маску.

Овладеть в полной мере искусством газосварки можно только после учебы и окончания специальных курсов. Это поможет вам правильно выбрать горелку для газовой сварки. При выполнении газосварочных работ необходимо правильно располагать прибор относительно свариваемых поверхностей, соблюдая при этом оптимальный угол. Это необходимо для образования красивого и ровного шва. По окончанию газосварочных работ, для придания изделию эстетичного вида нужно аккуратно зачистить окалину.

Газосварка, как варить газосваркой, газосварка для начинающих, Как работать газосваркой, как правильно варить газовой сваркой

www.stroy-db.ru

Газовая сварка - преимущества и недостатки

Ещё в древнем Египте впервые появилась сварка. Сваривать железо люди научились одновременно с другими способами обработки различных металлов. Разумеется, что качество сварки того времени сильно отличается от качества наших дней, но тем не менее, до сих пор множество дворцов, храмов и других сооружений держаться на первых конструкциях, выполненных на сварке.

Как бы не парадоксально это звучало, человек в начале открыл и совершенствовал электрическую сварку. Уже в последствии, а именно, в 1903 году во Франции был изобретён аппарат для газовой сварки. В сварочном аппарате применялись кислород и ацетилен. Конструкция изобретённого газового аппарата в принципе применяется и сейчас, но она постоянно усовершенствовалась. Совершенствовалось и менялось оборудование, кислородные баллоны, редукторы и прочие материалы. Как и у электродуговой и лазерной сварки, так и у газовой, есть свои особенности технологии выполнения швов. Их нужно всегда учитывать при выборе того или иного вида работ. Такие вещи, как баланс минимизации затрат на сварку и качество шва, очень важны.

Рассмотрим преимущества газовой сварки

Для газовой сварки не требуется дорогого сложного оборудования, дополнительных источников энергии. Этим способом, можно сварить металл даже в открытом чистом поле или глухом лесу. В третьем десятилетии 20 века, все нефтепроводы сваривались именно газовой сваркой. Эти особенности позволяют производить сварочные работы в любых помещениях, зданиях и регионах.

Можно сваривать металлы с самыми разными температурами плавления, широко варьируя мощностью пламени газовой сварки. Такие материалы, как латунь, свинец и чугун лучше всего варить газовой сваркой. Если правильно выбрать марку присадочной проволоки и мощность пламени, то можно получить высококачественные швы. Газоацетиленовой сварке доверяют даже самые ответственные участки. Сваренные поверхности очень медленно нагреваются и остывают. Можно с лёгкостью изменять температуру пламени. При изменении угла наклона к свариваемой поверхности, также меняется температура пламени. Качество и прочность швов, как правило выше, чем при использовании электродуговой сварки. Газовой сваркой можно резать, закалять и сваривать различные металлы.

Недостатки газовой сварки

У газовой сварки большая зона нагрева. Если рядом со свариваемым местом расположены термически неустойчивые элементы, они будут повреждены. Невыгодна сварка металла толщиной более 5 миллиметров. Чем больше толщина, тем больше падает производительность сварки. В таких случаях лучше применять электродуговую сварку.

В газовой сварке применяются очень опасные вещества, такие как водород, ацетилен, при соединении с кислородом дающие взрывную смесь. Газовые баллоны, должны быть максимально отдалены от органических веществ. В противном случае, несоблюдение техники безопасности приведут к взрыву и пожару. Газовая сварка не поддаётся механизации. Не получается легировать направленный металл. С помощью газовой сварки, не рекомендуется сваривать высокоуглеродные металлы. Сваренные поверхности очень медленно нагреваются и остывают.

Особенностью технологии является то, что при газовой сварке поверхность медленно нагревается и остывает. Преимущество медленного нагрева/остыва в том, что многие сплавы и металлы требуют постепенных условий нагрева. При помощи газовой сварке очень хорошо свариваются цветные металлы. Также у газовой сварки есть несколько особенностей. Применяются три вида кислорода. Как правило, чем чище кислород, тем быстрее идёт процесс резки и качественнее кромка. Газовая сварка имеет место в области строительства. Ещё очень долгое время будет применяться в различных видах производства.

Информация на нашем сайте:малярные работы тсптехнология отделочных работтехнологические карты в строительстветехнология отделочных работтехнология монтажа металлических колонн

stroyrubrika.ru

Все, что нужно знать о газовой сварке - Справочник сварщика

Газовая сварка является особенным видом сварки, так как в основе ее принципа работы, лежит способ плавления металла. Для того чтобы осуществить газовую сварку, допускается возможность применения множества горючих и газов. Поэтому, сварка может быть, например, кислородно-водородной, бензино-кислородной и так далее. Также, существует ацетилено-кислородная газовая сварка, и другие типы, которые применяются как в массовом количестве, так и в одиночном применении. Основным, существенным технологическим отличием газовой сварки, от любого другого вида сварки, является плавный и более спокойный, медленный нагрев металла.

Это и есть основное отличие – применение газового пламени, как способа для сварки, и сварочной дуги. Такое применение имеет как свои достоинства, так и свои недостатки. Таким образом, газовая сварка применяется в ряде таких случаев:

1). Для сталей, толщиной 0,2-5 мм;

2). Для сварки цветных металлов;

3). Для любых металлов, которые требуют во время сварочного процесса плавного нагрева и медленного затухания;

4). Для металлов, которые требуют предварительного прогрева (опять-таки, для цветных металлов, и для чугуна);

5). Для процессов твердой пайки;

6). Для наплавки и наплавочных работ.

Газовая сварка имеет очевидные преимущества, такие как сравнительную простоту и портативность, что позволяет использовать такую сварку при многих разновидностях работ. Медленный же нагрев металла, при помощи газового пламени, как правило, снижает степень производительности газовой сварки, с утолщением металла, и получается так, что при толщине 8-10 мм, газовая сварка становится уже экономически невыгодной, хотя все еще технически, она пригодна для работы с металлами, толщиной 30-40 мм. Также, факт того, что газовое пламя долго разогревает, сварочный участок становится причиной того, что околосварной участок может деформироваться или потерять свои механические свойства, поэтому, длительное нагревание, имеет как свои плюсы, так и минусы.

Регулирование газовой горелки происходит при нормальном горении пламени. Так, она настраивается на необходимую толщину металла, и только потом, активируется сварочное пламя, после чего и можно начинать работу. Поэтому, одной из самых основных задач сварщика, является определение необходимого уровня работы горелки, для работы с тем или иным участком металла. Также, при работе учитываются и другие параметры – давление, расстояние от изделия до горелки, угол наклона пламени и так далее, что в совокупности и дает использование газовой сварки.

www.vse-o-svarke.org

Газовая сварка широко востребована на производстве и в домашнем хозяйстве. Все больше частников, предпочитающих самостоятельно выполнять различные работы, делают это с использованием сложной техники. Это позволяет им выполнять усложненные задачи и осуществлять разнообразные проекты.

По этой причине газовая сварка своими руками интересует домашних мастеров. Но прежде чем брать в руки горелку, надо узнать, чем и как это делается.

Сварочные работы на газе: назначение и специфика

Газосварка – это процесс плавления основного и присадочного металлов на кромках деталей в результате воздействия на них пламени горелки . Выбор химсостава присадочных прутков зависит от физико-химических характеристик основного металла.

Рисунок 1. Технология газовой сварки.

Пламя поддерживается за счет подачи к горелке газа вместе с технически чистым кислородом (рис.1). Добавление последнего и делает огонь пригодным для применения в сварке. Причем тем, какую долю занимает кислород, определяется свойство огня и его практическое применение.

По соотношению газов пламя газовой сварки делится на три вида:

восстановительное;
окислительное;
науглероживающее.

Пламя первого вида (его еще называют нормальным) содержит равные доли ацетилена и кислорода. Окислительный огонь образуется при избытке кислорода, а науглероживающий отличается избытком ацетилена.

В отличие от электродуговой сварки, газовая обеспечивает плавный нагрев металлических кромок.

С ее помощью при разных способах пайки и наплавки обрабатываются стальные детали, имеющие толщину 0,2-5 мм, различные типы инструментальных сталей, а также цветные металлы и чугун. Все указанные металлы необходимо сваривать путем мягкого и медленного нагревания

Какие газы применяются при газосварке?

Пламя газовой горелки создается благодаря сгоранию рабочих газов под воздействием кислорода. Чистота последнего должна быть не ниже 98%.

В газовой сварке в качестве горючих газов используются несколько газообразных химических элементов. Это ацетилен, метан, водород, пропан и пропанбутановые смеси, пары осветительного керосина и бензина. Все перечисленные вещества отлично горят на открытом воздухе.

Рисунок 2. Способы сварки – правый и левый.

Особенностью всех упомянутых газов является то, что они сами по себе не генерируют очень высокую температуру, необходимую для быстрого расплавления металлических структур. Для этого им требуется дополнительный кислородный поток.

Самым популярным среди указанных газообразных веществ на сегодняшний день является газ ацетилен. Он активно образуется в результате химической реакции при соединении карбида кальция с обыкновенной водой. Взаимодействуя с кислородной струей, ацетилен в момент сгорания «выдает» температуру до 3200-3400 °С. Для его получения используют специальные генераторы, которые в настоящее время широко производятся промышленностью.

В газосварочном аппарате соединение ацетилена с кислородом происходит в специальной смесительной части горелки. В эту камеру через шланги оба газа подаются по отдельности: ацетилен из генератора, а кислород из баллона, который традиционно имеет либо голубую, либо синюю окраску. В емкости окислитель содержится под давлением в 3-4 атмосферы.

Надо отметить, что составные компоненты газовой смеси подаются под разным давлением (у кислорода оно больше). Поэтому когда кислород попадает в центральный подающий канал горелки, его продвижение создает сильное разрежение, из-за чего ацетилен, закачиваемый под более низким давлением, самотеком засасывается в канал. Здесь, в смесительном отделе, газы смешиваются, вступают в реакцию и через наконечник поступают наружу, на точку сварки.

Особенности подготовки и сваривания металлов газосваркой

Рисунок 3. Углы наклона мундштука горелки при сварке различных толщин.

Для того чтобы правильно выполнять сварочные работы, необходимо понимать принципы сварочных операций и последовательность действий газосварщика. Технология этих работ включает подготовительные операции, в том числе обработку свариваемых кромок металлических заготовок и выбор способа сварки, настройку газовой горелки в надлежащее положение, а также определение всех требуемых параметров газосварочного аппарата, в том числе мощности огненной струи и диаметра проволочной присадки.

При подготовке к сварочным работам металлические кромки заготовки следует очистить от различных загрязнений, окалины и масла. На специальном станке или, если станка нет в наличии, с помощью обыкновенного зубила (можно использовать и пневматическую разновидность данного инструмента) на кромках делается скос, необходимый для заполнения будущего шва расплавленной сварочной присадкой.

Во время работы очень важно, чтобы положение свариваемых элементов было жестко фиксированным. Для того чтобы обеспечить невозможность их перемещения относительно друг друга, перед основной сваркой осуществляют прихватку краев заготовок.

Если идет речь о тонких металлических листах и коротких швах, то прихватки делают длиной по 6-7 мм каждая, между ними должны быть неприхваченные просветы длиной примерно 70-100 мм. Если соединяются детали из толстого металла, а швы планируется делать длинными, длина каждой прихватки должна достигать 25-30 мм при интервалах между ними в 300-500 мм.

Переходя к сварке, отметим, что ее качество в большой мере зависит от правильного положения горелки по отношению к стыковочному шву и от направления проводки по шву. Здесь различают правый и левый варианты направления производства сварочных операций (рис.2).

При использовании перемещения рабочего органа газосварочного агрегата вправо проводка осуществляется слева направо. В этом случае горелка перемещается перед проволочной присадкой, а ее пламя направлено на формируемый сварочный шов.

Левый способ, напротив, предполагает перемещение горелки справа налево. При таком передвижении горелка располагается над присадкой. В результате огненная струя оказывается непосредственно направленной на неприваренные друг к другу металлические кромки. Происходит интенсивный прогрев кромок, которые таким образом подготавливаются к последующему качественному свариванию.

Стоит отметить, что с применением правого способа соединяют металлические детали толщиной более 5 мм, делают потолочные сварочные швы. В то же время левым способом формируют вертикальные швы, если сварка производится снизу вверх.

Во время выполнения газосварки наконечник горелки и присадочный прут должны двигаться по отношению друг к другу (рис.3)/ Мундштук перемещают вдоль шва и одновременно попрек шовной оси, а присадочный прут постепенно продвигают навстречу движению мундштука.

Меры безопасности при работах с газом

Сварочное оборудование должно быть в исправном состоянии. В противном случае работа запрещена.

Транспортировка газовых баллонов производится либо специальными носилками, либо на специально спроектированной тележке.

При работах в закрытых помещениях надо обязательно предусмотреть перерывы с выходами на свежий воздух.

При работах в емкостях присутствие снаружи второго работника обязательно.

Сварщик должен обязательно иметь защитные очки.

Соблюдая все указанные правила, можно своими руками выполнять газосварку на высоком уровне.

Газовая сварка сравнительно проста, не требует сложного, дорогого оборудования и источника электроэнергии.

Недостатком газовой сварки является меньшая по сравнению с дуговой скорость нагрева металла и большая зона теплового воздействия на металл. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление свариваемых деталей больше.

Вследствие сравнительно медленного нагрева металла пламенем и невысокой концентрации тепла производительность газовой сварки снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при толщине стали 1 мм скорость газовой сварки составляет около 10 м/ч, при толщине 10 мм - только 2 м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6 мм менее производительна, чем дуговая сварка.

Стоимость ацетилена и кислорода выше стоимости электроэнергии, поэтому газовая сварка обходится дороже электрической. К недостаткам газовой сварки относится также взрывоопасность и пожароопасность при нарушении правил обращения с карбидом кальция, горючими газами и жидкостями, кислородом, баллонами со сжатыми газами и ацетиленовыми генераторами. Газовую сварку применяют при следующих работах: изготовлении и ремонте изделий из стали толщиной 1-3 мм; сварке сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, вварке заплат и пр.; ремонте литых изделий из чугуна, бронзы, силумина; сварке стыков труб малых и средних диаметров; изготовлении изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; изготовлении узлов конструкций из тонкостенных труб; наплавке латуни на детали из стали и чугуна; соединении ковкого и высокопрочного чугуна с применением присадочных прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной сварке чугуна.

Газовой сваркой можно соединять почти все металлы, применяемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой.

ТЕХНИКА ГАЗОВОЙ СВАРКИ

Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Наиболее трудно выполнять потолочные швы, так как в этом случае сварщик должен поддерживать и распределять по шву жидкий металл, используя давление газов пламени. Наиболее часто газовой сваркой выполняют стыковые соединения, реже угловые и торцовые соединения. Газовой сваркой не рекомендуется выполнять соединения внахлестку и тавровые, так как они требуют интенсивного нагрева металла и сопровождаются повышенным короблением изделия.

Отбортованные соединения тонкого металла сваривают без присадочной проволоки. Применяют прерывистые и непрерывные швы, а также швы однослойные и многослойные. Перед сваркой кромки тщательно очищают от следов масла, краски, ржавчины, окалины, влаги и прочих загрязнений.

В табл. 10 показана подготовка кромок при газовой сварке углеродистых сталей стыковыми швами.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГОРЕЛКИ ПРИ СВАРКЕ

Пламя горелки направляют на свариваемый металл так, чтобы кромки металла находились в восстановительной зоне, на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. Касаться расплавленного металла концом ядра нельзя, так как это вызовет науглероживание металла ванны. Конец присадочной проволоки также должен находиться в восстановительной зоне или быть погруженным в ванну расплавленного металла. В том месте, куда направлен конец ядра пламени, жидкий металл давлением газов слегка раздувается в стороны, образуя углубление в сварочной ванне.

Скорость нагрева металла при газовой сварке можно регулировать, изменяя угол наклона мундштука к поверхности металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла передается от пламени металлу и тем быстрее он будет нагреваться. При сварке толстого или хорошо проводящего тепло металла (например, красной меди) угол наклона мундштука а берут больше, чем при сварке тонкого или с низкой теплопроводностью. На рис. 86, а показаны углы наклона мундштука, рекомендуемые при левой (см. § 4 этой главы) сварке стали различной толщины.

На рис. 86, б показаны способы перемещения мундштука по шву. Основным является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные и круговые движения являются вспомогательными и служат для регулирования скорости прогрева и расплавления кромок, а также способствуют образованию нужной формы сварного шва.

Способ 4 (см. рис. 86, б) применяют при сварке тонкого металла, способы 2 и 3 - при сварке металла средней толщины. Во время сварки нужно стремиться к тому, чтобы металл ванны всегда был защищен от окружающего воздуха газами восстановительной зоны пламени. Поэтому способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять не рекомендуется, так как при нем возможно окисление металла кислородом воздуха.

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ГАЗОВОЙ СВАРКИ

Левая сварка (рис. 87, а). Этот способ наиболее распространен. Его применяют при сварке тонких и легкоплавких металлов. Горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку ведут впереди пламени, которое направляют на несваренный участок шва. На рис. 87, а внизу показана схема движения мундштука и проволоки при левом способе сварки. Мощность пламени при левой сварке берут от 100 до 130 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали).

Правая сварка (рис. 87, б). Горелку ведут слева направо, присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Пламя направляют на конец проволоки и сваренный участок шва. Поперечные колебательные движения производят не так часто, как при левой сварке. Мундштуком делают незначительные поперечные колебания; при сварке металла толщиной менее 8 мм мундштук передвигают вдоль оси шва без поперечных движений. Конец проволоки держат погруженным в сварочную ванну и перемешивают им жидкий металл, чем облегчается удаление окислов и шлаков. Тепло пламени рассеивается в меньшей степени и используется лучше, чем при левой сварке. Поэтому при правой сварке угол раскрытия шва делают не 90°, а 60-70°, что уменьшает количество наплавляемого металла, расход проволоки и коробление изделия от усадки металла шва.

Правой сваркой целесообразно соединять металл толщиной свыше 3 мм, а также металл высокой теплопроводности с разделкой кромок, как, например, красную медь. Качество шва при правой сварке выше, чем при левой, потому что расплавленный металл лучше защищен пламенем, которое одновременно отжигает наплавленный металл и замедляет его охлаждение. Вследствие лучшего использования тепла правая сварка металла больших толщин экономичнее и производительнее левой — скорость правой сварки на 10—20% выше, а экономия газов составляет 10-15%.

Правой сваркой соединяют сталь толщиной до 6 мм без скоса кромок, с полным проваром, без подварки с обратной стороны. Мощность пламени при правой сварке берут от 120 до 150 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали). Мундштук должен быть наклонен к свариваемому металлу под углом не менее 40°.

При правой сварке рекомендуется применять присадочную проволоку диаметром, равным половине толщины свариваемого металла. При левой сварке пользуются проволокой диаметром на 1 мм больше, чем при правой сварке. Проволока диаметром более 6—8 мм при газовой сварке не применяется.

Сварка сквозным валиком (рис. 88). Листы устанавливают вертикально с зазором, равным половине толщины листа. Пламенем горелки расплавляют кромки, образуя круглое отверстие, нижнюю часть которого заплавляют присадочным металлом на всю толщину свариваемого металла. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону отверстия, и так до тех пор, пока не будет сварен весь шов. Шов получается в виде сквозного валика, соединяющего свариваемые листы. Металл шва получается плотным, без пор, раковин и шлаковых включений.

Сварка ванночками. Этим способом сваривают стыковые и угловые соединения металла небольшой толщины (менее 3 мм) с присадочной проволокой. Когда на шве образуется ванночка диаметром 4-5 мм, сварщик вводит в нее конец проволоки и, расплавив небольшое количество ее, перемещает конец проволоки в темную, восстановительную часть пламени. При этом он делает мундштуком круговое движение, перемещая его на следующий участок шва. Новая ванночка должна перекрывать предыдущую на 1/3 диаметра. Конец проволоки во избежание окисления нужно держать в восстановительной зоне пламени, а ядро пламени не должно погружаться в ванночку во избежание науглероживания металла шва. Сваренные этим способом (облегченными швами) тонкие листы и трубы из малоуглеродистой и низколегированной стали дают соединения отличного качества.

Многослойная газовая сварка. Этот способ сварки имеет ряд преимуществ по сравнению с однослойной: обеспечивается меньшая зона нагрева металла; достигается отжиг нижележащих слоев при наплавке последующих; обеспечивается возможность проковки каждого слоя шва перед наложением следующего. Все это улучшает качество металла шва. Однако многослойная сварка менее производительна и требует большего расхода газов, чем однослойная, поэтому ее применяют только при изготовлении ответственных изделий. Сварку ведут короткими участками. При наложении слоев нужно следить за тем, чтобы стыки швов в различных слоях не совпадали. Перед наложением нового слоя нужно проволочной щеткой тщательно очистить поверхность предыдущего от окалины и шлаков.

Сварка окислительным пламенем. Этим способом сваривают малоуглеродистые стали. Сварку ведут окислительным пламенем, имеющим состав

Для раскисления образующихся при этом в сварочной ванне окислов железа применяют проволоки марок Св-12ГС, Св-08Г и Св-08Г2С по ГОСТ 2246— 60, содержащие повышенные количества марганца и кремния, которые являются раскислителями. Данный способ повышает производительность на 10—15%.

Сварка пропан - бутан-кислородным пламенем . Сварка ведется при повышенном содержании кислорода в смеси

с целью повышения температуры пламени и увеличения провара и жидкотекучести ванны. Для раскисления металла шва применяют проволоки Св-12ГС, Св-08Г, Св-08Г2С, а также проволоку Св-15ГЮ (0,5—0,8% алюминия и 1 - 1,4% марганца) по ГОСТ.

Исследованиями А. И. Шашкова, Ю. И. Некрасова и С. С.Ваксман установлена возможность использования в данном случае обычной малоуглеродистой присадочной проволоки Св-08 с раскисляющим покрытием, содержащим 50% ферромарганца и 50% ферросилиция, разведенного на жидком стекле. Вес покрытия (без учета веса жидкого стекла) составляет 2,8—3,5% к весу проволоки. Толщина покрытия: 0,4-0,6 мм при использовании проволоки диаметром 3 мм и 0,5—0,8 мм при диаметре 4 мм. Расход пропана 60-80 л/ч на 1 мм толщины стали, в = 3,5, угол наклона прутка к плоскости металла составляет 30-45°, угол разделки кромок 90°, расстояние от ядра до прутка 1,5—2 мм, до металла 6-8 мм. Этим способом можно сваривать сталь толщиной до 12 мм. Лучшие результаты получены при сварке стали толщиной 3-4 мм. Проволока Св-08 с указанным покрытием является полноценным заменителем более дефицитных марок проволоки с марганцем и кремнием при сварке пропан-бутаном.

Особенности сварки различных швов. Горизонтальные швы сваривают правым способом (рис. 89, а). Иногда сварку ведут справа налево, держа конец проволоки сверху, а мундштук снизу ванны. Сварочную ванну располагают под некоторым углом к оси шва. При этом облегчается формирование шва, а металл ванны удерживается от стекания.

Вертикальные и наклонные швы сваривают снизу вверх левым способом (рис. 89, б). При толщине металла более 5 мм шов сваривают двойным валиком.

При сварке потолочных швов (рис. 89, в) кромки нагревают до начала оплавления (запотевания) и в этот момент вводят в ванну присадочную проволоку, конец которой быстро оплавляют. Металл ванны удерживается от стекания вниз прутком и давлением газов пламени, которое достигает 100-120 гс/см 2 . Пруток держат под небольшим углом к свариваемому металлу. Сварку ведут правым способом. Рекомендуется применять многослойные швы, свариваемые в несколько проходов.

Сварку металла толщиной менее 3 мм с отбортованными кромками без присадочного металла производят спиралеобразными (рис. 89, г) или зигзагообразными (рис. 89, д) движениями мундштука.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.05.31