Особенности и преимущества газовой сварки. Что такое газовая сварка.

Этот элемент защищает все элементы установки, например, ацетиленовый генератор, трубы, от огня, который прерывается горелкой. Этот затвор играет защитную роль, когда он установлен между газовой горелкой и ацетиленовым генератором и вода в нем имеет определенный уровень.

Технология газовой сварки: в чем ее суть и преимущества

Сварка — это надежный метод соединения элементов стальных конструкций. Сегодня используются различные методы, в том числе позволяющие работать с различными металлами, но газовая сварка является одной из самых популярных.

Это может показаться невероятным, но сварка используется со времен Древнего Египта. Человек научился сваривать, сваривать металлы практически одновременно с освоением других техник металлообработки. Сравнивать древние техники с современными по их эффективности не имеет смысла, но многие конструкции, сваренные много сотен лет назад, не потеряли своих свойств до сих пор. Например, большая часть архитектуры эпохи Возрождения основана на сварных конструкциях.

Человек впервые открыл электрическую сварку, и только в 1903 году французские ученые разработали аппарат для газовой сварки. Он был основан на ацетилене и кислороде, и с тех пор его конструкция и принцип работы остаются практически неизменными. Конечно, со временем система усовершенствовалась: менялись инструменты, кислородные баллоны, редукторы, материалы фланцев и т.д.

Суть газовой сварки заключается в использовании газового пламени, которое нагревает кромки заготовок и часть присадочного металла (электроды).

009.jpg

Под воздействием температуры металл становится жидким и образует сварочную ванну. Сварочная ванна защищена от контакта с воздухом не только пламенем, но и газовой средой. Расплавленный металл медленно остывает и застывает в сварной шов.

Технология газовой сварки имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать при работе с соответствующим оборудованием. Многие сварщики говорят, что главное преимущество этого процесса заключается в том, что сварку можно производить в любом месте помещения.

Газовая сварка не может работать со всеми металлами, чаще всего она используется для механической обработки:

  • жести и тонколистовой стали, если толщина листа не превышает 5 мм;
  • цветных металлов;
  • чугуна;
  • инструментальной стали.

Упомянутые металлы имеют одну общую черту: для обработки требуется мягкий и постепенный нагрев. Именно так обстоит дело с газовой сваркой.

Рекомендуемые статьи по металлургии

Соединение и резка металлов с помощью газов активно используется во многих отраслях промышленности, в том числе и в быту. Постепенный нагрев заготовки позволяет избежать сильной деформации, поэтому эта техника считается наиболее подходящей для тонких металлов. В этом случае главная задача сварщика — правильно отрегулировать поток газа и мощность пламени. Для этого необходимо открыть кислородный и ацетиленовый вентили и зажечь горелку. Регулировка производится через ацетиленовый вентиль, при этом кислородный вентиль должен быть полностью открыт.

Плюсы и минусы технологии газовой сварки металлов

Газовая сварка, как и все другие сварочные процессы, имеет свои преимущества и недостатки. Ими никогда не следует пренебрегать при выборе процесса сварки, поскольку важно получить высококачественный сварной шов и снизить стоимость работ.

Преимущества процесса газовой сварки:

  • Возможность отказаться от сложного дорогостоящего оборудования и использования дополнительного источника электроэнергии. Все это позволяет применять данный метод даже в чистом поле. Отметим, что при строительстве всех нефтепроводов с 1926 по 1935 гг. использовалась именно газовая технология. Сегодня она помогает осуществлять ремонт металлических конструкций в разных частях зданий и даже в удаленных областях и регионах.
  • Возможность варьировать мощность пламени в очень широких пределах, за счет чего удается сваривать металлы с разными температурами плавления.
  • Возможность работать с такими материалами, как чугун, медь, свинец, латунь.

010.jpg

  • Возможность получать швы высокого качества при условии грамотного выбора марки присадочной проволоки, мощности и вида пламени. Отметим, что газоацетиленовый метод использовался на наиболее ответственных производственных участках.
  • Постепенный нагрев и остывание обрабатываемых поверхностей.
  • Удобное изменение температуры пламени. Дело в том, что изменение угла наклона пламени относительно свариваемой поверхности влияет на его температуру. Максимальная температура достигается, когда пламя расположено по нормали.
  • Более высокая прочность швов по сравнению с получаемыми за счет электродуговой технологии с использованием низкокачественных электродов.
  • Возможность при помощи одной технологии сваривать, резать, закалять металлы.

Недостатки газовой сварки:

  • Большая область нагрева, из-за чего могут пострадать находящиеся рядом с рабочей зоной термически неустойчивые элементы.
  • При увеличении толщины материала снижается производительность. Технология газовой сварки становится экономически неоправданной, когда приходится работать с металлами толщиной более 5 мм. В таких ситуациях стараются использовать электродуговой метод.
  • Данный подход не применяется, когда требуется соединение внахлест металлов толщиной более 3 мм. В таком случае возникает напряжение в металле, что может вызвать деформацию и даже разрушение шва.
  • Подобная обработка предполагает использование достаточно опасных веществ, образующих взрывные смеси в сочетании с содержащимся в воздухе кислородом (водород, ацетилен, пр.). Поэтому используемые в процессе работы газовые баллоны устанавливаются на максимальном расстоянии от органических веществ, то есть жиров, масел, углеводородов. При несоблюдении техники безопасности можно спровоцировать пожар или взрыв.
  • Нагрев и остывание поверхностей, подвергаемых обработке, происходит довольно медленно.
  • Данная технология практически не может быть механизирована, чего нельзя сказать об электродуговой сварке.
  • Невозможно легировать наплавляемый металл. Качество швов, получаемых электродуговой обработкой, во многом зависит от выбранных электродов и специальной обмазки.
  • Газовая сварка не подходит для обработки высокоуглеродистых сталей.

Основные технологии газовой сварки

Специалисты называют газовую сварку королевой среди процессов, используемых при работе с металлами. И это понятно, ведь количество ее преимуществ впечатляет: техника проста, используется дешевое оборудование, а энергопотребление минимально. Кроме того, газовая обработка может применяться в любых измерениях.

011.jpg

Существует большое количество способов газовой сварки, поговорим о самых распространенных.

  Крепление для лопаты. Как закрепить лопаты на стене?

Чаще всего ее используют мастера, независимо от их квалификации. С его помощью можно соединять металлические детали с тонкими кромками и обрабатывать металлы с низкой температурой плавления.

  • Технология правой газовой сварки.

Этот метод противоположен «левостороннему» и поэтому применяется для деталей толщиной более 3 мм и с высокой теплопроводностью. В этом случае достигается лучшее качество сварки, поскольку металл лучше защищен от пламени. Тепло пламени расходуется более экономно, а рабочая скорость увеличивается почти на 20 %. Еще одним важным преимуществом является то, что расход газа снижается на 10 %.

001.jpg

При выборе сварочной проволоки следует учитывать, что диаметр проволоки должен быть в два раза меньше толщины металлического изделия. Как правило, не следует использовать проволоку толщиной более 8 мм.

  • Технология с использованием сквозного валика.

В этом случае сварщик постепенно перемещает пламя, расплавляет верхний край отверстия в заготовке и накладывает слой расплавленного металла на нижний край.

Перед началом работы закрепите листы вертикально так, чтобы между ними оставалось расстояние в половину толщины заготовки. При соединении листов образуется шов в виде валика. Он должен быть светлым и не иметь пор и остатков шлака.

  • Технология сварки с помощью ванночек.

Суть процесса заключается в образовании новых пустот вдоль шва. После образования первой пустоты вставляется конец сварочной проволоки, расплавляется и перемещается в зону восстановления горелки.

Наконечник сопла перемещается дальше вдоль шва к следующему участку. В этом случае есть одно условие: Каждая новая труба должна перекрывать предыдущую на треть диаметра проволоки.

Тонкие листы соединяют этим методом, когда необходимо сделать стыковые или угловые швы. Этот метод подходит для газовой сварки труб из низколегированной или низкоуглеродистой стали.

  • Технология многослойной газовой сварки.

Этот процесс используется для самых сложных задач. Причиной этого является низкая производительность и высокий расход сварочного газа. Последнее приводит к повышению стоимости обработки.

Суть технологии заключается в отжиге нижних слоев, в то время как последующие слои подвергаются поверхностной сварке. Это обеспечивает отличную проварку каждого слоя перед формированием следующего шва, что повышает качество металла шва.

Это выполняется небольшими участками. Следует также отметить, что поверхность каждого слоя особенно тщательно очищается перед нанесением следующего слоя.

Преимущества и недостатки газовой сварки

Основным преимуществом, способствовавшим широкому внедрению газовой сварки, является ее простота. Список необходимого оборудования невелик, что делает этот вид сварки незаменимым для неспециализированного производства. Только попробуйте найти на ферме электросеть достаточной мощности, сварочный генератор, специалиста по профилактике и ремонту и многое другое. А несколько газовых баллонов и пламегаситель всегда можно найти где-нибудь в деревне.

Простота метода заключается не только в простоте оборудования, но и в простоте сварки. Регулируя количество газа, проходящего через горелку, и ее наклон, можно изменять скорость и диапазон нагрева, задавая различные режимы сварки.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость ацетилена и низкую эффективность его заменителей, обусловленную медленным нагревом металла. Повышенная стоимость проектов неизбежно способствует большой площади нагрева металла. Не следует игнорировать и значительный риск взрыва в процессе.

Сочетание положительных и отрицательных характеристик газовой сварки определяет выбор технологов в различных условиях работы. Можно с уверенностью сказать, что газовая сварка прочно вошла в технологические процессы и вряд ли уступит свое место в ближайшем будущем.

Практическое применение газовой сварки

Проще было бы сказать, где газовая сварка не используется. Это универсальный процесс, область применения которого ограничена только соображениями экономии. Есть места, где этот вид сварки можно считать необходимым — это кузовной ремонт и другие места, где свариваются очень тонкие листы.

Этот тип сварки традиционно является предпочтительным методом:

  • монтаже труб диаметром до 50 мм.;
  • сварке цветных металлов (алюминия, меди) и их сплавов;
  • сварке чугунных изделий.

С его помощью можно легко устранить дефекты в чугуне, латуни и литой бронзе. Для этого используется газовая сварка с чугунными, латунными и бронзовыми стержнями. Она используется для поверхностной сварки твердых сплавов. Простота процесса обусловила его широкое применение в ремонтных работах, сельском хозяйстве и строительстве.

С его помощью можно легко устранить дефекты в чугуне, латуни и литой бронзе. Для этого используется газовая сварка с чугунными, латунными и бронзовыми стержнями. Она используется для поверхностной сварки твердых сплавов. Простота процесса обусловила его широкое применение в ремонтных работах, сельском хозяйстве и строительстве.

Технология и способы ведения газовой сварки

Газовая сварка — это процесс, при котором кромки свариваемых деталей очищаются. Мусор, грязь, соли и шлак удаляются с кромок и очищаются металлическими щетками. Для предотвращения деформации металла в процессе сварки вдоль шва выполняется интерференционная посадка.

На следующем подготовительном этапе подбирается сварочная горелка в зависимости от ее мощности. Понятно, что для более толстого металла требуется более мощная горелка. Мощность горелки определяется ее способностью пропускать определенное количество газа в единицу времени.

Существует два основных метода газовой сварки: левосторонний и правосторонний. Левосторонний метод можно использовать для сварки металлов толщиной до 3 мм. Горелка перемещается справа налево. Присадочная проволока диаметром, равным половине толщины металла плюс 1 мм, должна располагаться перед горелкой. Это наиболее распространенный метод, поскольку сварщик имеет хороший обзор сварного шва, и внешний вид шва, естественно, лучше.

При сварке по часовой стрелке горелка движется слева направо, а за ней движется сварочная проволока диаметром, равным половине толщины металла. Этот метод используется для сварки листов толщиной более 3 мм. Движение сварочной присадки сопровождается поперечными колебаниями, которые позволяют лучше прогреть шов. Поскольку пламя сварочной горелки направлено в сторону охлаждающего слоя, металл лучше защищен от окисления. Сварной шов не такой красивый, как при методе против часовой стрелки, но он более качественный.

  Что такое осадкомер и для чего он нужен. Прибор который измеряет количество атмосферных осадков.

Как вы могли заметить, не существует однозначного превосходства одного метода сварки над другим. Выбор зависит от многих факторов и является сложной задачей для технологов. Помимо типа направляющей горелки, технолог должен определить процесс сварки.

Сквозной валик

Это самый простой и наиболее часто используемый процесс. Соединяемые листы укладываются с зазором, равным половине толщины листа. Затем кромки расплавляются до образования сплошного отверстия. Затем оно заполняется расплавленным кромочным металлом.

Газовая сварка ванночками

Этот метод используется для соединения углов и стыков, когда толщина листа не превышает 3 мм. В этом процессе используется сварочная проволока или присадочная проволока. В стыке образуется сварочная ванна, в которую вставляется сварочный стержень. После того как небольшая часть стержня расплавится, его переносят в темную часть пламени, которая обладает восстановительными свойствами.

Таким образом, пламя круговыми движениями перемещается к новому участку шва, где создается новая полость, перекрывающая предыдущую на треть диаметра. Этот процесс показывает хорошие результаты при сварке тонких листов и труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Многослойная газовая сварка

Он используется только для сварки ответственных изделий. Качество очень высокое, но время и расход газа большие. Преимуществами являются меньшая зона нагрева металла, отжиг нижних слоев при сварке следующих слоев. Сварку выполняют небольшими участками, каждый раз снимая предыдущий слой. Для улучшения качества сварных швов каждый предыдущий слой можно поддевать перед наложением следующего слоя.

Принцип работы

Газовая сварка относится к категории термических процессов. Источником энергии является газ. В этом процессе кромки соединяемых деталей нагреваются до тех пор, пока они не расплавятся. Источником нагрева является высокотемпературное пламя сварочного пистолета, которое образуется в результате сгорания смеси горючего газа и кислорода. Зазор между кромками заполняется металлом расплавленной присадочной проволоки или расплавлением кромочного материала основного материала.

газовая сварка

Оборудование

Зона сварки (рабочая зона

газовая сварка

  • кислородные баллоны (хранение запасов кислорода);
  • редукторы кислородные, служащие для понижения давления кислорода, поступающего из баллона в горелку;
  • ацетиленовые баллоны и редукторы или ацетиленовые генераторы для получения газа из карбида кальция;
  • сварочные горелки с набором наконечников ;
  • шланги (резиновые рукава) для подачи газа и кислорода в горелку;
  • принадлежности (очки со светофильтрами, набор ключей, молоток, щетки стальные для очистки материала и сварного шва);
  • стол сварочный или приспособление для сборки, закрепления элементов;
  • присадочную проволоку ;
  • при необходимости – сварочные порошки, флюсы.

Характеристика и особенности газов

Для нагрева металла необходима смесь горючих газов. При газовой сварке используется цетилен или его заменители в сочетании с технически чистым кислородом.

Ацетилен

Нагрев и плавление с помощью горелки при газовой сварке требует высокой температуры пламени, которая в 2 раза выше температуры свариваемого металла.

Ацетилен образует самую высокую температуру пламени по сравнению с другими газами — 3050-3150 °C, поэтому он является основным в газовой сварке.

Ацетилен представляет собой соединение углерода и водорода. Это бесцветный, сильно пахнущий и легковоспламеняющийся газ, обладающий высокой взрывоопасностью. Работа с газом требует осторожности и соблюдения мер безопасности.

Техника безопасности при транспортировке баллонов

Заменители ацетилена

Для сварки металлов с более низкой температурой плавления, чем у стали, можно использовать заменители газа. Например: пропан, метан, водород.

Пропан — бесцветный промышленный газ с сильным запахом, тяжелее воздуха. Для сварки используется пропан-бутановая смесь с 5-30 % бутана. Температура пропан-кислородного пламени достигает 2400 °C.

Метано-кислородная смесь почти не имеет запаха. Температура пламени составляет 2100-2200 °C, поэтому этот топливный газ используется ограниченно.

Водород — топливный газ без запаха, бесцветный и легкий. В определенных пропорциях он может образовывать взрывоопасную смесь с кислородом и воздухом. При работе с газом необходимо соблюдать правила безопасности. Водород для сварки поставляется в стальных баллонах зеленого цвета. Он находится в газообразном состоянии. Водородно-кислородное пламя имеет синий цвет. Из-за размытых контуров его зон его трудно регулировать.

Область применения

Газовая сварка металлов используется для выполнения:

  • сборки и ремонта изделий из стали толщиной до 5 мм;
  • монтажа трубопроводов небольшого диаметра;
  • наплавки твердых сплавов и цветных металлов на сталь и чугун;
  • монтажа конструкций из тонкостенных труб;
  • заделки дефектов на отлитых заготовках.

Газопламенная сварка широко применяется в строительстве, сельском хозяйстве и ремонтных мастерских.

Применяемое оборудование

Оборудование для газовой сварки включает:

  1. Водяной затвор для предотвращения повреждения элементов оборудования обратным пламенем. Устанавливается между горелкой и источником ацетилена. По мере испарения воду доливают.
  2. Баллоны с кислородом и горючим газом или генератор ацетилена. По правилам техники безопасности газ не должен контактировать с краской. Поэтому верхнюю часть баллонов не окрашивают. Чтобы при контакте ацетилена с медью не произошел взрыв, на баллонах с этим газом должны устанавливаться вентили из другого металла.
  3. Газовая горелка, обычная или инжекторная.
  4. Редукторы для снижения давления газа и кислорода на выходе из баллонов.
  5. Шланги для соединения газовой горелки с баллонами. На шлангах для горючих газов нанесена желтая полоса.

Оборудование для газовой сварки

Если газовая сварка проводится в разных местах, оборудование устанавливается на тележке с соответствующими опорами. В цехах устанавливаются обычные газовые станции с вентиляцией и шкафами для баллонов.

Какие газы используются при сварке

Для сжигания газов с максимальной эффективностью необходим кислород без примесей. Это зависит от степени чистоты:

  • высшего сорта (концентрация 99,5 %);
  • 2-го (99,2 %);
  • 3-го (98,5 %).

Поскольку газовая сварка не проводится в стерильных условиях, при контакте кислорода с техническими маслами может произойти самовозгорание. Баллоны должны храниться в помещении без источников открытого огня и в месте, куда не попадает солнечный свет.

  Мётлы: виды, модели, советы по выбору, самостоятельное изготовление. Как сделать метлу из веток?

Ацетилен чаще всего соединяют с кислородом, поскольку температура его горения достигает 3400⁰C. Его получают из карбида кальция, растворяя его в воде.

Обратите внимание.

Ацетилен взрывается при высоком давлении или высоких температурах. Поэтому в соответствии с правилами безопасности установка водяного затвора является обязательной.

На втором месте с температурой горения до 2800⁰C находится пропан. Газовые смеси кислорода с метаном, водородом, парами парафина, голубым газом по температуре явно уступают передовикам. Их используют только для обработки цветных металлов с низкой температурой плавления.

Компоненты газовой сварки

Техника рекомендует перед началом газовой сварки подготовить все необходимые компоненты. В любом случае для работы необходим специальный газ для пламени горелки. Однако стоит более тщательно продумать, какой газ выбрать.

Фото: компоненты для сварки газом

Кислород

Именно этот газ наиболее востребован для сварки и резки. Он мгновенно воспламеняет пары легковоспламеняющихся материалов. Особенно популярна сварка с использованием кислорода и пропана. Этот метод позволяет получить прочный сварной шов с высокой стойкостью к истиранию. Сварочный кислород действует как катализатор при плавлении и резке металлических деталей и входит в состав горючей смеси.

Это важно: кислород находится под постоянным давлением в газовых баллонах и самовоспламеняется при контакте с маслом. Чтобы этого не произошло, баллоны следует хранить вдали от солнечного света и регулярно очищать от пыли и грязи.

Кислород для сварки производится из обычного воздуха, который отделяется от CO2 и H2O в воздухоразделительной установке. При сварке газом пропаном и кислородом используются три вида газа — высшая (99,5 %), 1-я и 2-я ступени (99,2 и 98,5 %).

Ацетилен

Ацетилен — это газовая смесь, состоящая из двух компонентов — Н и О. Он бесцветен и не имеет запаха. Он бесцветен и не имеет запаха и содержит небольшое количество NH4 и H2S.

Осторожно. Газовую сварку и резку металла ацетиленом следует проводить с особой осторожностью. Если во время процесса давление превысит 1,5 кг/см², а температура 400°C, ацетиленовая смесь может взорваться.

Ацетилен образуется в результате разложения жидких углеводородов под воздействием электрического тока.

Заменители ацетилена

Следует помнить, что для сварки можно использовать не только пропан и кислород или ацетилен, но и газы-заменители.

В качестве заменителей можно использовать следующие газы:

  • водород;
  • метан;
  • пропан;
  • керосиновые пары.

Температура их горения составляет от 2400 до 28000C. Ацетилен обычно горит при температуре 31500C. При использовании заменителей рекомендуется применять проволоки, содержащие марганец и кремний, так как они окисляют сталь. Для сварки легкоплавких цветных металлов, напротив, требуется флюс.

Использование проволоки и флюса

Порошковая проволока и сварочный порошок являются ключевыми элементами процесса газовой сварки. Они позволяют получить качественный и прочный сварной шов.

Рекомендуется использовать присадочную проволоку, которая не содержит масла или краски и не имеет признаков коррозии. Температура плавления этого материала должна быть равна или ниже температуры плавления свариваемого металла.

Для легкоплавких металлов должна использоваться жидкость. Она наносится на металл или проволоку перед сваркой. Затем флюс плавится и образует расплавленный шлак, который покрывает поверхность металла.

Оборудование для газовой сварки

Основные принципы газовой сварки требуют использования необходимого оборудования. Оно должно соответствовать всем правилам и стандартам, заложенным в технологию этого сварочного процесса. Кроме того, сварщик должен знать, как им пользоваться и как оно работает.

Фото: оборудование для газовой сварки

Для сварки пропаном, кислородом, ацетиленом и их заменителями необходимо следующее оборудование:

  1. Водяной затвор. Этот элемент защищает генератор ацетилена и трубы от обратной тяги огня из горелки. Он должен быть исправным, его обязательно заполняют водой вровень с краном.
  2. Газовый баллон. У баллона предусмотрена конусная резьба на области отверстия, на которую устанавливается закрывающий вентиль. Снаружи баллон окрашивается в определенный цвет в зависимости от вида газа. Для ацетилена можно применять вентиль из любого металла, кроме меди, с ней газ образует взрывоопасную смесь.
  3. Редуктор. Он вызывает снижение показателей давления выходящего газа. Он может быть одно- и двухкамерным, последний позволяет удерживать стабильное давление. Редуктор может быть прямого и обратного действия.
  4. Шланги. Шланги, которые применяются для горючих газовых смесей. На них часто наносится сплошная линия красного цвета (это обозначение). Их можно применять при давлении в 6 атм. Это шланги первого класса, а вот второго класса используются для передачи горючих жидкостей (бензина, керосина). На них имеется линия желтого цвета. Шланги третьего класса способны выдерживать давление в 20 атм ( на них нанесена линия синего цвета).
  5. Горелка. Данное оборудование производит смешивание газов, выпускает из мундштука под необходимым давлением смесь, которая плавить металлические заготовки. Горелки могут быть инжекторными и безинжекторными. Этот элемент состоит из таких элементов, как ниппель, мундштук, наконечник, камера-смеситель, гайки, инжектор, корпус с рукоятью.
  6. Пост. Это место для проведения сварочного процесса. Оно имеет стол, тумбы для хранения требуемых элементов, сварочного оборудования. Пост может иметь поворотную и неповоротную столешницу. Для работы на крупных производствах может использоваться передвижной или стационарный пост.

Но опять же, прежде чем начать использовать вышеуказанное оборудование, необходимо понять, как работает газовая сварка. Это сложный процесс, и необходимо соблюдать значительные меры предосторожности. Опытным сварщикам рекомендуется надевать защитную маску, костюм из плотной ткани и пару защитной обуви.

Итоги

Чтобы понять, что такое газовая сварка, стоит рассмотреть ее основные особенности и технику. В этом процессе используются специальные газы для нагрева и плавления металлических изделий. Обычно используются кислород и ацетилен, но иногда допускается применение газов-заменителей, которые стоят дешевле. Однако, чтобы получить качественный и прочный шов, следует уделить особое внимание технике процесса сварки.

Оцените статью
Ремонт до и после