Технология газовой сварки для начинающих

Сущность газовой сварки заключается в том, что металл соединяемых заготовок и присадочного материала плавится теплом, выделяемым при сгорании горючих газов. Для получения высокой температуры они смешиваются с чистым кислородом в смесителе газовой горелки. Соотношение компонентов можно оперативно изменять регулировкой объемов, подаваемых в смеситель. Это позволяет настраивать оптимальный режим сварки или резки.

У газовой сварки, по сравнению с дуговой, скорость нагревания рабочей зоны меньше. Эту особенность относят к достоинствам при работе с инструментальной сталью, чугуном, цветными металлами. Сварка этих металлов должна проводиться с медленным нагревом и охлаждением. К ним также относятся некоторые марки легированной стали.

Отличительной особенностью газовой сварки является возможность сваривать почти все металлы.

Сущность процесса газовой сварки

Газопламенная сварка, или просто газовая, предполагает соединение двух деталей или листов металла с помощью создания расплавленных кромок с последующей диффузией основного металла с добавочным (припоем). Для этого в области шва создается высокотемпературная область благодаря горению определенного газа с заданной скоростью. Газовая сварка и резка металла производится за счет экзотермической реакции процесса горения подаваемой газовой смеси с жидким (расплавленным) металлом.

Для создания необходимой температуры горения используют смесь кислорода и одного из горючих газов. Одновременно подаются в газовый смеситель от отдельных источников. После смесителя их искусственно поджигают. Технология газовой сварки предполагает регулировку объема каждого компонента. Это создает наилучшие условия проведения сварки и резания металла. Такой принцип применяется во всех газопламенных агрегатах.

По второму способу сварка проводится в обратном направлении – от левого края к правому. Присадочную проволоку медленно перемещают за пламенем горелки, которое направляют на определенный участок. Обеспечивается лучшая глубина воздействия на края металла, улучшается схватывание за счет медленного остывания и постепенной кристаллизации расплавленного края. Данный метод позволяет получить меньшее рассеивание теплоты, что обеспечивает получение наклонных кромок в 70°. Такой угол способствует снижению объема наплавленного металла, повышению производительности, снижению расхода газовой смеси, припоя и флюса. Благодаря таким возможностям его применяют для сварки металла толще пяти миллиметров.

В обоих способах, кроме продольного движения струи пламени, делают небольшие поперечные движения. Они позволяют лучше прогревать поверхность металла, близкую к краю, и обеспечить надежное сваривание.

Применяемые газы и их особенности

Чаще всего для газопламенной сварки применяется специфический газ ацетилен (C₂H_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 C₂H_{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 C₂H_{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.

Виды газов для сварки

Газовая сварка часто проводится при помощи ацетилена. Его создание происходит благодаря реакции карбида кальция и воды, химическая формула конечного результата — C2H2.

Он имеет резкий, характерный запах. Температура возгорания чистого ацетилена — 335°С, при смешении с кислородом — 227°С.

Газопрессовый тип сварки проводится смешением ацетилена с кислородом в сочетании 1:1. Цветовая маркировка баллонов для кислорода – синий. Баллон подключается к аппарату при помощи шланга.

Подача происходит на давлении не превышающем четыре атмосферы. Через второй шланг подключается подача ацетилена.

Сварочная горелка оборудована специальным механизмом, благодаря которому происходит смешение ацетилена и кислорода в рабочее вещество.

При необходимости, ацетилен можно заменить другими веществами, однако следует учитывать характеристики заменителя, их соотношение с показателями ацетилена.

Необходимое соотношение газа с кислородом для каждого типа:

• Пропан — 1:0,6.
• Метан — 1:1,6.
• Водород — 1:5,2.
• Керосиновые пары — 1:1.

Стоит помнить, что при метановой или пропановой обработке деталей из стали применяются электроды с повышенным содержанием марганца и кремния.

Температура воздействия, превышающая уровень плавления металла, повышает показатель расплавленности. Это делает шов более качественным, однако не стоит сильно завышать температурный режим. Достаточно двойной концентрации.

Оборудование для газовой сварки

Технология газовой сварки предполагает использование определенного оборудования.

Оборудование необходимое для сварки

Водяной затвор необходим для обеспечения защиты всех элементов оборудования (генератор ацетилена, трубы) от обратной тяги огня из горелки. Такой затвор, вода в котором должна находиться на определенном уровне, размещается между газовой горелкой и генератором ацетилена.

Баллон, в котором содержится газ

Такие баллоны окрашиваются разной краской в зависимости от того, какой газ в них планируется хранить. Между тем верхняя часть баллона не красится, чтобы исключить контакт газа с компонентами краски. Следует также иметь в виду, что на баллоны, в которых хранится ацетилен, нельзя устанавливать вентили из меди, так как это может привести к взрыву газа.

Он используется для снижения давления газа, выходящего из баллона. Редукторы могут быть прямого или обратного действия, а для сжиженного газа используются модели с оребрением, которые исключают его вымерзание при выходе.

Газовую сварку невозможно выполнять без использования специальных шлангов, по которым может подаваться как газ, так и горючие жидкости. Такие шланги делятся на три категории, маркируемые 1) красной полосой (работают при давлении до 6 атмосфер), 2) желтой полосой (для подачи горючих жидкостей), 3) синей полосой (работают при давлении до 20 атм).

Устройство газосварочного резака

Смешивание газов и их горение обеспечивается за счет использования горелки, которая может быть инжекторного и безинжекторного типа. Классифицируются горелки и по своей мощности, которая характеризует количество газа, пропускаемого в единицу времени. Так, бывают горелки большой, средней, малой и микромалой мощности.

Газовую сварку осуществляют на специально обустроенном месте, которое называется постом. По сути, таким местом является стол, который может быть с поворотной или фиксированной столешницей. Этот стол, оснащенный вытяжной вентиляцией и всем необходимым для хранения вспомогательного инструмента, значительно облегчает труд сварщика.

Принцип действия газосварки

Горючий газ совместно с кислородом подаются в сварочной устройство и выводятся через калиброванное сопло, после этого происходит воспламенение, регулировка подачи осуществляется с помощью вентилей.

При этом пламя состоит из трех составных частей:

• ядро;
• восстановление;
• факел.

Кроме того воздействие открытого высокотемпературного пламени на сварные поверхности защищает сварочную ванну от взаимодействия с воздухом.

Благодаря высокой способности к резке металлов, данный вид сварки так же используют для фигурной и высокоточной резки металлических листов, изготовления деталей и изделий.

Профессия сварщика несомненно требует некоторых профессиональных навыков. Обучение этой специальности проводят в училищах и ПТУ, где студенты проходят теоретический и практический курс. Читайте детальнее о том, как научиться сварке самостоятельно

Среди множества технологий по обработке металла лазерная резка выделяется своей экономичностью и эффективностью. Читайте о лазерной резке металла здесь.

Какой газ нужен для механизированной сварки

Технология полуавтоматической сварки предполагает использование в качестве флюса активного или защитного газа. Первый меняет физико-химические характеристики шва, второй — защищает металл от окисления, что особенно актуально при соединении заготовок из алюминия или быстро окисляемых сплавов.

Типичными представителями инертной группы являются аргон (Аг) и гелий (Не). В активную группу входит азот (N), кислород (O), углекислый газ (CO2). Самыми популярными смесями являются:

• аргоно-углекислый состав (Аг + СО2) — инертно-активная среда, снижающая разбрызгивание электрода;
• аргоно-гелиевый состав (Аг + Не) — защитная среда, повышающая тепловую мощность дуги;
• аргоно-кислородная газовая смесь (Аг + О2) — инертно-активная среда для низколегированных и легированных сталей;
• углекисло-кислородная смесь (СО2 + О2) — активная среда, повышающая производительность полуавтомата.

Техника безопасности

Оборудование относится к категории взрывоопасных, поэтому место выполнения работ нужно снабдить следующими принадлежностями:

• огнетушитель;
• ящик с песком;
• пожарный стенд с соответствующими инструментами.

Каждый исполнитель должен иметь комплект защитной одежды.

Не допускается наличие под защитой одежды из легко возгораемого материала, например, из синтетик, а края рукавов должны плотно облегать тело, чтобы внутрь не попали искры.

Керосин также является продуктом переработки нефти и представляет собой бесцветную желтоватую легко испаряющуюся жидкость. Керосин, применяемый для сварки и резки металлов, должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90. Керосин применяют также для сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.

Итак, мы узнали, что ацетилен является основным горючим газом для газовой сварки, но для газовой резки применяют другие, менее дорогие газы, которые позволяют осуществлять процесс резки без существенной потери производительности и качества.