Чим замінити кисень у газовому зварюванні. Як варити газозварюванням. Міський газ та природний газ для зварювання

Як варити газозварюванням

В наш час для проведення ремонтних робіт у галузі суднобудування, автомобілебудування, будівництва широко використовують газове зварювання. У процесі газозварювання полум'ям у відкритому пальнику плавиться основний та присадковий матеріал. При газозварюванні відбувається плавне нагрівання металу. Завдяки цьому вона знайшла широке застосування при зварюванні кольорових металів, чавуну та сталі.

Полум'я в пальнику підтримується завдяки подачі горючих газів, що знаходяться в балоні: пропану, діацину, водню, метану, ацетилену, кисню та інших. При проведенні газозварювання необхідно дуже ретельно дотримуватися техніки безпеки. У радіусі метра, біля вас повинні бути легкозаймисті предмети. Не зайвим буде запастись ємністю з водою.

Газозварюванню віддають перевагу через її простоту і мобільність.

Процес газозварювання простий, тому можна легко освоїти техніку нагрівання і зварювання. Головне для зварювальника – це опанувати роботу за допомогою пальника та прутка. Це забезпечить якісне виконання газозварювальних робіт.

У тих, хто вперше проводить газозварювальні роботи, як правило, виникає безліч питань, пов'язаних з технікою, методикою та самим процесом газозварювання. Початківець зварювальник намагається вибрати для себе найоптимальнішу техніку, яка залежить від виду матеріалів, що використовуються в процесі зварювання.
Щоб вміло підійти до процесу зварювання, можна скористатися порадами, які неодмінно допоможуть вам.

Інструкція по роботі з газозварюванням

Спочатку необхідно вибрати обладнання. Не забувайте, що в процесі зварювання доведеться працювати з газовим балоном. Тому необхідно добре ознайомитись із правилами з техніки безпеки.

Залежно від виду поверхні, яку потрібно зварити, вибирається певна техніка зварювання.

Ацетилен – основний компонент у процесі газозварювання. Для зварювання використовують розчинений (у балоні) чи газоподібний ацетилен. Ацетиленові балони застосовують при газозварювальних роботах будь-якої складності як на побутовому рівні, так і при проведенні високотехнологічного зварювання. Ацетилен можна назвати одним із найякісніших джерел полум'я. Це пов'язано з тим, що немає потреби у використанні якогось окислювача.

Спочатку необхідно підготувати газовий балон, за допомогою якого буде вироблятися ацетиленокиснева газозварювання, враховуючи важкодоступні місця.
Також знадобиться пальник, що має чотири наконечники. Для відпрацювання навичок зварювання спочатку необхідно використовувати наконечник найменшого розміру. Намагайтеся стежити за підтримкою тиску у всіх шлангах апарата. Тиск для кисню та ацетилену має відрізнятися. Необхідно стежити, щоб показники тиску залишалися лише на рівні: для кисню трохи більше 0,3МПа, для ацетилену - щонайменше 1 кПа.

У процесі газозварювання можна скористатися кисневим шлангом, що відноситься до ІІІ класу. Він забезпечить подачу кисню до газового балона з оптимальним тиском, що передбачено технікою газозварювання для невеликих з'єднань.

Щоб шов при зварюванні поверхонь був якісний та красивий, використовують Г3. Його застосування вимагає майстерності та більш підвищених вимог з боку техніки безпеки. У будь-якому випадку, на вас має бути одягнена захисна форма - це ущільнені штани та куртка. Голова має бути захищена шапкою. Особу необхідно повністю прикрити, використовуючи спеціальну маску.

Оволодіти повною мірою мистецтвом газозварювання можна лише після навчання та закінчення спеціальних курсів. Це допоможе вам правильно вибрати пальник для газового зварювання. При виконанні газозварювальних робіт необхідно правильно розташовувати прилад щодо поверхонь, що зварюються, дотримуючись при цьому оптимальний кут. Це необхідно для утворення красивого та рівного шва. По закінченню газозварювальних робіт для надання виробу естетичного вигляду потрібно акуратно зачистити окалину.

http://www.stroy-db.ru

Широко поширене зварювання пропаном являє собою з'єднання металевих заготовок в , що утворюється при їх нагріванні високотемпературним струменем горючої суміші з двох газів.

Як її компоненти зазвичай використовуються ацетилен і кисень, причому останній виконує функцію каталізатора, що прискорює окисний процес і формує зварювальний струмінь.

В окремих випадках як друга складова киснево-паливної суміші вибирається пропан, від якого і походить назва даного методу.

Зварювання пропаном починається з того, що горючий склад надходить у пальник і через спеціальне каліброване сопло під тиском виходить назовні. Потім зварювальник підпалює газ, і після його займання регулює напір і якість суміші за допомогою розташованих на корпусі вентилів.

Дуже тонкий струмінь полум'я, що виходить із сопла, складається з ядра, зони відновлення і робочого факела. Найвища температура розвивається саме у ядрі; при цьому саме газове зварювання пропаном відбувається в проміжку між ним та зоною відновлення.

Одночасно за рахунок впливу високих температур на оброблюваний метал зварювальна ванна захищається від небажаного контакту з повітрям.

Можливість точкової обробки металу тонким струменем дозволяє застосовувати зварювання пропаном не тільки при фігурному різанні вихідних заготовок, але і при виготовленні цілого ряду декоративних виробів та прикрас.

Зварювання за цією методикою вимагає від виконавця особливих професійних навичок, отримати які можна лише після проходження курсу попереднього навчання та подальшої тривалої практичної роботиіз пропаном.

Техніка зварювання

Зварювання пропаном передбачає застосування наступних двох методик:

• високотемпературне нагрівання кромок заготовок, подальше їх оплавлення та остаточне з'єднання;
• формування робочого шва методом наплавлення чи напилення.

У другому випадку використовується спеціальний присадний дріт з м'якого металу, необхідний для того, щоб зварювальна ванна залишалася повністю насиченою.

При проведенні робочих операцій за першою з цих методик витрачається велика кількість пропану, оскільки для оплавлення кромок металевих потрібні високі температури. Тому найчастіше перевага надається другому способу зварювання, при якому на нагрівання присадного дроту з легкоплавких металів витрачається помітно менше енергії.

Обидва ці підходи під час роботи з пропаном загалом призводять до одному й тому результату. Однак вони принципово відрізняються за витратою газової суміші, що витрачається на роботу часу та функціональності (тобто – за своєю економічністю).

Зварювання за допомогою наплавлення, окрім економії засобів та часу, забезпечує підвищену міцність шва та виглядає більш естетично. Саме ця методика використовується при прокладанні та облаштуванні магістральних трубопроводів, а також при зварюванні різних виробів та елементів будівельних конструкцій.

Достоїнства і недоліки

До основних переваг будь-якого газозварювання (включаючи зварювання пропаном та киснем) відносяться наступні моменти:

• незалежність від стаціонарного або пересувного джерела струму, що вимагає для своєї роботи централізованого енергопостачання. Газозварюванням з використанням пропану користуються зазвичай під час проведення монтажних робіт на сільських об'єктах та віддалених майданчиках, позбавлених постійного енергозабезпечення;
• грамотне застосування методів зварювання пропаном та дотримання всіх запропонованих нормативами температурних режимів дозволяє отримувати якісний шов та уникнути утворення пропалів;
• обладнання для газозварювання (сам різак або пропанова пальник, що підводять шланги та балони з газом, що розміщуються на візку) досить мобільні та зручні для місцевих переміщень та дальнього транспортування.

Недоліком методу обробки металевих заготовок пропаном є низька продуктивність монтажних робіт, великі витратичасу на високоточне зварювання та необхідність у навичках проведення цих операцій. До цього слід додати підвищену витрату матеріалу, а також небезпеку високотемпературного режиму, який захоплює великі ділянки зони зварювання.

Пристрій пальника

пропаном складається з рукоятки з розташованими на ній вентильними пристроями, що забезпечують регулювання подачі газів та змішування їх у потрібній пропорції. За допомогою спеціальних ніпелів до них приєднуються рукави, що підводять газ, відповідні діючим стандартам (ГОСТ 9356).

Відповідно до цього нормативу кожен із шлангів (рукавів) оснащується змінним наконечником із змішувальною камерою, яка у свою чергу обладнана вбудованим інжектором.

На камері рукавів вказується тип (номер) наконечника та найменування газу, на роботу з яким він розрахований. Зручне та ергономічне розташування вентилів дозволяє утримувати рукоятку пальника однієї правою рукою, Виробляючи при цьому другий всі необхідні робочі операції в процесі зварювання.

Наконечник типовий газового пальникаскладається з мундштука, інжектора і спеціальної трубки, що подає. Розміри отворів у мундштуку та в інжекторі (точніше – їх співвідношення) розраховані на застосування цих вузлів тільки для конкретного виду газу (пропану чи кисню).

Температура, що розвивається в зоні факела горіння пропану з киснем, може досягати приблизно 2300 ° C, у зв'язку з чим мундштуки цих збірних конструкцій найчастіше робляться з міді.

Пояснюється це тим, що мідні матеріаливідрізняються більшою теплопровідністю (порівняно з латунними мундштуками, наприклад), і в процесі зварювання швидше охолоджуються.

Запобіжні заходи

Оскільки при поводженні з газовим пальником створюються значні за обсягом зони з високотемпературним режимом – слід пам'ятати про дотримання вимог .

Відповідно до чинних нормативів газозварювальні роботи з пропаном повинні проводитись у спеціально призначених для цих цілей рукавицях, що надійно захищають долоні від можливих опіків.

Крім цього, небажаний тривалий візуальний контакт з ядром полум'я, оскільки підвищені світлові навантаження здатні призвести до ураження рогівки ока.

Категорично забороняється торкатися газового обладнання забрудненими в маслі руками, оскільки при з'єднанні мастил з киснем можливе миттєве займання і аварійний розрив балона.

Особлива увага повинна приділятися питанню зберігання балонів із пропаном та киснем, які, як правило, містяться у спеціально виготовлених для цих цілей металевих шафах. Передбачається, що доступ до таких сховищ суворо обмежений.

Можна сказати ще кілька слів про переваги різання та зварювання за допомогою пропану. Величезний досвід робіт, організованих та проведених за цією методикою, свідчить про високі якісних показникахметодики, а також про відповідний рівень її функціональності.

Такі фактори, як зручність і доступність, економічність і висока якість шва дозволяють оцінювати техніку зварювання металевих заготовок пропаном, що ні в чому не поступається класичному електродуговому зварюванню.

Зварювання з допомогою газу - з'єднання металевих деталей шляхом розплавлення. Історично це один з перших видів зварювання, що з'явилися. Технологія була розроблена ще в наприкінці XIXстоліття.

Згодом, з розвитком технологій електричного зварювання (дугового та контактного), практична цінність газової дещо зменшилася, особливо для з'єднання високоміцних сталей. Але вона досі з успіхом застосовується для з'єднання чавунних, латунних, бронзових деталей, техніки наплавлення і в багатьох інших випадках.

Сутність методу полягає в тому, що високотемпературне полум'я зварювального газу нагріває кромки деталей, що зварюються, і частина присадкового матеріалу (електродну частину).

Метал переходить у рідкий стан, утворюючи так звану зварювальну ванну - область, захищену полум'ям та газовим середовищем, що витісняє повітря. Розплавлений метал повільно остигає і твердне. Так формується зварювальний шов.

Використовується суміш будь-якого пального газу з чистим киснем, що грає роль окислювача. Найбільш високу температуру – від 3200 до 3400 градусів – дає газ ацетилен, що отримується безпосередньо при зварюванні від хімічної реакції карбіду кальцію із звичайною водою. На другому місці знаходиться пропан - температура горіння може досягати 2800 °C.

Рідше застосовуються:

• метан;
• водень;
• пари гасу;
• блаугаз.

У всіх альтернативних газів і пар температура полум'я істотно нижча, ніж у ацетилену, тому зварювання альтернативними газами практикується рідше, і тільки для кольорових металів - міді, латуні, бронзи та інших, з невеликою температурою плавлення.

У газового зварювання є особливості в порівнянні з електричним, які формують як його недоліки, так і переваги.

Достоїнства і недоліки

Як і у будь-якої речі чи явища, переваги газового зварювання є прямим відображенням її недоліків, і навпаки.

Основна характеристика газозварювання - більше низька швидкістьнагрівання оплавлюваної зони та ширші межі цієї зони. У деяких випадках це плюс, а в інших – мінус.

Це плюс, якщо потрібно, кольорових металів чи чавуну. Для них потрібне плавне нагрівання та плавне охолодження. Також існує ряд сталей спеціалізованого призначення, для яких оптимальним є саме такий режим обробки.

До інших плюсів належить:

• невисока складність технологічного процесугазового зварювання;
• доступність, адекватна вартість обладнання;
• доступність газової суміші або карбіду кальцію;
• відсутність необхідності у потужному джерелі енергії;
• контроль потужності полум'я;
• контроль виду полум'я;
• можливість контролювання режимів.

Основних мінусів у газового зварювання чотири. Перший - саме низька швидкість нагріву та велике розсіювання тепла (порівняно низький ККД). Через це практично неможливо зварювати метал завтовшки понад 5 мм.

Другий – надто широка зона термічного впливу, тобто зона нагріву. Третій – собівартість. Ціна витрачається ацетилену при газозварюванні вище, ніж ціна електроенергії, витраченої на той же обсяг роботи.

Її четвертий недолік – слабкий потенціал механізації. Через свій принцип дії фактично може бути реалізовано лише ручне газове зварювання.

Напівавтоматичний спосіб неможливий, автоматичний - тільки з використанням багатополум'яного пальника, і тільки при зварюванні тонкостінних труб або інших резервуарів. Такий спосіб складний і рентабельний тільки при виробництві порожнистих резервуарів з алюмінію, чавуну або деяких їх сплавів.

Нормативи

ГОСТ на газозварювання – особливе питання. У зв'язку з тим, що якість шва при газовому зварюванні більшою мірою залежить від майстерності зварювальника, воно визначається суб'єктивно.

Характер газозварювального процесу - виключно ручний, конкретного ГОСТу на газове зварювання немає. Але існує ГОСТ 1460-2013 – на карбід кальцію, з якого виробляється газ для зварювання.

Крім того, різними ГОСТами визначаються такі параметри, як типи дроту присадки, тиск в редукторі і балоні, вимоги до генератора ацетилену. Існують свої вимоги до типів шлангів і пальників, що застосовуються, пов'язані з безпекою роботи.

Стандартний комплект обладнання

Для газового зварювання або різання (технологічно простіший процес) потрібне обладнання. Перш за все, це генератор ацетилену або джерело іншого пального газу (пропану, водню, метану). Потрібно також Балон з окислювачем - киснем, пальник, редуктор для стиснутого газу (регулятор потоку) та сполучні шланги.

Можуть застосовуватись різні допоміжні пристрої, наприклад п'єзозапальний елемент, запобіжний водяний затвор для захисту від зворотного полум'я (останнім часом - практично обов'язковий елемент) та інші.

Відмінна особливість цього виду зварювання – для нього не потрібне електроживлення, тому роботи можна проводити практично у «польових» умовах. Багато в чому через цю перевагу газове зварювання досі активно використовують.

Види полум'я

Однією з переваг газозварювання є можливість використання вогню з різними хімічними властивостями: окисним, відновним, з підвищеним вмістом ацетилену.

"Нормальним" вважається відновне полум'я, при якому метал окислюється з тією ж швидкістю, що відновлюється. Воно застосовується здебільшого. Для з'єднання деталей із бронзи та інших сплавів із вмістом олова застосовується лише відновлювальний вогонь.

Окислювальне полум'я утворюється зі збільшенням кількості кисню в газовій суміші. У деяких випадках воно переважно і навіть необхідне, наприклад, при з'єднанні латуні та пайці твердим припоєм.

Особлива властивість окисного полум'я полягає у можливості збільшити швидкість газового зварювання. Але при цьому необхідно застосовувати спеціальну присадку, що містить розкислювачі - марганець та кремній.

Якщо використовувати з окислювальним полум'ям як присадочний дріт той же матеріал, що і в деталях, що зварюються (за винятком латуні) - шов вийде крихким, з великою кількістю пор і каверн.

Полум'я зі збільшеним вмістом пального газу застосовується для наплавлення на будь-яку деталь іншої деталі з більш твердого сплаву, а також при варінні деталей з чавуну та алюмінію.

Технологія та способи

Техніка газового зварювання сильно залежить від специфіки металів і сплавів, що зварюються, форми деталей, напрямки шва та інших факторів.

Основне призначення газозварювання - обробка чавуну та кольорових металів, які піддаються їй краще, ніж дуговий. Найгірше «бере» вона леговану сталь – через низький коефіцієнт теплопередачі деталі з неї сильно коробляться при варінні газом.

Існує «права» та «ліва» методика газового зварювання. Є також технологія зварювання валиком, ваннами та багатошарове зварювання.

«Правий» спосіб - це коли зварювальне сопло ведуть ліворуч, а присадку подають слідом за рухом вогняного струменя. Полум'я при цьому спрямоване на кінець дроту, так що розплавлений склад - температура плавлення присадки зазвичай нижче, ніж у основного матеріалу - рівно лягає в шов.

При «лівому» способі газового зварювання – він вважається основним – надходять навпаки. Пальник рухається праворуч наліво, присадка подається їй назустріч. Цей спосіб простіший, але підходить тільки для тонких листів металу. Крім того, при ньому більше, ніж за «правого», йде витрата присадного дроту та пального газу.

Зварювання валиком - більш трудомісткий спосіб, що підходить тільки для листового матеріалу. Шов утворюється у формі валика, але при цьому якість шва дуже висока, без утворення шлаку, пор та повітряних лакун.

Зварювання ваннами - спосіб, що вимагає від зварювальника великої майстерності. При цьому присадний дріт укладається у шов спіральним способом, проходячи через різні ділянки полум'я. Кожен новий виток спіралі трохи перекриває попередній. Спосіб добре підходить для з'єднання листів із низьковуглецевих сталей.

Багатошарове зварювання - найтехнологічніше складний спосіб. Його основи - як би наплавлення одного шару поверх наступного. При цьому досягається ідеальне прогрівання всіх нижчих шарів. Головне - контролювати, щоби стики швів різних шарів не знаходилися один під одним.

У кожному з цих видів газового зварювання можуть використовуватися, залежно від металу, що обробляється, різні флюси. Їхнє завдання полягає в тому, щоб захистити поверхню шва від утворення оксидів, що порушують його якість.

Газове зварювання широко затребуване на виробництві та домашньому господарстві. Дедалі більше приватників, які воліють самостійно виконувати різні роботи, роблять це з використанням складної техніки. Це дозволяє їм виконувати ускладнені завдання та здійснювати різноманітні проекти.

З цієї причини газове зварювання своїми руками цікавить домашніх майстрів. Але перш ніж брати до рук пальник, треба дізнатися, чим і як це робиться.

Зварювальні роботи на газі: призначення та специфіка

Газозварювання – це процес плавлення основного та присадного металів на кромках деталей внаслідок впливу на них полум'я пальника. Вибір хімскладу присадних прутків залежить від фізико-хімічних характеристик основного металу.

Рисунок 1. Технологія газового зварювання.

Полум'я підтримується за рахунок подачі до пальника газу разом із технічно чистим киснем (рис.1). Додавання останнього робить вогонь придатним для застосування в зварюванні. Причому тим, яку частку займає кисень, визначається властивість вогню та його практичне застосування.

За співвідношенням газів полум'я газового зварювання ділиться на три види:

• відновлювальне;
• окисне;
• навуглерожуюче.

Полум'я першого виду (його ще називають нормальним) містить рівні частки ацетилену та кисню. Окислювальний вогонь утворюється при надлишку кисню, а вуглецевий відрізняється надлишком ацетилену.

На відміну від електродугового зварювання, газова забезпечує плавне нагрівання металевих кромок.

З її допомогою при різних способахпаяння та наплавлення обробляються сталеві деталі, що мають товщину 0,2-5 мм, різні типи інструментальних сталей, а також кольорові метали та чавун. Усі зазначені метали необхідно зварювати шляхом м'якого та повільного нагрівання.

Які гази застосовуються при газозварюванні?

Полум'я газового пальника створюється завдяки згорянню робочих газів під впливом кисню. Чистота останнього має бути не нижче 98%.

У газовому зварюванні як горючі гази використовуються кілька газоподібних хімічних елементів. Це ацетилен, метан, водень, пропан та пропанбутанові суміші, пари освітлювального гасу та бензину. Усі перелічені речовини добре горять на свіжому повітрі.

Малюнок 2. Способи зварювання – правий та лівий.

Особливістю всіх згаданих газів і те, що вони власними силами не генерують дуже високу температуру, необхідну швидкого розплавлення металевих структур. Для цього їм потрібний додатковий кисневий потік.

Найпопулярнішим серед зазначених газоподібних речовин сьогодні є газ ацетилен. Він активно утворюється в результаті хімічної реакції при поєднанні карбіду кальцію зі звичайною водою. Взаємодіючи з кисневим струменем, ацетилен під час згоряння «видає» температуру до 3200-3400 °З. Для його одержання використовують спеціальні генератори, які нині широко виробляються промисловістю.

У газозварювальному апараті з'єднання ацетилену з киснем відбувається у спеціальній змішувальній частині пальника. У цю камеру через шланги обидва гази подаються окремо: ацетилен з генератора, а кисень з балона, який традиційно має або блакитне, або синє забарвлення. У ємності окислювач міститься під тиском 3-4 атмосфери.

Слід зазначити, що складові компоненти газової суміші подаються під різним тиском (у кисню воно більше). Тому коли кисень потрапляє в центральний канал пальника, що подає, його просування створює сильне розрідження, через що ацетилен, що закачується під нижчим тиском, самопливом засмоктується в канал. Тут, у змішувальному відділі, гази змішуються, вступають у реакцію і через наконечник надходять назовні, на точку зварювання.

Особливості підготовки та зварювання металів газозварюванням

Малюнок 3. Кути нахилу мундштука пальника при зварюванні різних товщин.

Для того, щоб правильно виконувати зварювальні роботи, необхідно розуміти принципи зварювальних операційта послідовність дій газозварювальника. Технологія цих робіт включає підготовчі операції, в тому числі обробку кромок металевих заготовок, що зварюються, і вибір способу зварювання, налаштування газового пальника в належне положення, а також визначення всіх необхідних параметрів газозварювального апарату, в тому числі потужності вогняного струменя і діаметра дротяної присадки.

При підготовці до зварювальних робітметалеві кромки заготовки слід очистити від різних забруднень, окалини та олії. На спеціальному верстаті або, якщо верстата немає, за допомогою звичайного зубила (можна використовувати і пневматичний різновид даного інструменту) на кромках робиться скіс, необхідний для заповнення майбутнього шва розплавленою зварювальною присадкою.

Під час роботи дуже важливо, щоб положення елементів, що зварюються, було жорстко фіксованим. Для того щоб забезпечити неможливість їх переміщення щодо один одного, перед основним зварюванням здійснюють прихватку країв заготовок.

Якщо йде мовапро тонкі металеві листи і короткі шви, то прихватки роблять довжиною по 6-7 мм кожна, між ними повинні бути неприхоплені просвіти довжиною приблизно 70-100 мм. Якщо деталі з'єднуються з товстого металу, а шви планується робити довгими, довжина кожної прихватки повинна досягати 25-30 мм при інтервалах між ними в 300-500 мм.

Переходячи до зварювання, відзначимо, що її якість великою мірою залежить від правильного положення пальника по відношенню до стикувального шва та від напрямку проведення по шву. Тут розрізняють правий та лівий варіанти напряму виробництва зварювальних операцій (рис.2).

При використанні переміщення робочого органу газозварювального агрегату праворуч проводка здійснюється зліва направо. У цьому випадку пальник переміщається перед дротяною присадкою, а її полум'я спрямоване на зварювальний шов, що формується.

Лівий спосіб, навпаки, передбачає переміщення пальника праворуч наліво. При такому пересуванні пальник розташовується над присадкою. В результаті вогняний струмінь виявляється безпосередньо спрямованим на неприварені один до одного металеві кромки. Відбувається інтенсивне прогрівання кромок, які таким чином готуються до подальшого якісного зварювання.

Слід зазначити, що із застосуванням правого способу з'єднують металеві деталі товщиною більше 5 мм, роблять стельові. зварювальні шви. У той же час лівим способом формують вертикальні шви, якщо зварювання проводиться знизу догори.

Під час виконання газозварювання наконечник пальника та присадний прут повинні рухатися по відношенню один до одного.

Заходи безпеки під час роботи з газом

Зварювальне обладнання має бути у справному стані. Інакше роботу заборонено.

Транспортування газових балонів здійснюється або спеціальними ношами, або на спеціально спроектованому візку.

При роботах у закритих приміщенняхтреба обов'язково передбачити перерви із виходами на свіже повітря.

При роботах у ємностях присутність зовні другого працівника є обов'язковою.

Зварювальник повинен обов'язково мати захисні окуляри.

Дотримуючись всіх зазначених правил, можна своїми руками виконувати газозварювання на високому рівні.

Використовується більше 100 років, і технологія газового зварювання досі актуальна у справі зварювання металів.

Після з'явилися нові види та обладнання для зварювання - дугова, з електродом, портативна - напівавтоматом і в захисних середовищах (наприклад, зварювання в вуглекислому газі), тому технологія газового зварювання відійшла на другий план, особливо у промисловості.

Газове зварювання йде за допомогою плавлення матеріалів та металів, що утворюють гомогенну структуру: матеріали плавляться і після з'єднуються.

Газ горить, як суміш у присутності очищеного кисню.

Має такі переваги:

• Простий тип зварювання/різання, дорогий зварювальний апаратне потрібно (якщо не зварювання напівавтоматом чи електродом);
• Газ/суміш для зварювання/різання можна придбати без проблем;
• Газове зварювання не потребує потужного джерела енергії та захисних середовищ (за ситуацією);
• Полум'я/суміш можна контролювати - змінювати його потужність, види, регулювати нагрівання деталей при зварюванні та для різання.

Не позбавлена ​​й недоліків:

• Мала швидкість нагрівання металів пальником (напівавтоматом вигідніше).

• Газове зварювання видає широку зону тепла;

• Тепло сильно розсіюється, погано концентрується, ніж при дуговій;

• Помітний мінус криється у ціні палива/електрики. Звичайно, апарат дугового зварювання або зварювання електродом витрачає електрику нещадно, але при підрахунку виявиться все одно дешевше того ж ацетилену та кисню;

• Погана теплова концентрація знижує результативність газового зварювання/різання зі зростанням товщини: при товщині 1 мм темп становитиме приблизно 10 метрів на годину, а при 1 см товщини - всього 2 метри на годину. Тому для деталей від 5 мм використовується дуговий метод або зварювання напівавтомат/електрод;

• Погано механізується. Автоматична відбувається при зварюванні труб з тонкою стінкою в поздовжньому шві при роботі багатополум'яного пальника, і то тільки в деяких операціях (виробництво тонкостінних порожнистих резервуарів, газове зварювання труб невеликого діаметру, газове зварювання алюмінію, газове зварювання чавуну, різних їх сплавів).

Компоненти зварювання

В даний час використовують різні гази, який з них вибрати і як застосовувати опишемо нижче.

Кисень

Газ для зварювання та різання, не має кольору та запаху. Сприяє швидкому запаленню пари горючих матеріалів.

Зварювальний кисень виступає як каталізатор плавлення/різання металів і входить до суміші з горючим газом.

Кисень зберігається в балоні під постійним тиском, внаслідок контакту з олією самозаймається.

Найкращий запобіжний захід – прибрати газові балонидля зварювання в закрите від сонця і контакту місце, ретельно очистити від пилу, бруду і не торкатися до нього просоченими будь-чим рукавичками.

Зварювальний кисень виходить із звичайного повітря, який був відокремлений від СО2 і Н2О в установці повітря. Існує 3 сорти кисню, що використовується у зварюванні: вищий (99.5%), 1 та 2 сорти (99.2 та 98.5 відсотків відповідно).

На залишок припадає суміш Ar та N.

Ацетилен

Ацетилен – суміш H та O, безбарвний газ для зварювання з невеликою присутністю NH4 та H2S.

Якщо тиск перевищує 1.5 кг/см² і температура перевищує 400°С, суміш може вибухнути.

Виходить через дисоціацію рідких вуглеводнів під впливом електрики.

Найчастіше у балоні при дисоціації карбіду кальцію водою.

Замінники ацетилену

Правило каже: щоб зварювальний процесвідбувся, температура на виході повинна бути в 2 рази вищою, ніж поріг плавки металу.

Як заміна використовуються водень, метан, пропан, гасові пари, але температура їхнього горіння знаходиться в межах 2400-2800 градусів, що менше 3150 градусів при горінні ацетилену.

Основна перевага вищевказаних газів полягає у дешевизні виробництва.

Однак застосування заступників диктовано характером нагрівання і металом, що плавиться.

Наприклад, сталь вимагає види дроту з марганцем і кремнієм, яка розкислює її, а кольоровим металам, що плавляться, потрібен флюс.

Ще один мінус – не всі види газів мають високу теплопровідність.

Дріт та флюс

Дріт та зварювальний флюс – невід'ємне обладнання для газозварювання, яке необхідне для надійного шва.

Дріт може бути тільки без фарби та олії, корозії, при цьому поріг її плавлення дорівнює або нижче за поріг плавлення металів.

У її відсутність допоможе тонка смужка тих же металів, які зварюються.

Сплави Cu, Mg, Al і метали взагалі під час зварювання виробляють оксиди, вони відносяться до сполук, що плавиться за більшої температури, ніж сам метал.

Вони накривають метал тонким покриттям, що важко плавиться, ускладнюючи зварювання.

Металам, що плаваються, потрібна присутність захисних флюсів.

Плюсом флюсом робиться нанесення безпосередньо на метал або дріт до зварювання, плавиться і видає плавкий шлак, який покриває плавлений метал поверхнево.

Борна кислота та бура виступають у ролі захисних флюсів.

Вуглецева сталь вариться без добавок, а газове зварювання чавуну, міді та сталі вимагає якраз захисних флюсів.

Газозварювальне обладнання для металів складається з декількох категорій (див. відео):

1. Водяний затвор. Потрібен для захисту генератора ацетилену та труби від зворотної тяги вогню із пальника. Затвор - головний пост обладнання, він повинен бути справним і наповнюватися водою врівень з краном. Затвор стоїть між пальником/різаком та газопроводом/генератором ацетилену;
2. Газовий балон. Балон має конусне різьблення на отворі, на яке ставиться закриває вентиль. Зовні балон має умовний колір за родом газу: блакитний – кисень, білий – ацетилен, зелено-жовтий – водень, червоний – інші гази. Верхня частина балона ніколи не фарбується (не можна допускати контакту газу з олією у фарбі). Для ацетилену можна використовувати вентиль, зроблений з будь-якого металу, крім міді – ацетилен з міддю утворює вибухонебезпечну ацетиленову мідь;
3. Редуктор. Редуктор знижує тиск газу, що виходить. Редуктор буває одно-або двокамерний, причому двокамерний редуктор тримає стабільніший тиск. Буває редуктор прямої дії та редуктор зворотної дії. До речі, для кисню та ацетилену є свій окремий редуктор. Будь-який редуктор одночасно є клапаном скидання тиску. Редуктор у зварюванні зрідженим газом має ребрування, щоб уникнути вимерзання газу при виході;
4. Шланги. Шланги для палива мають суцільну лінію з червоного кольору, як позначення. Такі шланги працюють при тиску до 6 атм. Це шланги 1 класу, шланги 2 класу потрібні передачі горючої рідини (бензин, гас). Ці шланги мають жовту смугу по всій довжині. Шланги 3-го класу – це шланги синього кольору, вони працюють при тиску до 20 атм;
5. Пальник. Це обладнання змішує гази, випускає з мундштуку під потрібним тиском суміш, що плавить метали. Бувають безінжекторний та інжекторний види, причому останній більш поширений. В апарат входять: мундштук, ніпель, наконечник, камера-змішувач, гайки, інжектор, корпус з рукояттю та ніпель для газів. Пальник буває мікромалої, малої, середньої та великої потужності (залежно від максимально пропускається і спалюваного обсягу газів в одиницю часу). У разі роботи напівавтоматом полум'я немає як такого;
6. Піст. Пост для зварювання – належне місце для роботи. Пост представлений у вигляді столу з тумбами та місцями для зберігання інструменту. Там зручно буде зберігатись обладнання для зварювання, шланги. Пост буває з поворотною або неповоротною стільницею. Пост поворотний потрібний для дрібної роботи. Але для роботи у великому цеху використовується пересувний пост чи стаціонарний, встановлений пост. ГОСТ вимагає забезпечити пост витяжкою або постійним доступом повітря, оскільки газозварювальне обладнання виділяє небезпечні парипри плавці. Пост покращує якість праці – піст не дозволяє постійно нагинатися та стояти у незвичній позиції (на відео представлений зразковий піст для роботи).

Технологія зварювання

Редуктор змінює склад суміші з кисню та газу (не тільки ацетилену) – так зварювальник змінює характер полум'я.

Так виходять 3 типи полум'я: відновлювальне (для багатьох металів + для роботи в захисних середовищах), окисне (обов'язковий дріт з кремнієм і марганцем), з надлишком газу (для міцних сплавів).

Метал плавиться з невеликим об'ємом ванни і помітною локалізацією тепла, метал плавиться досить швидко і швидко остигає.

При плавці у ванні проходить відновлення та окислення, причому алюміній та магній окислюються найлегше.

Так як оксиди цих металів не відновлюють H і CO2, потрібно використовувати флюс.

Нікельні та залізні оксиди навпаки – відновлюються легко, тому флюси для них не потрібні.

Уздовж шва розташована зона часткової плавки, в ній міцність менша, ніж у шві, тому в цій точці з'єднання найчастіше руйнується.

Кожна ділянка після цього порога при нагріванні має нормальнішу структуру з дрібними зернами.

Для підвищення якості шва і всієї облямівки навколо нього застосовується термічна ковка шва або нагрівання тим самим пальником:

• Зварювання вуглецевої сталі. Сталь низьковуглецевий вариться будь-яким газом, не тільки ацетиленом. Вуглецева вимагає вносити в плавку сталевий дріт з малою вуглецевою концентрацією: частина Mn, Si і C вигорить, шов вийде з великими зернами і його міцність зрівняється із загальною по даній деталі;

• Зварювання легованої сталі. Теплопровідність такого типу стали нижчою, ніж у низьковуглецевої, тому вона коробиться. Низьколегована сталь вариться досить легко: потрібне лише оптимальне полум'я та добавка дроту. Нержавіюча сталь з хромом та нікелем вариться полум'ям потужністю 75 дм3 у присутності дроту СВ-02Х10Н9, СВ-06-Х19Н9Т. Нержавіюча жароміцна сталь вимагає використовувати дріт з нікелем і хромом (21 і 25 відсотків відповідно), корозійностійка сталь вимагає дріт з 3% молібдену, 11% нікелю та 17% хрому;

• Газове зварювання чавуну. Варіння йде полум'ям, що навуглерожує, інакше окислення викличе появу в шві зерен тендітного білого чавуну через піроліз кремнію;

• Зварювання міді. Мідь вимагає більше полум'я за потужністю та температурою через свою видатну теплопровідність. До того ж вона дуже текуча в плавленому вигляді, тому не можна залишати проміжок між кромок. Як присадка підходить дріт тієї ж міді без домішок, а для розкислення використовується флюс;

• Зварювання латуні. Латунь простіше та швидше вариться саме газовим методом. Щоправда цинк у її складі швидко випаровується при 900 градусах, через перегрівання шов виходить із порами. Тому при нагріванні та зварюванні потрібна надподача кисню (більше на 30-40%) і латунний дріт як присадка;

• Зварювання бронзи. Застосовується відновне полум'я, яке не випалює олово, алюміній та кремній з металів. Як присадка використовується дріт зі складом, схожим на бронзу, причому іноді використовується до 0.4% кремнію для розкислення.

Зварювання напівавтоматом

Зварювання напівавтоматом здійснюється дротом, що робить даний методваріацією на тему звичного електродугового зварювання/зварювання електродом і частково газової, в якій між деталью, що зварюється, і електродом виникає дуга.

Опір електрода нижче опору дуги, тому дуга отримує більше теплової енергії (плазми), що змушує оплавлятися деталь разом з електродом, що дає зварену ванну.

Рідкий метал остигає, кристалізується і виходить шов. Весь процес зварювання напівавтомат можна побачити на відео.

Основні компоненти апарату-напівавтомата – захисний газ та електрод.

Зварювання напівавтоматом починається завжди з налаштування:

• Увімкнути апарат, дочекатися запуску;
• Просунути дріт через рукав - шланг, що веде до пальника;
• Поставити на редукторі потрібний тиск, відкривши вентиль у балоні;
• Вибрати потрібну швидкістьподачі газу по маховику;
• Вибрати робочу напругу дуги, силу струму;
• Поставити пальник під кутом і почати варити.

При зварюванні напівавтоматом важливо враховувати цілий ряд параметрів: кут роботи дроту з матеріалом, що плавиться, його виліт, витрата СО2, напруга дуги, її полярність, сила струму.

На кожен показник є власний ГОСТ. ГОСТ є як на газозварювальне обладнання та апарат, так і кожен елемент повинен мати свій ГОСТ:

• ГОСТ 13861-89 - редуктор, тиск та загальні технічні умови;
• ГОСТ 30829-2002 - ацетиленовий генератор;
• ГОСТ 9356-75 - шланги на зварювальний апарат;
• ГОСТ 949-73 - балони для газів;
• ГОСТ 1077-79 та ГОСТ 29091-91 - універсальні та інжекторні типи пальників;
• ГОСТ 21449-75 - дріт для присадки.

Техніка безпеки при газовому зварюванні дуже важлива. Без знань з техніки безпеки розпочинати газозварювання суворо заборонено!