Газовая сварка – это процесс, при осуществлении которого происходит плавление присадочного и основного материала. Он происходит в пламени полностью открытой горелки. Поддержка пламени горелки осуществляется посредством подачи одного или нескольких видов газов одновременно с кислородом. Необходимо помнить, что пламя может быть восстановительным и окислительным.
Данный фактор регулируется количеством применяемого кислорода. В прямой зависимости от состава используемого металла, выбирается состав основных применяемых в процессе работы посадочных прутков. В прямой зависимости от толщины используемого при сварке металла, выбирается диаметр охвата обрабатываемой площади сварки.
Основная сфера применения сварки
Современная газовая сварочная обработка металлов используется для осуществления процесса нагрева металлических элементов для прочного их соединения. Суть нагрева основана на сжигании горючего газа в специальных сварочных горелках. Данный процесс характеризуется медленным, возможно плавным нагревом металла. Это обуславливает основные сферы ее применения. Газовая сварка используется в таких моментах и областях деятельности, как:
При работе со сталью, толщина которой составляет 0,2 – 5 мм. Здесь требуется знать, что с увеличением показателей толщины металла, по причине более медленного нагрева, автоматически снижается уровень производительности труда;
Для соединения изделий и элементов, выполненных и цветных металлов;
используется в процессе работе с инструментальными сталями, которые требуют относительно мягкого нагрева, а также более медленного охлаждения;
Не обойтись без такого процесса, как сварка газовая металлов при соединении чугунных элементов, а также некоторых иных специальных сталей, которые требуют определенного подогрева при осуществлении данного вида деятельности.
Подобные работы обычно производятся на предприятиях, но газовая сварка также достаточно широко используется в процессе осуществления ремонтных работ, где требуется процесс твердой пайки, а также некоторых видов и типов наплавочных работ. Несмотря на то, что сварка газовая не достигает такой высокой скорости, как электродуговая сварка, ей отдают предпочтение очень много мастеров, так как процесс характеризуется мобильностью и относительной простотой.
Основные преимущества газовой обработки
В современной промышленности применяется именно такая сварка, так как метод обладает немалым количеством преимуществ. Это такие положительные стороны, как:
Отсутствие необходимости в применении разных источников электроэнергии, а также дорогостоящего оборудования. Именно благодаря этому все без исключения сварочные работы можно смело провести в лесу или на участке, где не проведены инженерные коммуникации. Стоит отметить, что большинство нефтепроводов, которые были созданы много лет назад, были сварены, как раз посредством газовой обработки металлов. Это обеспечивает возможность производить ремонтные работы разных частях зданий и сооружений, а также в самых разных областях и регионах России;
Подобная газовая сварка металлов идеально подходит для эффективного и качественного соединения свинца, латуни, чугуна и меди, что также является одним из основных преимуществ. Присутствует возможность осуществлять замену мощности пламени для соединения металлов, которые характеризуются разными температурными показателями плавления;
К положительной характеристике можно отнести относительно медленный нагрев, а также остывание материала;
Если используется такая сварка газовая, швы получаются идеально ровными, а также высококачественными. Необходимо помнить, что для достижения подобного результата требуется грамотно выбрать параметры мощности пламени и его вид, также не менее важна марка проволоки;
Прочность полученных швов очень часто получается на порядок выше, чем в ситуации применения обычно электродуговой сварки, где применяются низкокачественные электроды;
В процессе работы с газовой сваркой, у специалиста появляется возможность достаточно быстро изменять установленную температуру пламени;
Посредством такого метода, как сварка можно не просто закалять материал, но также осуществлять его резку, а также производить свое основное действие – сваривать максимально эффективно разные виды металлов.
Благодаря всем вышеперечисленным положительным факторам, газовая сварка среди прочих по своим масштабам применения занимает второе место. Данный метод немного уступает только дуговой электросварке. При осуществлении подобного способа сваривания деталей, могут быть использованы такие горючие газы, как водород, ацетилен, природный газ, пары бензина, керосин, а также пропан-бутан.
Прежде чем будет выбрана для работы та или иная сварка, важно узнать не только основные преимущества вида, но также и некоторые недостатки.
Газовая сварка - отрицательные стороны
Знание и ознакомления с присутствующими недостатками поможет определиться с тем, какой метод сварки для каких работ подойдет более оптимальным образом. Говоря о данной стороне метода, можно отметить такие факторы, как:
Одновременно с увеличением толщины материала, автоматически снижается уровень производительности. Например, если толщина металла будет немного больше 5 мм, его сварка будет совершенно невыгодной, так как наиболее оптимальным способом здесь будет применение электродуговой сварки;
Присутствует достаточно широкая зона нагрева, потому сварка газовая для некоторых ситуаций может не подойти. Это может стать причиной перегрева элементов, которые относятся к категории термически неустойчивых. Они потеряют свою форму при нахождении рядом с зоной осуществления нагрева;
В процессе использования такого вида сварки могут быть использованы достаточно опасные вещества, они могут стать самой настоящей бомбой. Газовые баллоны требуется держать на значительном расстоянии от разнообразны органических веществ, например, от жиров и всех видов масла, на таком же расстоянии должна производиться и сама сварка;
Специалисты не рекомендуют использовать данный вид обработки металла при соединении внахлест металлических элементов, толщина которых составляет 3 мм. Все дело в том, что в подобной ситуации в металле может появиться определенное напряжение, которое может стать одной из причин образования некоторой деформации в местах, где производится спайка;
Сварка металлов такого плана не рекомендована для работы с высокоуглеродистыми сталями;
Подобный вид совершенно не подходит для легирования наплавляемого металла. Стоит обратить особое внимание, что на качество швов оказывает влияние качество обмазки электродов;
Сварка такого плана не поддается процессам механизации;
Также к отрицательной стороне можно отнести относительно медленный нагрев и последующее остывание всех присутствующих свариваемых поверхностей.
Подводя итоги, можно отметить, что знание всех положительных и отрицательных сторон поможет сделать выбор метода максимально обоснованно. Многие специалисты отмечают, что замедленная скорость может быть отнесена, как в положительной, так и к отрицательной стороне. Преимущество присутствует так как некоторые металлы требуют определенных мягких условий. Что же касается недостатков, то тут все просто, некоторые виды металлов просто нуждаются в иных условиях сварки.
При осуществлении данного процесса, важно знать, что есть две основные особенности обработки металлов, которая относится к категории газовой:
Чем более чистый используется кислород, тем меньшим будет его расход, а соответственно выше общая скорость резки и чище кромка;
При применении такого метода сварки часто получают в результате стыковые и торцевые соединения.
Именно на основании всех присутствующих положительных факторов, а также универсальности, газовая сварка металлов завоевала высокие показатели популярности и прочно занял свою нижу в промышленности.
Газовая сварка - это вид сварочных работ, когда детали требуется нагреть до расплавленного состояния посредством высокотемпературного пламени. Такой способ широко применяется при создании конструкций на основе тонкой углеродистой стали, при ремонте изделий из чугуна, а также при необходимости заварки дефектов в разных изделиях, полученных литьем из цветных или черных металлов.
Какие газы используются?
При газовой сварке используются горючие газы - природный, ацетилен, пары бензина, водород. Эти газы отличаются хорошим горением на воздухе, не развивая при этом высокой температуры, для сжигания достаточно и кислородной струи. Газовая сварка чаще всего ведется на основе ацетилена, который создается на основе воды и карбида кальция. Он горит при температуре в 3200-3400 градусов.
В чем особенности?
К преимуществам газовой сварки можно отнести следующее:
- Простую технологию.
- Отсутствие необходимости в источнике сварочного тока.
- Простоту оборудования, на основе которого выполняется газовая сварка.
С другой стороны, этот процесс не отличается высокой производительностью. Сварка выполняется только вручную, а механические и эксплуатационные свойства готовых изделий не всегда высокого качества.
Кислородный редуктор
При сварке кислород поступает из специального баллона - он окрашивается в голубой или синий цвет. Чтобы обеспечивалась нормальная работа, кислород должен поступать в горелку равномерно и при небольшом давлении. Именно для этих целей на баллонах есть редуктор - он регулирует подачу газа. В таком случае к горелке подводятся рукава для газовой сварки - ацетиленовый и кислородный. Кислород подается в центральный канал, где струя больше разряжается, засасывает ацетилен, который попадает в горелку под небольшим давлением. Газы смешиваются в камере, после чего выходят наружу из наконечника.
Особенности технологии
При выполнении газовой сварки важно получить качественное соединение, поэтому большое внимание уделяется тщательной подготовке свариваемых кромок, выбору способа соединения металла, установке горелки в нужное положение и определению необходимых параметров мощности горелки. Технология газовой сварки предполагает, что кромки должны тщательно очищаться от различных загрязнений. Скос выполняется с применением ручного или пневматического зубила, а иногда привлекаются специальные станки. Окалина и шлаки могут удаляться металлической щеткой. Прихватка кромок позволяет предотвратить изменение их положения во время сварки.
Способы сварки
Газовая сварка может вестись несколькими способами. Первый - это левая сварка, которая наиболее распространена. Она применяется при работе с тонкими и легкоплавкими металлами. Горелка перемещается справа налево, а присадочная проволока ведется впереди пламени, направленного на несваренный участок шва. При правой сварке горелка ведется слева направо, а присадочная проволока перемещается за горелкой. При данном способе тепло пламени рассеивается в меньшей степени, поэтому и угол раскрытия шва - не 90 градусов, а меньше - 60-70.
Правую сварку целесообразно использовать для соединения металла, толщина которого - от 3 мм и выше, а также металлов с высоким уровнем теплопроводности. Рекомендуется использовать присадочную проволоку, диаметр которой равен половине толщины свариваемого металла.
Технология газовой сварки предполагает и процесс, который ведется сквозным валиком. В этом случае листы устанавливаются вертикально зазору - он по размеру равен половине толщины листа. С помощью горелки расплавляются кромки, чтобы образовалось круглое отверстие. Затем оно со всех сторон оплавляется, пока шов не будет сварен. Такой способ хорош тем, что свариваемые листы имеют плотный шов без пор и шлаковых включений.
Сварка ванночками хороша для сваривания стыков и углов соединения металлов, которые имеют толщину максимум 3 мм. Как только на шве образуется ванночка, в нее вводится конец присадочной проволоки, которая слегка расплавляется, затем конец проволоки перемещается на другой участок шва. Особенность такого подхода - в шве отличного качества, особенно если сваривались тонкие листы и трубы из стали (малоуглеродистой и низколегированной).
Газовая сварка и резка могут вестись на основе многослойной сварки. Этот способ имеет ряд особенностей:
- зона нагрева небольшая;
- нижележащие слои при наплавке последующих просто отжигаются;
- каждый шов можно проковать, прежде чем наложить на него следующий.
Это сказывается на улучшении качества шва. С другой стороны, такой способ отличается небольшой производительностью, требует высокого расхода газов по сравнению с однослойной сваркой, поэтому применяется он при необходимости создания ответственных и качественных изделий.
Особенности сварки различных швов
Для работы с горизонтальными швами используется правый способ, что дает возможность легко формировать шов, а сам металл ванны не стекает. Сварка вертикальных и наклонных швов ведется левым способом, а если толщина металла выше 5 мм, используется двойной валик. Сварка потолочных швов предполагает нагревание кромок, пока они не оплавятся, затем в ванну вводится присадочная проволока - ее конец быстро оплавляется. Сам процесс ведется правым способом.
Какое оборудование?
Газосварочное оборудование для газовой сварки - это широкий выбор приборов, позволяющих проводить ряд работ. Подобный тип сварки считается простым, и само оборудование довольно лаконичное и легкое в эксплуатации. В зависимости от типа горючего газосварочные устройства бывают пропано-кислородными или ацетилено-кислородными, бензино- или керосино-кислородными. Чаще всего сварка выполняется на основе пропано-кислородной и ацетилено-кислородной сварки, поскольку пламя этих газов имеет самую высокую температуру.
Газосварочное оборудование для газовой сварки - это еще и генератор, который дополняется разными видами газа. Также при работе потребуется баллон с кислородом и редукторы. Самыми распространенными считаются ацетиленовые генераторы для газовой сварки, которые позволяют получить непосредственно ацетилен путем смешивания карбида кальция и воды. Данный тип генератора представлен в пяти типах, что позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретного материала.
Важную роль при работе со сваркой играют предохранительные затворы, их задача - обеспечить безопасность при проведении сварки. С их помощью предотвращается прохождение обратного удара пламени, которое возникает во время сварки. Кроме того, благодаря обратным клапанам предотвращается обратный поток газа в резиновые рукава при газопламенной обработке металлов и работе со сжатыми газами.
Газовые баллоны
Оборудование для газовой сварки включает в себя баллоны и вентили для них. Баллон - это сосуд цилиндрической формы, который имеет отверстие с резьбой в горловине, куда ввинчивается запорный вентиль. Он создается из легированной или углеродистой стали, причем каждое такое изделие имеет свою окраску в зависимости от содержащегося в нем газа. Вентили для баллонов создаются из латуни, поскольку сталь отличается неустойчивостью к коррозии.
Редукторы: виды и особенности
Газовый редуктор представляет собой устройство, которое постоянно понижает или держит на определенном уровне давление газа. Газовая сварка и резка металлов ведутся на основе разных типов редукторов:
- Кислородные используются при газовой сварке и сварке металлов. Такой редуктор выполняется с голубой маркировкой. Может использоваться в агрессивной среде, поскольку создан из стойких к коррозии металлов.
- Ацетиленовые редукторы нашли широкое применение в газовой сварке. Они маркируются белым цветом, крепление к баллону выполняется накидным хомутом. Данный вид редуктора имеет два манометра, один из которых держит под контролем давление газа в баллоне, второй - давление газа в рабочей камере.
- Углекислотные редукторы широко применяются в промышленности - пищевой, химической. Они имеют один или два манометра и могут подключаться только к вертикальному манометру.
При аргонодуговой сварке нашли широкое применение аргоновые редукторы, которые могут работать и с негорючими газами.
Особенности газовых горелок
Газовая сварка сталей - процесс, требующий применения самых разных приборов. Газовые горелки - неотъемлемый элемент оборудования, которое используется в различных отраслях промышленности. По конструкции изделия примерно одинаковые: каждая горелка состоит из корпуса. К нему крепится сразу несколько элементов: наконечник, вентиль, регулирующий подачу топлива, и рычаг, который регулирует высоту пламени. Соединение с баллоном выполняется редуктором, при этом сама горелка часто может дополняться пьезподжигом, ветрозащитой пламени и другими компонентами.
Газовая горелка для сварки на основе пропана отличается безопасностью работы, обеспечивая высокую температуру пламени: ее достаточно для выполнения целого ряда работ. Многие виды сварки ведутся на основе ацетиленовых горелок, которые работают на смеси ацетилена и кислорода.
Виды газовых резаков
Газовые резаки бывают разного типа: ацетиленовыми, пропановыми и работающими на заменителях газа или жидком горючем. Конструкция изделий включает в себя рукоятку, ниппели, к которым крепятся газовые рукава, корпус, инжектор, смесительную камеру, трубку, головку газового резака и трубку с вентилем. Газовая сварка металлов и ее качество зависят от того, насколько хорошо подобран именно резак.
Суть его работы в следующем: из баллона кислород поступает в редуктор, рукав, после чего попадает в корпус - здесь резак разветвляется на два канала. Часть кислорода проходит через вентиль и направляется в инжектор. Отсюда газ выходит с большой скоростью, причем во время этого процесса подсасывается горючий газ. При соединении с кислородом он образует горючую смесь, которая направляется в пространство между мундштуками и сгорает. Как следствие, появляется подогревающее пламя. Кислород, который направлялся по второму каналу, выходит в трубку, за счет чего образуется режущая струя. Именно он обрабатывает участок металла.
Особенности сварки труб
Сварка газовых труб производится в несколько этапов. Сначала подготавливается металл, то есть проводится разметка, режутся и собираются трубы. Из-за круглого сечения труб резка выполняется термическим резаком. Большая часть работ по сварке - это сборка деталей под нее, когда требуется учесть множество деталей - от серии изделий до их диаметра и других факторов. Сборка выполняется сварочными прихватками, которые предотвращают возможное смещение отрезков труб, сказывающееся на появлении трещин при охлаждении.
Зажигается дуга. Это делается разными способами. Затем начинается плавление металлов - основного и электродного. Для качественного шва важно уделять внимание углу наклона электрода.
Технология газовой резки
Газокислородная резка ведется с использованием металлов и их сплавов, которые горят в струе технически чистого кислорода. Такой тип резки выполняется двумя способами - разделительно или поверхностно. Первый способ позволяет вырезать заготовки, раскроить металл, разделать кромки шва под сварки. С помощью поверхностной резки снимается поверхностный металл, разделываются канавки, удаляются поверхностные дефекты. Такая процедура выполняется на основе специальных резаков.
Техника безопасности
Газовая сварка - процесс, требующий внимательного отношения. Опасные ситуации могут возникнуть в нескольких случаях:
- Сварку нельзя проводить рядом с огнеопасными и легковоспламеняющимися материалами (бензином, керосином, паклей, стружкой).
- Если сварка выполняется в замкнутом пространстве, рабочим следует периодически выходить на свежий воздух.
- Работы должны проводиться в хорошо проветриваемых помещениях.
- Если проводится газопламенная обработка металла, помещение должно вентилироваться, чтобы удалялись вредные газы.
- Резка и сварка проводятся на расстоянии до 10 м от перепускных рамп, ацетиленовых генераторов.
- Секции загрузочных коробок не должны переполняться карбидом.
- Корпус генератора постоянно должен быть наполнен нужным количеством воды.
- Запрещено работать с баллоном кислорода, давление которого ниже нормы.
- Пламя горелки направляется в сторону, противоположную источнику газопитания.
Сварочные работы должны производиться с максимальным соблюдением правил безопасности и с применением только качественного оборудования. Это позволит сделать процесс безопасным, а соединение металлов - надежным.
Во многих промышленных и бытовых процессах существует необходимость соединения металлов с помощью газовой сварки. В процессе газовой сварки с помощью горючего газового вещества (ацетилена, пропана, бензина) и кислорода при высокой температуре горения добиваются прочного сцепления поверхностей контактирующих металлов.
Для обеспечения надежного и безопасного процесса газовой сварки понадобится профессиональное оборудование:
1) Газовая аппаратура: баллоны с горючим газом, кислородные баллоны, сварочные порошки, кислородные редукторы, ацетиленовые генераторы, горелки разного типа действия, резиновые шланги;
2) Присадочная проволока
3) Аксессуары для проведения сварки: защитные очки, щетки из стали для очистки поверхности, молоток;
4) Стол для сварки или специальное приспособление для закрепления деталей.
Газовая сварка , как и любой технологический процесс, обладает определенными особенностями, преимуществами и недостатками. К преимуществам газовой сварки можно отнести:
1. Автономность производимых работ. При газовой сварке не требуется выделенного источника электрического питания. Современное газосварочное оборудование наделено небольшими габаритами и весом, что позволяет производить его транспортировку без специальных приспособлений. Газовую сварку можно проводить в отдаленных местах при наличии достаточного количества расходных материалов.
2. Регулируемая температура пламени. Для плавления разных металлов требуется температура определенной величины. Газовая сварка дает возможность варьировать температуру не только с помощью горелки, но также используя угол наклона пламени.
3. Широкий спектр применения. Газовую сварку можно применять при соединении самых разнообразных металлов: углеродистой и легированной стали, чугуна, меди, латуни, бронзы.
Выделим также и недостатки при проведении газосварочных работ:
1. Увеличенная область нагрева. В процессе газовой сварки термическое влияние распространяется на соседние элементы, что может привести к непредвиденным дефектам.
2. Повышенная опасность. Необходимость работы с горючими газами и сжатым кислородом связана с повышенной опасностью газосварочного процесса. При транспортировке и хранении газового оборудования необходимо соблюдать меры предосторожности.
К сварочным работам не допускаются специалисты без защитной маски и костюма из прочной огнеупорной ткани.
3. Невысокая эффективность. При сварке металлов с толщиной свыше 5 мм газовая сварка теряет свою эффективность.
4. Повышенные требования к сварщику. Газовая сварка - процесс, который требует специальной подготовки. Для того, чтобы научиться управляться с оборудованием для газовой сварки необходим профессиональный уровень подготовки.
Газовая сварка незаменима в строительных и монтажных работах, металлургической промышленности, сельском хозяйстве.
Оборудование для газовой сварки дает возможность соединять большинство существующих металлов. Рассмотрим особенности сварки для некоторых из них.
Сварка чугуна
Сваркой чугуна устраняют дефекты отливок, трещины, присоединяют отколовшиеся части. Также с ее помощью производят ремонт деталей или их восстановление. При сварке используют небольшое пламя горелки, чтобы не способствовать образованию зерен белого чугуна в металле сварочного шва.
Сварка бронзы
При работе с бронзой используют проволоку, схожую со свариваемым металлом. В связи с тем, что окислительный характер пламени может способствовать выгоранию металлов из бронзы, используют пламя восстановительного действия.
Сварка меди
Расплавленная медь обладает повышенной текучестью, затрудняющей газосварочные работы. При ее сварке не предусматривают зазор между кромками. В качестве присадке используют медный пруток. Допускается применение флюсов для удаления шлака и раскисления меди.
Сварка углеродистых сталей
Углеродистые стали очень удобны в работе с газовой сваркой. Их можно соединить многими способами газовой сварки. При сварке используют проволоку из стали с низким содержанием углерода. Сварочный шов получает крупнозернистую структуру.
Процесс газовой сварки
К атегория:
Сварка металлов
Процесс газовой сварки
Газовая, или газоплавильная сварка относится к группе способов сварки плавлением и занимает важнейшее место в этой группе, уступая по практическому значению лишь дуговой электросварке. Для осуществления процесса сварки возможно применение разных горючих, соответственно чему можно различать сварку водородно-кислородную, бензино-кислородную и т. д. Преобладающее значение имеет ацетилено-кислородная сварка; другие виды горючих имеют ограниченное применение. Существенное технологическое отличие газовой сварки от дуговой сварки - более плавный и медленный нагрев металла.
Это основное отличие сварочного газового пламени от сварочной дуги является в одних случаях недостатком, в других - преимуществом газового пламени и определяет следующие основные области его применения для сварки:
1) сталей малых толщин, 0,2-5 мм;
2) цветных металлов;
3) металлов, требующих при сварке постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения, например многих инструментальных сталей;
4) металлов, требующих подогрева при сварке, например чугуна и некоторых сортов специальных сталей;
5) для твердой пайки;
6) для некоторых видов наплавочных работ.
Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности необходимого оборудования газовая сварка весьма целесообразна для многих видов ремонтных работ. Сравнительно медленный нагрев металла газовым пламенем быстро снижает производительность газовой сварки с увеличением толщины металла, и при толщине стали выше 8-10 мм газовая сварка обычно экономически невыгодна, хотя технически еще возможна сварка стали толщиной 30-40 мм. При замедленном нагреве разогревается большой объем основного металла, прилегающего к сварочной ванне, что, в свою очередь, вызывает значительные деформации (коробление) свариваемых изделий. Это важное обстоятельство делает газовую сварку технически нецелесообразной, не говоря уже об экономической невыгодности для таких, например, объектов, как строительные металлоконструкции, мосты, вагоны, корпусы судов, станины крупных машин и т. п. Замедленный нагрев также вызывает длительное пребывание металла в зоне высоких температур, что влечет за собой перегрев, укрупнение зерна и некоторое снижение механических свойств металлов.
Значительные деформации металла, возникающие при газовой сварке, ограничивают возможности выбора рациональных форм сварных соединений. Из многообразных форм сварных соединений, выполняемых дуговой сваркой, при газовой сварке пользуются, как правило, лишь простейшим стыковым соединением. Угловые швы и соединения нахлесточные и тавровые при газовой сварке используются лишь в случаях необходимости из-за затруднений, создаваемых значительными деформациями металла, свойственными газовой сварке. Применяются стыковые соединения как без скоса кромок, без отбортовки и с отбортовкой кромок (особо удобное соединение для газовой сварки), так и с одно- и двусторонним скосом кромок.
Квалифицированные сварщики могут пользоваться и более мощными горелками, увеличивая скорость продвижения пламени вдоль шва и повышая производительность сварки.
Горелку обычно регулируют для работы на нормальном пламени. Тепловое воздействие пламени на металл зависит не только от мощности пламени, но и от угла наклона оси пламени к поверхности металла. Наиболее интенсивно действует пламя, когда его ось нормальна к поверхности металла. С уменьшением угла наклона тепловое действие пламени ослабевает и распределяется по большей площади. Таким образом, кроме подбора соответствующего размера горелки, сварщик может плавно регулировать тепловое действие пламени металл, делать пламя более мягким или жестким, меняя угол наклона пламени к поверхности изделия. С увеличением толщины металла принято увеличивать угол наклона пламени и уменьшать его с уменьшением толщины металла. В процессе сварки горелке сообщают колебательные движения, и конец мундштука описывает зигзагообразный путь, аналогичный пути, проходимому концом металлического электрода при дуговой сварке. Горелку сварщик держит в правой руке, если же требуется добавление присадочного металла, то сварщик держит присадочный пруток в левой руке. Присадочный пруток располагается под углом 45° к поверхности металла, причем конец его должен быть погружен в ванну расплавленного металла. Концу прутка сообщают зигзагообразные колебательные движения в направлении, противоположном движениям горелки, таким образом, что пруток и мундштук горелки движутся всегда навстречу друг другу.
Рис. 1. Форма соединений, применяемых при газовой сварке
Рис. 2. Применяемые углы наклона горелки в зависимости от толщины металла
Газовая сварка может производиться в нижнем, вертикальном и потолочном положениях. Существует два способа выполнения газовой сварки, так называемые левый и правый способы.
При обычно применяемом левом способе сварки впереди перемещается присадочный пруток, за ним следует горелка. Сварной шов остается сзади горелки, пламя направлено вперед, на основной металл. Наиболее удобно для сварщика в этом случае перемещать горелку вдоль шва справа налево.
При правом способе сварки впереди перемещается горелка, за ней следует присадочный пруток, расположенный между швом и горелкой. Шов расположен впереди горелки, считая по направлению пламени, пламя направлено назад, на сварной шов. При правом способе горелка обычно перемещается слева направо.
Правый способ дает лучший к. п. д. использования тепла пламени, а потому повышает производительность сварки и соответственно снижает на 15-20% удельный расход газов. Несмотря на указанное преимущество, правый способ применяется довольно редко; это объясняется тем, что преимущество данного способа заметно проявляется лишь при сварке металла толщиной свыше 5 мм, что редко встречается при газовой сварке. При сварке металлов малых толщин правый способ, не давая заметных выгод, увеличивает опасность прожога металла, почему и не применяется. С целью повышения производительности газовой сварки целесообразно разделить пламя на несколько отдельных самостоятельных пламен, расположенных по оси шва. Несмотря на несомненное повышение производительности сварки, даваемое многопламенными горелками, они пока не получили заметного распространения в нашей промышленности из-за сложности конструкции и обслуживания, громоздкости и неудобства в работе по сравнению с нормальной однопламенной горелкой.
Рис. 3. Схема поперечных колебательных движений мундштука горелки
Рис. 4. Способы выполнения газовой сварки: а - левый; б - правый
Присадочная проволока для газовой сварки сталей применяется та же, что и для электродов при дуговой сварке, и изготовляется по ГОСТ у 2246-60. Для газовой сварки низкоуглеродистой стали применяется проволока марок Св-08, Св-08А и Св-15Г. Для сварки чугуна выпускают специальные литые чугунные стерженьки с повышенным содержанием углерода и кремния. Для наплавки твердых износостойких покрытий выпускаются стерженьки литых твердых сплавов, например твердый сплав сормайт, разработанный сормовским заводом.
Взамен электродных обмазок, применяемых при дуговой сварке, в газовой сварке довольно широко пользуются флюсами, применение которых является необходимым для газовой сварки чугуна, цветных металлов и некоторых специальных сталей. Флюсы добавляют в ванну для растворения окислов и образования легкоплавких шлаков, хорошо всплывающих на поверхность ванны. Во флюсы могут вводиться восстановители и присадки, легирующие наплавленный металл. Флюсы применяются в форме порошков и паст, наносимых на основной металл или на присадочный пруток. Действие флюсов на окислы может быть химическим и физическим, однако часто между ними трудно провести четкую границу.
Химическое действие флюсов заключается в образовании с окислами металлов легкоплавких соединений, устойчивых при высоких температурах. Для химического флюсования окислов металлов основного характера, например закиси железа FeO, во флюсы вводят окислы кислотного характера, например двуокись кремния Si02 (кварцевый песок, толченое оконное стекло) и борный ангидрид В203 (буру, борную кислоту). Для флюсования окислов кислотного характера, например двуокиси кремния Si02, применяются соединения, дающие основные окислы. С этой целью обычно применяются сода Na2C03 и поташ К2С03, дающие соответственно в зоне сварки основные окислы Na20 и К20.
Для флюсов-растворителей применяют главным образом галоидные соли щелочных и щелочноземельных металлов NaCl, КС1, LiCl, СаС12, NaF, KF, CaF2 и др., а также углекислые и фосфорнокислые соли натрия. Для усиления действия флюсов-растворителей в них часто добавляют бисульфаты натрия или калия NaHS04 и KHS04.
Образующаяся свободная кислота переводит окислы металла в галоидные соли, усиливая их растворимость во флюсе и понижая температуру плавления образующегося шлака.
Применение газовой сварки обширно и разнообразно. Газовую сварку применяют в самолетостроении, где преобладает сварка металлов малых толщин (1-3 мм), в производстве химической аппаратуры. Важное значение имеет газовая сварка в прокладке и монтаже трубопроводов самых разнообразных назначений, в особенности малых диаметров, до 100 мм. Газовая сварка является незаменимым мощным средством при ремонте и с этой целью широко используется в ремонтных мастерских для всех видов транспорта, в сельском хозяйстве и т. д.
Качество сварных соединений, выполняемых газовой сваркой, выше, чем при дуговой электродами с тонкой ионизирующей обмазкой, но несколько уступает дуговой сварке, выполненной качественными электродами. Основная причина некоторого снижения прочности сварных соединений состоит в том, что при газовой сварке не производится легирования наплавленного металла, в то время как при дуговой сварке качественные электроды, содержащие в обмазке ферросплавы, производят довольно значительное легирование. Таким образом, газовая защита, обеспечиваемая восстановительной зоной сварочного пламени, для получения качественного сварного соединения менее эффективна, чем действие качественных электродных обмазок при дуговой сварке.
Производительность газовой сварки, значительная при малых толщинах основного металла, быстро снижается с увеличением его толщины. При малых толщинах (0,5-1,5 мм) газовая сварка по производительности может превосходить дуговую. С увеличением толщины металла до 2-3 мм скорости газовой и дуговой сварки уравниваются, а затем разница в скоростях быстро, возрастает с увеличением толщины металла в пользу дуговой сварки. При малых толщинах абсолютный расход газов на 1 м сварного шва невелик; общая стоимость 1 м сварного шва может быть меньше, чем при других способах сварки. С увеличением толщины основного металла быстро растет стоимость газов и расход времени на сварку 1 м шва и газовая сварка становится дороже дуговой; разница в стоимости быстро увеличивается с возрастанием толщины основного металла. Таким образом, экономически газовая сварка наиболее приемлема для сварки малых толщин металла.
К особенностям газовой сварки следует также отнести почти исключительное выполнение сварных швов за один проход. Выполнение швов за.несколько проходов, т.е. в несколько слоев, широко практикуемое в дуговой сварке, почти не находит применения при газовой сварке, где довольно часто применяется проковка шва в горячем состоянии, дающая в ряде случаев хорошие результаты - повышение плотности наплавленного металла и прочности шва.
Газовое пламя менее ярко, чем сварочная дуга, излучения пламени не обжигают кожи лица, поэтому достаточна защита глаз сварщика очками с цветными стеклами.
Сварка – это самый надежный и популярный метод скрепления двух металлических деталей в одно целое. Он может производиться несколькими видами, одним из которых является газовая сварка. Рассмотрим подробнее преимущества и недостатки такого метода, область применения данного вида соединения и материалы, которые нужны для пайки газовой сваркой.
Газовая сварка металлов – это такой способ соединения их, при котором используются газы для создания высокой температуры. Чаще всего используется кислород и ацетилен, хотя возможны и другие варианты. Ведущая роль здесь отводится пламени, ведь именно от него и зависит высота температуры и возможность расплавления разных типов металлов. Пламя состоит из трех зон: ядра (где распадается ацетилен), восстановительной зоны (в которой окисляется углерод и водород) и факела (область полного сгорания газов). Их бывает три вида (в зависимости от соотношения газов – ацетилена и кислорода):
- нормальное пламя, при котором осуществляется подача газов в равных пропорциях. Оно характеризуется синим цветом всех трех зон, при чем восстановительная имеет яркий синий цвет;
- науглероживающее пламя свидетельствует о недостатке кислорода и характеризуется ярко-желтым факелом;
- окислительное – это то, которое возникает при недостатке ацетилена, при котором пламя бледное и короткое.
Для работы газовой сваркой мастер регулирует подачу рабочих газов в зависимости от пламени, показателем которого является их цвет. От типа пламени зависит температура, которая воздействует на металл. Обычно это свыше 3000 градусов, что позволяет плавить и резать различные виды изделий.
Газовая сварка и резка металлов производится обычно на нормальном пламени, при котором ацетилен и кислород подаются в равных количествах. Если же цвет огня меняется, необходимо подкорректировать настройки.
Область применения газосварки
Газовая сварка металлов может реализовываться несколькими способами:
- газопламенная сварка происходит с помощью присадочной проволоки, которая плавится вместе с основными деталями и заполняет зазор между ними;
- газопрессовая сварка отличается отсутствием присадочной проволоки, а скрепление происходит с помощью плотного соединения расплавленных кромок.
Газопламенная сварка используется не для всех типов металла. Преимущественное применение она нашла на следующих:
- жесть и тонколистовая сталь, толщиной не более 5 мм;
- цветные металлы;
- чугун;
- инструментальная сталь.
Все эти металлы имеют одну общую черту – они требуют мягкого и плавного нагрева, который и обеспечивается газовой сваркой.
Газовая сварка и резка металлов нашла широкое применение во многих отраслях промышленного и бытового использования. Благодаря постепенному нагреву детали, она не деформируется и такой способ считается одним из лучших для . Главное – правильно отрегулировать подачу газа и наладить пламя. Это делается следующим образом: открываются полностью вентили кислорода и ацетилена и поджигается горелка (спичкой/зажигалкой). Регулировка происходит вентилем ацетилена на полностью открученном кислороде.
Сущность газовой сварки можно рассмотреть на рисунке ниже:
Применяемые газы и их особенности
Чаще всего для газопламенной сварки применяется специфический газ ацетилен (C 2 H 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 C 2 H 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 C 2 H 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.
Преимущества и недостатки
Варить газовой методикой не сложно, но она, как и , или сварка имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества газового соединения:
- это идеальный способ сваривания меди, латуни и чугуна;
- обработке поддаются материалы с разным уровнем плавления, за счет высокой температуры, образующейся в результате горения;
- варить можно в любом месте, так как не требуется специального оборудования или электрической розетки;
- при использовании качественной придаточной проволоки и правильно подобранному пламени, получаются качественные и красивые швы (широко используются для соединения комплектующих в трубопроводах);
- рабочее изделие греется медленно, что позволяет избежать деформации или пропала, как в случае с полуавтоматической сваркой или при использовании ).
Кроме положительных моментов, сущность газовой сварки имеет и несколько недостатков:
- зона прогрева достаточно широка, то есть нагревается не только зона шва, но и большая площадь вокруг нее. Это может нанести вред изделию;
- невозможность работы с деталями, толщина которых превышает 5 мм;
- крайне не рекомендуется производить газопламенную сварку «внахлест», это приведет к деформации места сплавления;
- высокая опасность работы, так как газы образуют химическую смесь, которая имеет свойство воспламеняться.
Техника и технология газовой сварки
Чтобы газопламенная сварка порадовала в результате качественным швом, необходимо придерживаться всех рекомендаций и четко блюсти технологию работы. Для начала необходимо подготовить кромки изделий в районе будущего шва, то есть очистить от различных примесей и загрязнений. Это можно сделать при помощи наждачной бумаги или механической железной щеткой. Технология газовой сварки и резки металла выбирается заранее, перед началом процесса.
Техника газовой сварки делится на два метода:
- правый способ сварки характеризуется движением горелки слева направо. При этом огненное пламя направляется на сваренный участок, а придаточный материал ведется следом за ним.
- левый способ сварки, соответственно, выполняется наоборот – справа налево. Проволока продвигается впереди пламени, которое направлено на еще не соединенные кромки деталей.
Правый способ сварки менее популярен, так как левый и видно лучше мастеру, и обеспечивает качественный прогрев. Хотя при правом, коэффициент полезного действия на 20% выше, а расход газа меньше.
Способы газовой сварки Особое внимание требуется уделить выбору присадочной проволоки. Она зависит от толщины металла, который нужно сварить. При левом способе, диаметр присадочной проволоки d=S/2+1 мм, а при правом d-S/2 мм, где S — толщина свариваемого изделия (в миллиметрах).
Техника и технология газовой сварки выбирается, отталкиваясь от нескольких факторов:
- толщина изделия;
- положение детали и ширина шва;
- предпочтения мастера;
- используемые газы.
Изучая сущность процесса газовой сварки, необходимо понимать, что работа с горючими газами требует повышенной осторожности и внимательности. Новичку рекомендуется учесть советы опытных сварщиков и применять их на деле:
- для учебы и тренировки лучше использовать кислород и ацетилен;
- для сварки пропаном лучше применять горелку ГЗУ 3-02 и проволоку Св08г2с;
- перед тем, как варить изделие, его необходимо качественно очистить;
- для газопрессовой сварки лучше применять гидравлическое оборудование (пресс), для надежного скрепления;
- левый и правый способы имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбор делает мастер, смотря по ситуации.
Загрузка...
