Assma.ru

Ремонт и стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Настройка ацетиленовой горелки

Ацетиленовая горелка: критерии выбора

Ацетиленовая сварка — самый популярный метод газопламенной сварки. Это вызвано ее простотой в эксплуатации, низкой ценой исходников для выработки ацетилена и доступный набор оборудования. Такая технология позволяет достичь хорошее качество соединений, даже при монтаже самых сложных и ответственных сооружений, например тепловых и атомных электростанций. Ацетиленовая горелка — специальная конструкция, в которой происходит смешивание газа с кислородом из воздуха, при этом образуется мощное сварочное пламя. Именно это обстоятельство позволяет, на протяжении вот уже нескольких десятилетий, считать ацетиленовое оборудования одним из основных инструментов газосварщика.

Устройство ацетиленовой горелки

Ацетиленовая газосварка — выполняет термический процесс, позволяющий соединить металлические детали под действием высокотемпературного пламени, образующегося при горении ацетилена с катализатором О2. После нагрева на граничных зонах соединяемых деталей формируются сварочные ванны.

Рабочие элементы ацетиленовой горелки:

  • бронзовая трубка;
  • регуляторы газового топлива, по одному на каждый газовый баллон;
  • ацетиленовая форсунка, откалиброванная для обеспечения тонкого распыления газовой смеси под высоким давлением.

Раньше для сварки ацетилен добывали в газогенераторах, сегодня сварщики чаще применяют ацетилен в баллонах, окрашенных в белый цвет, которые перевозят на специализированных тележках.

Температура пламени горелки

Ацетиленовое пламя имеет три конуса:

  • а — голубого цвета, в нем горение отсутствует, а только протекает процесс смешения ацетилена с воздухом;
  • б – восстановительный светящийся конус, имеет неполный процесс сгорания, состоит из раскаленных частиц углерода;
  • в – окислительный бесцветный конус, имеет полное сгорание ацетилена, вызванного избытком О2 из воздуха.

Сварочный процесс проистекает во 2-м и 3-м конусах. Наименьшая температура воспламенения ацетиленовой смеси располагается в границах от 410 до 430 С, пламя распространяется со скоростью до 200 м/сек и зависит от объема содержимого кислорода. Температура пламени у такого сварочного устройства равна 3500 С.

Во время сварочного процесса расплавляются и перемешиваются кромки соединяемых деталей. Дополнительно вводится присадочный материал. После застывания образуется прочный шов. Чтобы ацетилен сгорал полностью и не дымил, необходим катализатор – кислород. Оба газа из отдельных баллонов подводятся по шлангам к горелке и смешиваются. Оптимальная пропорция смеси – 45% ацетиленового газа и 55% кислорода. Без кислорода ацетилен сгорает не полностью, пламя будет дымить.

Подготовка к сварке

Прежде всего, очистите своё рабочее пространство от всего лишнего. Уберите на безопасное расстояние или надёжно защитите легковоспламеняющиеся материалы. Свариваемые поверхности должны быть очищены от грязи, ржавчины и окислов. При необходимости заранее проведите их правку, разметку, гибку и сборку.

Качество соединения металлов зависит от трёх основных факторов:

Мощность пламени – подбирают в зависимости от свойств (теплопроводности и температуры плавления) и толщины металла. С увеличением мощности возрастает расход горючего газа. Регулируют режим подбором горелок (от Г1 до Г4) и наконечников к ним разной величины.

Диаметр присадочной проволоки – измеряется в миллиметрах и рассчитывается так: померьте толщину свариваемого металла, поделите на два, к получившемуся значению прибавьте 1 мм.

Угол сварки – зависит от толщины. Чем больше, тем тупее угол и наоборот. Рабочий диапазон наклона горелки относительно детали от 10 до 80 градусов. Прогрев поверхности осуществляют всегда под прямым углом. А завершающий этап, на котором формируется кратер, делают с минимальным углом – это исключает риск прожечь металл.

Работа с горелкой

Оба газовых баллона оснащены редукторами, которыми регулируется давление на выходе. Оптимально выставлять значения до двух атмосфер. Большие показатели осложняют регулировку пламени. Открыв вентили на баллонах, выставите нужное давление, затем можно поджигать горелку. Первым открывают вентиль подачи ацетилена и поджигают вырывающийся из сопла газ. Затем плавно откручивают второй вентиль, пуская кислород, и регулируют пламя.

Виды пламени

Горящий факел состоит из нескольких частей, которые можно различить визуально. Самая короткая и ближайшая к горелке – ядро. Дальше идёт восстановительная (рабочая) зона. Внешняя наибольшая часть – факел, отвечающий за нагрев металла.

В зависимости от соотношения количества ацетилена и кислорода пламя делится на три вида:

Нормальное – пропорции газов 1:1 или 1:1,1. Все три зоны чётко видны, ядро имеет ровный округлый конец. Это самый распространённый вид. Применяется при работе с различными сталями и цветными металлами.

С избытком ацетилена – над ядром появляется зелёный ореол, рабочая зона пламени плохо различима, а сам факел жёлтого цвета. Применимо для работы с чугуном.

Избыток кислорода – все зоны укорачиваются, ядро бледнеет, становится конусообразным. Пламя шумит сильнее обычного и приобретает синевато-фиолетовый оттенок. Применимо для сварки латуни.

Способы ведения горелки и введение присадочной проволоки

Чтобы образовалась сварочная ванна, заготовку необходимо прогреть. Пламя направляется под прямым углом так, чтобы ядро находилось в 1-3 мм от поверхности. Когда металл приобретёт светло-жёлтый цвет – ванна готова, можно приступать к формированию шва.

Технология ацетиленовой сварки подразумевает ведение горелки двумя способами: справа налево (на себя) и слева направо (от себя).

В первом случае пламя направлено вперёд от шва, присадка расположена перед горелкой. Работая таким способом, удобно визуально контролировать шов. Применимо для тонкостенных деталей (до 5 мм).

Второй способ (от себя) используют при работе с металлом толщиной более 5 мм. Пламя горелки направлено в сторону шва. Это позволяет замедлить его остывание и повышает качество. Однако из-за того, что визуальный контроль осложняется, такое соединение будет выглядеть не слишком аккуратным.

Читать еще:  Как сделать газовую горелку своими руками в домашних условиях

Присадку подают либо непосредственно в сварочную ванну, либо ведут над швом. Горелку медленно продвигают вдоль соединения с поперечными дугообразными движениями. Ядро не должно касаться сварочной ванны.

Завершающий этап ацетиленовой сварки: как закрывать горелку и баллоны

Первым на горелке перекрывается ацетилен и только затем – кислород. Далее необходимо удалить из рукавов оставшийся газ. Перекройте баллоны, а вентили на горелке приоткройте. Дождитесь, когда прекратится шипение и стрелка на манометре покажет ноль. Затем обязательно закройте все вентили.

Видео описание

Газосварка: первые шаги.

Правый и левый методы сварки

Сварка ацетиленом и кислородом осуществляется левым и правым методами – это вовсе не жаргон, а предусмотренное и утвержденное ГОСТом правило. Если горелка перемещается слева направо (ориентируетесь по своим рукам) впереди присадочного прутка, то есть, пруток как бы подталкивает факел, то это правый способ. При левом способе действие производится наоборот — справа налево, где сварочный пруток как бы убегает от горелки.

Нельзя сказать, что качество соединения одним методом лучше, нежели другим, но правый способ применяется для металла толще 5 мм. Однако левый метод получается лучше с эстетической точки зрения – сварщик постоянно наблюдает шов и может добиться его постоянной ширины и толщины. А ешё левый вариант позволяет пламени как бы разливаться по металлу и это в значительной степени снижает риск пережога заготовки. Движение мундштука осуществляется строго по одной линии. А вот пруток движется не только прямо, но и совершает колебательные движения в стороны – это позволяет создать более прочный шов.

Наклон мундштука

Теперь рассмотрим, как варить ацетиленом с учетом зон пламени и наклона форсунки (сопла) горелки. Ручной способ сваривания предусматривает направление факела так, чтобы оплавляемые края находились в восстановительной зоне пламени, но при этом на 2-6 мм не доставали до конца ядра. Конец присадочной проволоки при этом держат либо в восстановительной зоне огня, либо в образовавшейся сварочной ванне.

Угол наклона сопла горелки зависит от толщины металла и его показателей теплопроводности. Например, для стальных заготовок 1-3 мм толщиной угол горелки будет составлять 20-30°, а для стали 3-5 мм — 30-40°. В самом начале сварки для прогрева кромок устанавливают наибольший угол горелки для прямого попадания огня в зону нагрева, но потом этот угол постепенно уменьшают до номинального показателя. В конце шва наклон минимизируют, чтобы заполнить кратер и предупредить пережог металла.

Особенности

Ацетилено кислородная сварка имеет свои особенности, которые обязательно нужно учитывать перед началом работ. Прежде всего, качество готового шва зависит от трех компонентов: мощности пламени, угла сварки и диаметра присадочной проволоки. Давайте подробнее остановимся на каждом из них.

Мощность пламени газовые горелки для сварки должна выбираться исходя из свойств металла, который вы собираетесь варить. Пользуйтесь простым правилом: у толстой детали высокая теплопроводность и температура плавления, значит для нее необходима большая мощность пламени. С тонкой деталью все с точностью наоборот. Но учтите, что тем больше мощность пламени, тем больше расход газа.

Профессионалы обычно высчитывают оптимальную мощность с помощью формулы, но для новичков этот метод может показаться сложным. Поэтому просто дадим свои рекомендации касаемо оптимальных значений мощности для каждого типа металла. Ниже вы можете видеть рекомендуемые номера наконечников в соответствии с толщиной металла. Именно с помощью наконечника регулируется мощность. Она имеет свою ЕИ — литры в час (л/ч).

Теперь поговорим об угле наклона горелки. Угол наклона так же зависит от толщины металла. Для сварки металла толщиной от 1 до 155 миллиметров рекомендуем угол от 10 до 80 гарусов соответственно. Увеличивайте угол, если металл толще. Чтобы деталь хорошо прогрелась (не важно, какой она толщины) нужно в начале сварки держать горелку под углом в 90 градусов.

Также присадочная проволока используется для сварки. Ее диаметр наравне с мощностью пламени и углом наклона горелки влияет на качество шва. Здесь все то же самое, диаметр подбирается исходя из толщины металла. Просто узнайте, сколько миллиметров толщина вашей детали, поделите пополам это значение и прибавьте один миллиметр, таков будет диаметр проволоки.

Отдельно хотим рассказать вам о способах ведения горелки. Ее можно вести на себя или от себя. Если вы будете вести на себя, то сначала должна двигаться горелка, а вслед за ней присадочная проволока. Так пламя будет равномерно разогревать металл и формировать сварочную ванну. Старайтесь держать горелку под углом 45 градусов. Траектория движения — кругом или полукругом. Присадочную проволоку нужно подавать следом, прямо в сварочную ванну.

Если вы будете варить от себя, то сначала нужно подавать присадочную проволоку, и только затем горелку. Зачастую такой метод применяют, если нужно сварить толстый металл. В таком случае нагрев металла и плавление проволоки осуществляются одновременно. Образуется смесь из расплавленной проволоки и металла, которая заполняет сварочную ванну. И самое сложное — добиться равномерного смешивания, чтобы шов получился максимально качественным. Так что нужно следить за скорость плавления металла и проволоки.

Плюсы и минусы

Самым главным достоинством этого вида сварки является автономность, поэтому отсутствует необходимость в источнике тока, что особо приемлемо при выполнении монтажно-строительных работ на площадках, где отсутствует электроэнергия.

Читать еще:  Инфракрасный обогреватель своими руками: классификация, особенности и принципы работы

Преимущества ацетиленовой сварки:

  1. Возможность регулирования расстояния до свариваемой поверхности и рабочих режимов, что позволяет исключить брак в виде прожогов, даже в случае соединения тонких металлических листов.
  2. Мобильность перемещений и транспортировка по монтажно-строительной площадке.
  3. Надежность и высокое качество производимых работ.
  4. Контроль за процессом сварки.
  5. Возможность выполнения неповоротного шва, вблизи препятствий, например, стены без необходимости осуществления операционного стыка.
  6. Создание неразъемных металлических соединений с различными температурами точек плавления.
  7. Настройка силы и размера сварочного пламени.
  8. Повышение качества шва с применением легирующей стальной проволоки.
  9. Устранение процессов возникновения деформационных сдвигов конструкции и стыка, путем регулировки температурного режима нагрева, тем самым достигая расчетный режим сваривания металлов.
  10. Низкая стоимость оборудования и расходников для устройства.

Недостатки при использовании мини ацетиленовой горелки:

  1. Работы могут выполнять только обученные и аттестованные работники.
  2. Низкая производительность работ по сварке.
  3. Изменение химических и структурных свойств материала на большой площади нагрева.
  4. Применение ацетилена создает высокую пожароопасность среды;
  5. Большая загазованность в месте сварочных работ.
  6. Низкокачественное пайка узлов из легированных стальных материалов.
  7. Невозможность выполнения сварки внахлёст.

Изготовление из подручных материалов: поэтапно

Форсунка и ручка

К трубке из латуни приделывается ручка, для ее изготовления можно воспользоваться ручкой от неисправной паяльной лампы. Второй вариант – брусок с диаметром продольного отверстия, равного размеру трубки. Для сопряжения применяется силиконовый клей либо эпоксидка. Ручке придается форма, удобная для руки.

К созданию форсунки следует отнестись очень тщательно. Ее отверстие сечением 0,1 мм выполнить дома практически невозможно, потому сначала устраивается широкое, а края его забиваются до требуемого размера. Для ускорения процесса деталь зажимается в тисках, по ней наносятся вертикальные удары молотком с оттягиванием по направлению к центру.

Удары наносятся круговые во избежание отклонения подающегося газа при пользовании. Головку следует почистить мелкой наждачкой. С оборотной стороны форсунки устраивается резьба, позволяющая ей соединиться с трубкой подвода газа.

Регулировка пламени

Изготовленной по вышеописанной схеме горелкой уже можно пользоваться. Аппарат будет работать после соединения элементов в единую конструкцию. Остается лишь подключить газовый баллон, открыть вентиль и поджечь.

Но при этом возникнут некоторые неудобства – регуляция газового потока доступна только посредством крана на баллоне, максимально возможной мощности пламени добиться не удастся. Прибор нужно укомплектовать рассекателем и краном.

Кран можно установить непосредственно на горелке либо на подводящей трубе. Удобнее для работы, когда вентиль смонтирован недалеко от ручки (выше на 3-4 см). Сам кран также можно позаимствовать со старого автогена. Устройство фиксируется на резьбе, уплотняющейся ФУМ-лентой.

Для изготовления рассекателя используется латунная заготовка цилиндрической формы с отверстиями: одним – для подводящей трубки и несколькими параллельными ему меньшего сечения.

Заготовка закрепляется на трубке так, чтобы кромки ее выходили на 2-3 мм за пределы форсунки. Рассекатель выполняет сразу две функции:

  • обеспечивает ветрозащиту;
  • проводит поток кислорода, требуемого для поддержания стабильного горения.

Выбор режимов

Для увеличения качества шва и его герметичности в зависимости от материала необходимо знать некоторые секреты профессиональных газосварщиков.

Высокоуглеродистые стали с помощью ацетиленовой сварки варят очень редко. А вот низкоуглеродистые, конструкционные стали – это область применения газосварки.

При этом достигаются хорошие результаты при любом пространственном положении шва. Средняя мощность горения не должна превышать 120 кубических дециметров в час.

Лучшим будет способ ведения горелки от себя. Присадку надо использовать из низкоуглеродистой стали, но можно оббивать электроды для электросварки. При расплавлении металла, из него выходит кремний, марганец и образуется крупнозернистое строение стали. Проволока из СТ.2, с содержанием кремния меньше 1%, марганца 1,1% обеспечит однородный, по структуре шов.

Легированную сталь не рекомендуется варить с помощью ацетиленового метода. При сильном нагреве происходит деформация деталей, поэтому при сваривании некоторых марок стали, необходимо выполнять следующие рекомендации.

Для соединения низколегированных сталей необходимо использовать флюсы. Сварка ацетиленом осуществляется нормальным пламенем. Горелка должна работать на низкой мощности, подавая слабое пламя, если сваривают с сталь с высоким содержанием хрома и никеля.

Для соединения жаропрочных сталей применяется присадка с содержанием 21% никеля и хрома 25%. Сварить сталь с высокой стойкостью к образованию коррозий будет проще, если использовать проволоку с содержанием никеля, хрома и молибдена.

Особенности газовой сварки

Ацетилено-кислородная сварка имеет три основных параметра, от которых зависит качество конечного результата. Это мощность огня (пламени), это под каким углом к сварочной поверхности располагается горелка, диаметр используемого присадочного прутка.

Мощность пламени горелки выбирается в зависимости от теплофизических свойств металла и от толщины свариваемых заготовок. Зависимость такая: чем толще детали, чем выше у их металла теплопроводность и температура плавления, тем больше должна быть и мощность пламени горелки. Последняя определяется расходом газовой смеси. Чем больше расход, тем выше мощность. Для каждого вида металлов выбирается свой мощностной показатель. Существуют формулы, по которым он определяется. Основная зависимость – это толщина свариваемых заготовок.

  • Для черных металлов (сталь и чугун) мощность располагается в пределах (100-150)n, где n – это толщина детали.
  • Для цветных металлов, к примеру, для меди – диапазон равен (150-200) n .

Мощность пламени, как и расход газов, имеет единицу измерения – л/час.

Что касается угла наклона горелки, то она также изменяется в зависимости от толщины соединяемых изделий. К примеру, если толщина варьируется в диапазоне от 1 до 15 мм, то угол наклона будет изменяться от 10 до 80°. И чем толще металл, тем больше угол наклона. Но в самом начале сварки необходимо угол наклона выдерживать максимальным, даже до 90°, потому что при таком значении будет быстрее нагреваться соединяемые детали, плюс быстрее сформируется сварочная ванна.

Читать еще:  Самодельная газовая муфельная печь

Диаметр присадочного стержня также выбирается в зависимости от толщины заготовок. Формула определения проста: половина толщины плюс один миллиметр. К примеру, если свариваются между собой детали толщиною 4 мм, то для их соединения необходима присадка диаметром 3 мм.

Устройство газового резака

Принцип действия заключается в сгорании металла обрабатываемой детали в струе химически чистого кислорода. Продукты окисления из зоны реза выдуваются этой же струёй.

Для обеспечения этого процесса, газовый резак по металлу имеет следующую конструкцию:

  • ствол;
  • наконечник.

Устройство газового резака. Ист. http://rezhemmetall.ru/gazovyj-rezak-po-metallu.html.

Пояснение к рисунку. Ствол состоит из следующих узлов:

  • рукоятка с ниппелями для присоединения кислородного и газового рукавов;
  • корпус с регулировочными газовым и кислородным вентилями. В его состав, также, входят:
    • инжектор;
    • смесительная камера;
    • трубки подачи кислорода и горючего газа.

Ствол присоединяется к корпусу накидной гайкой. Конструкция наконечника приведена на рисунке.

Устройство головки. Ист. http://rezhemmetall.ru/gazovyj-rezak-po-metallu.html.

Он состоит из внутреннего (латунного) и внешнего (медного) мундштуков.

Конструкция смесительной камеры интуитивно понятна из рисунка.

Устройство смесительной камеры. Ист. http://rezhemmetall.ru/gazovyj-rezak-po-metallu.html.

Газовая горелка: резак кислородный

Из баллона с редуктором через шланг с ниппелями кислород поступает в резак. В его корпусе он разветвляется по двум каналам:

  • одна часть газа проходит через вентиль и попадает в инжектор. Из него она выходит с большой скоростью и, создавая разрежение, подсасывает горючий газ. В результате, в смесительной камере образуется горючая смесь. Она, проходя через зазор между внутренним и наружным мундштуками, сгорает и образует подогревающее пламя;
  • вторая часть кислорода поступает через вентиль в трубку режущего газа. Выйдя через центральный канал внутреннего мундштука, она образует режущую струю.

Таким образом, для получения качественного реза необходимо:

  • применять сопло и мундштук «правильного» (соответствующего марке и толщине обрабатываемого материала) размера;
  • давление газа должно соответствовать толщине обрабатываемого материала;
  • необходимы постоянный уход и чистка каналов сопла. Эту чистку рекомендуется производить медными прутками.

Классификация газопламенных сварочных горелок

Газовые горелки классифицируют по способу подачи газов в смесительную камеру – инжекторные и безинжекторные.

По мощности или расходу горючего газа – микромощности с расходом горючего газа от 10 л/час; малой мощности, c расходом горючего газа 25-400 л/час; средней мощности, с расходом 400-2800 л/час или большой мощности, с расходом 2800-7000 л/час.

По виду горючей смеси – газовые горелки (горючий газ), жидкостные горелки (пары горючей жидкости).

По назначению горелки разделяют на универсальные (газовая сварка, пайка, нагрев, очистка металла) и специализированные.

По количеству потоков и способу применения горелки бывают однопламенными — ручные горелки и многопламенными — наряду с однопламенными используются в механизированных установках.

Ацетиленовые сварочные горелки

Горелки для ацетиленовой сварки по ГОСТ 1077 подразделяют по мощности на четыре вида: Г1 (микромощность), Г2 (малая мощность), Г3 (средняя мощность), Г4 (большая мощность). Все горелки комплектуются наконечниками разной величины и разного диаметра выходного канала. Сменные наконечники изготавливаются из теплостойких и теплопроводных материалов – меди М3, хромистой бронзы БрХ0,5.

Прежде чем перейти к выбору газовой горелки необходимо определиться с ее назначением и областью применения. В бытовых условиях и в гаражной мастерской наибольшее распространение получили горелки малой и средней мощности. Например, однопламенные универсальные ацетиленовые горелки малой мощности Г2 используются для сварки металла с толщиной кромок от 0,2 до 0,7 мм. Комплектуются горелки Г2 четырьмя сменными наконечниками разного размера.

С помощью горелок средней мощности Г3 сваривают изделия из цветных металлов и сплавов на их основе, а также чугуна. Горелки Г3 могут использоваться не только для сварки, но и для наплавки, пайки или нагрева металла. В комплект таких горелок входит уже семь разных насадок. Толщина кромок свариваемого металла от 0,5 до 30 мм.

Инжекторные и безинжекторные сварочные горелки

Отличие инжекторные и безинжекторных горелок в способе подачи газа. Инжекторные распространены больше, конструкция инжектора, который представляет собой полый цилиндр с отверстием небольшого диаметра по центру для кислорода и радиальными отверстиями для горючего газа, позволяет кислороду нагнетать (подсасывать) горючую смесь в камеру смешения. При этом кислород подается под давлением, а горючая смесь свободно нагнетается потоком кислорода. Мощность сварочного пламени в инжекторных горелках регулируется с помощью сменных наконечников. Недостатком инжекторных моделей является относительно нестабильное пламя из-за того, что смесь горючего газа с кислородом не является постоянной, состав газа меняется. Из-за низкого давления горючего газа, сопло с мундштуком инжекторной горелки склонно к перегреву.

В безинжекторных горелках кислород и горючая смесь подается с одинаковым давлением (в пределах 0,05-0,1 Мпа) и смешивается в смесительном сопле. Безинжекторные горелки, как правило имеют небольшую мощность (ацетиленовая горелка Г1). Количество газа, который подается в зону горения регулируется вентилями, маховики которых окрашивают соответственно: кислородный вентиль – синий цвет, вентиль для горючего газа – красный цвет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector