Assma.ru

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

Материалы для газовой сварки и резки металлов

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

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

Отличительной особенностью газовой сварки является возможность сваривать почти все металлы.

Плюсы и минусы газовой сварки

Такой метод соединения металлов, как газовая сварка, предполагает плавление соединяемых материалов, в результате чего формируется гомогенная структура. Горение газа, за счет которого и осуществляется нагрев и расплав металла, обеспечивается за счет введения в газовую смесь чистого кислорода. Такой метод соединения металлов отличается целым рядом преимуществ.

  • Этот способ сварки не требует использования сложного оборудования (сварочного инвертора или полуавтоматического аппарата).
  • Все расходные материалы для осуществления такой сварки несложно приобрести.
  • Газовая сварка (соответственно, и газовая сварка труб) может выполняться даже без мощного источника энергии и порой без специальных защитных средств.
  • Процесс такой сварки хорошо поддается регулированию: можно устанавливать требуемую мощность пламени горелки, контролировать степень нагрева металла.

У данного метода есть и недостатки.

  • Металл нагревается очень медленно, в отличие от использования электрической дуги.
  • Зона тепла, которая формируется газовой горелкой, является очень широкой.
  • Очень сложно концентрировать тепло, создаваемое газовой горелкой, оно является более рассеянным, по сравнению с электродуговым способом.
  • Газовую сварку можно отнести к достаточно дорогостоящим методам соединения металлов, если сравнивать ее с электродуговой сваркой. Стоимость затраченного кислорода и ацетилена значительно перекрывает цену электричества, затрачиваемого для сварки однотипных деталей.
  • При сварке толстых металлических деталей значительно снижается скорость выполнения соединения. Обусловлено это тем, что концентрация тепла при использовании газовой горелки очень низкая.
  • Газовая сварка плохо поддается автоматизации. Механизировать можно лишь процесс газовой сварки тонкостенных труб или резервуаров, который выполняется с использованием многопламенной горелкой.

Газовая сварка трубы из нижнего положения

Виды присадочной проволоки

Выполнение сварочного шва не обходится без использования присадок. Они обеспечивают геометрию, повышают эксплуатационные характеристики и гарантируют отсутствие дефектов. Для работ используют следующие виды проволоки.

  • Порошковая. Подходит для углеродистой стали, подвергающейся впоследствии термической обработке.
  • Алюминиевая. Применяется для сварки заготовок из аналогичного материала.
  • Нержавеющая. Используется для легированных сталей.
  • Омедненная. Подходит для высоколегированных сплавов.
  • Стальная. Такой проволокой свариваются низко и среднелегированные металлы.

Плюсы и минусы газовой сварки

Профессионалы отмечают следующие плюсы:

  • доступность применения (сварочные работы можно производить в любом месте без привязки к сложному технологическому оборудованию и стационарным источникам энергии);
  • обеспечение широкого диапазона температур плавления;
  • возможность сварки большого количества разных по свойствам металлов: от чугуна до цветных сплавов;
  • при правильном подборе вида пламени и скорости горения совместно с соответствующим припоем и флюсом добиваются качественных и надежных швов;
  • последовательные нагрев и остывание не позволяют образовываться трещинам и пустотам, нарушающим целостность соединения;
  • транспортировать газовый аппарат достаточно просто;
  • себестоимость сварочных работ невысокая (не требуется дорогого сложного оборудования).
  • создается обширная площадь нагрева (может привести к повреждению близлежащих термонестойких элементов конструкции);
  • увеличение толщины заготовки приводит к существенному снижению производительности операции (применение данной технологии для листов или деталей, толщина которых превышает пять миллиметров, становится нерентабельным);
  • имеет ограничение по применению (проведение сварочной операции внахлест нецелесообразно в связи с высокой вероятностью создания неблагоприятных напряжений в металле, которые могут привести к деформации или разрушению места стыка);
  • реализация этой технологии плохо поддается автоматизации;
  • высокая опасность пожара и взрыва используемых компонентов при хранении и переноске к месту проведения работ.

Оборудование для газовой сварки

Для проведения газосварочных работ требуется комплект оборудования, включающий:

  • редуктор;
  • кислородный баллон;
  • предохранительные клапаны;
  • горелка;
  • газовый генератор;
  • шланг;
  • флюсы и припои.

Понадобится специальная тележка, предназначенная для размещения всего оборудования. Она обеспечит лучшую мобильность при проведении работ.

Разновидности горелок

Горелки выполняют ряд важных функций. Они участвуют в смешении газа, стабилизации фронта воспламенения, регулируют подачу горючей смеси и интенсивность горения.

В зависимости от конструкционных особенностей горелки бывают инженерными, диффузными, оснащенными системами принудительного нагнетания кислорода, а также комбинированными.

Кроме того, они классифицируются по:

  • характеристикам нагнетания давления;
  • способу подачи кислорода;
  • варианту сжигания газа;
  • излучающей способности и т.д.

В зависимости от особенностей конструкции они могут выдерживать от 5 000 Па до 0,3 МПа.

Читать еще:  Установка пластикового подоконника своими руками

Баллоны с газом

Для каждого вида газа выпускаются баллоны отдельного цвета. В процессе эксплуатации их нельзя окрашивать, чтобы избежать нежелательных реакций. Баллоны, предназначенные для ацетилена, не следует оснащать медными вентилями, т.к. это может спровоцировать взрыв.

Специальные шланги

В процессе сварочных работ применяют специальные шланги. Они предназначены для подачи горячих жидкостей и газов. К этим элементам оборудования предъявляются особые требования.

Они должны выдерживать большое давление. Если на шланге присутствует желтая полоса, он может использоваться для горячих жидкостей. Шланги с красной отметкой выдерживают 6 атмосфер, а с синей – до 20.

Водяной затвор

Водяной затвор предназначен для защиты генератора, трубы и других элементов газосварочного оборудования. Его располагают между ацетиленовой трубой и горелкой.

Пост для сварки газом

Это специальный стол, который можно фиксировать и поворачивать. Некоторые модели оснащены вентиляцией и системой для хранения инструментов.

Проволока и присадки

Для проведения работ используют особую присадочную проволоку. Ее диаметр подбирают в зависимости от толщины детали. В процессе сварки применяют флюсы. Эти вещества производят на основе кремниевой и борной кислоты и выпускают в виде растворов, порошков и паст.

Редуктор

Это важнейший элемент конструкции. Он необходим для снижения давления газа, исходящего из баллона. Редукторы бывают прямого и непрямого действия. Некоторые из них имеют устройства, предотвращающие замерзание газа при его выходе из баллона.

Особенности газосварки

Технология газовой сварки и резки на соответствующем аппарате имеет свои нюансы в зависимости от характеристик металла. Сварку низкоуглеродистых сплавов делают любым газом.

При газовой сварке легированных сталей используют проволоку с примесью хрома и никеля. Чугунные изделия варят специальным пламенем, предотвращающим образование белого чугуна.

При газовой сварке медных предметов зазор должен быть минимальным, а пламя большой мощности. Используется присадочная медная проволока и раскисляющий флюс. Латунные изделия сваривают при большой подаче кислорода с использованием латунной проволоки.

Преимущества и недостатки

Варить газовой методикой не сложно, но она, как и электродуговая, полуавтоматическая или аргонная 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 электрода).

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.

Технологический процесс

Современная газовая резка металла (технология) несколько отличается от той, которая была ранее. В нынешних оборудованиях кислород подаётся к месту резки под очень высоким давлением (12 атмосфер). Под таким давлением можно повредить даже кожу на руках!

Образовывающийся флюс может выбрасываться пламенем в сторону или же полностью прожигаться через весь металл изделия. При правильной подаче кислорода «рваного» шва образовываться не должно. Если при этом использовать ещё и «трафареты», то рез может получиться практически без изъянов.

ВАЖНО: резка металлов газом не может быть применена к изделиям, которые плавятся ниже 600 о С. Если использовать такой металл, то кислород будет просто удалять верхний слой материала, но не разрезать его.

При использовании таких металлов можно применять дополнительно мобильные нагреватели (баллончики со смесью сжатого газа с соплом на конце трубки).

В технологии кислородной резки используется направляющий резак из двух трубок с подачей кислорода и топлива. Расход кислорода зависит от температуры нагревания и толщины металла. При стандартном нагревании израсходуется примерно 10 м 3 кислорода и до 0,7 м 3 ацетилена (пропана).

При использовании разных горючих газов необходимо разное количество кислорода. Ниже приведено отношение расхода кислорода к расходу каждого из трех горючих газов (так называемый состав горючей смеси), необходимое для образования нормального пламени для резки.

Горючий газСостав смеси (расход кислорода/расход горючего газа)
Ацетилен1,1
Пропан4,0
Природный газ1,8

Область применения. Лишь при исполь­зовании ацетилена возможно изменение со­става газовой смеси для получения нейт­рального или восстановительного пламени. При температурах, используемых в промы­шленности, все остальные горючие газы да­ют только окислительное пламя. По этой причине природный газ и пропан не ис­пользуются для сварки.

Читать еще:  10 лучших просекателей для профиля

Для общего нагрева необходим газ с большим запасом энергии на кубический метр. Для таких целей пропан — наиболее подходящий газ.

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.

Оборудование для газовой сварки

Для изготовления деталей различной конфигурации используется разные способы обработки – малогабаритные детали изготовляют штамповкой или резкой, для мелкосерийного этого способа не подходит. Для этих случаев применяется резка – разделение заготовки по заданной линии ее расплавом и удалением части металла из зоны реза с использованием оборудования для газовой сварки и резки металлов

Различается два вида резки металла – это разделительная и поверхностная. Разделительный рез имеет форму узкого сквозного разреза без донной поверхности. В полости поверхностной резки убирается только часть металла, и она имеет донную поверхность.

Оба вида выполняется расплавом металла в зоне обработки с последующим удалением жидкого оксида. Для этих целей нужен источники теплоты, которые быстро нагревают место до жидкого состояния узкий участок металла.

Оборудование, применяемое при газовой сварке и резке

Сварочная дуга

Источники тепла при резке должен быть достаточно мощным с узкой концентрацией, чтобы рез металла происходил на участке малой ширины. В качестве теплового луча используется возможность химической реакции сгорания железа с кислородом (кислородная, автогенная, газовая или кислородно – флюсовая). По уровню производства процесс проходит в ручном или механизированном режимах.

Для работы с заготовками из низкоуглеродистой конструкционной стали применяется газовая кислородная резка. Любое оборудование для газовой сварки и резки можно купить в специализированных дилерских центрах или интернет ресурсах.

Строение газового пламени

Вид пламени определяет вид реакции сгорания газов в сварочном пламени и имеет определённую форму:

  • В зоне ядра (1) факел постепенно разогревается. В ядре начинается распад ацетилена, который ускоряется в присутствии кислорода. Оболочке ядра разогревается около 2500 С.
  • В средней зоне (2) начинается процесс окисления углерода, средняя зона является самый высокотемпературный пламени горелки.
  • В (3) части пламени оксид углерода догорает с выделением большого количества тепла, но из-за большой зоны пламени температура в нем снижается.

Распределение температуры по зонам пламени показана на Рис. 2.

Рис.2. Температура нагрева зон факела: 1 – ядро, 2 – средняя часть, 3 – конечная часть факела.

Материалы, применяемые при газовой резке металла

Кислород

Основным элемент является кислород O2. Этот газ не имеет цвета, прозрачный, негорючий, но поддерживающий реакцию горения. Газ обладает химической активность с образованием химических соединений – оксидов с элементами кроме неактивных металлов и инертных газов. Чем больше температура, тем быстрее реакция окисления. Еще больше скорость взаимодействия процесса возрастает при применении активных катализаторов. Вся реакция окисления металла с кислородом протекает с образованием большой величины тепла в зоне контакта.

Ацетилен (С2 Н2)

В газопламенной обработке металла наибольшее распространение получил ацетилен. Он применяется наиболее широко т.к. при сгорании в кислороде он имеет факел с температурой значительно превышающую, чем у других горючих газов. Наибольшее распространение получил производство газа из карбида кальция в газогенераторах непосредственно перед производственным процессом. Ацетилен может храниться и в сжатом состоянии до 3 Мпа в баллонах, одним из условий – при хранении не превышение температуры окружающей среды более 270 °С, что позволяет безопасно хранить его в специальных баллонах с растворенном виде в ацетоне или в специальном наполнителе.

Природный газ

Количество примесей в природном газе определяется местом его добычи. Технические условия до этого вида горючего определяет количество от 9,7% метана (СН 4), до 1% этана (С2 Н6) и пропана (С3 Н8), 3% азота и диоксида углерода. Температура пламени горения в кислороде составляет 2200 °С. Взрывоопасная концентрация в воздушной смеси от 5 до 16, 8% объёма.

Пропаны и пропан-бутановая смесь

Это газовые смести образуются при переработке нефти. Технический пропан в основном состоит из пропана С3 Н8, или его смеси с пропиленом С3 Н6. Концентрация взрывоопасной смеси с воздухом пропана 3, 5 – 57%, бутана – 3- 45%. Температура смеси, при сгорании с кислородом 2300 – 2350 °С . При предварительном прогреве мундштука пламя может достигать 2700 °С.

Читать еще:  Как выбрать и использовать пруток для сварки пластика

При давлении выше 1, 6 МПа, или при температуре ниже 0 °С, пропан-бутан и их смеси переходят в жидкое состояние. Поэтому смеси получили название – сжиженный газ. Свойство перехода в жидкое состояние делает эти газы очень удобным для хранения и транспортировки. Для газопламенной обработки газ транспортируют в специально изготовленных баллонах из стали по ГОСТ 15860 – 84, вместимостью от 5 до 50 дм 3 .

Для перевозки больших объемов используется железнодорожные и автомобильные цистерны. Приобрести материалы для газовой сварки по низким ценам, а также оборудования в любом специализированном магазине или на интернет ресурсах набрав в поисковой строке необходимый материал.

Оборудование и аппаратура для газовой сварки

Генератор ацетилена

По требованиям ГОСТ 5190—78 аппараты для производства ацетилена классифицируются:

  • по давлению газа;
  • производительности;
  • совместной системой регулировки реакции воды и карбида кальция.

По давлению генераторы делятся – низкого давления до 0,01 МПа, среднего давления д 0,07 мПа, высокого давления до 0,15 мПа. Генератор ацетилена изготавливаются в передвижном, переносном и стационарном вариантах, производительностью 0,5; 0,75; 1,251; 2,50; 3,50; 10,0; 20,0; 40,0 м 3 / час.
В зависимости от способа активного вещества с водой газогенератора обозначается:

  • «KB» — определенное количество карбида в воду;
  • «ВК» — подачей воды на карбид;
  • «ВК и ВВ» — объединенные, вода на карбид или карбид в воду. Конструктивная особенность ацетиленового генератора можно посмотреть на Рис. 3.

Рис 3. Схемы ацетиленовых генераторов: а – карбид в воду; б – вода на карбид; в – вытеснение воды; г, д — комбинированная; 1 – емкость или барабан с карбидом ; 2 – газовая камера; 3 – выпуск газа; 4 – штуцер отбора; 5 – система подачи воды; 6 – реторта загрузки.

Баллоны для сжатого газа

Для оборудования сварочных постов применяются баллоны среднего давления (до 20 мПа) изготавливаются по ГОСТ 949—73. Кроме этого баллоны разделяется по вместимости:

  • до 12 дм. 3 – малый объём;
  • от 20-50 дм. 3 – среднего объема;
  • более 50 дм. 3 – большого объема.

Газовые баллоны, предназначенные для сжиженных и растворенных газов при температуре хранения от – 51 до + 61 °С, производятся из бесшовных труб. Для производства баллонов с расчетным давлением от 10 до 20 МПа, применяют углеродистые стали. На рабочее давление от 25 до 27 мПа, только легированная сталь. Кислородные баллоны изготавливают на расчетное давление – 15МПа, для ацетилена – 10 МПа.

Окраска баллонов

В зависимости от газа к баллонам применяется различная окраска:

  • Ацетилен – цвет окраски белый, цвет надписи красным;
  • Кислород – окраска баллона в голубой цвет, надпись чёрным цветом;
  • Пропан – цвет окраски красный, надпись белая;
  • Горючие газы другие – цвет баллона красный, надпись названия газа белый;
  • Водород – цвет окраски темно зеленый, цвет надписи красный.

Рис. 4. Баллоны газосварочного оборудования для газовой сварки

Газовые резаки

Газовый кислородный резак конструктивно объединен с подогревающей и режущий частью в одной горелке. Обогревательная часть по – устройству аналогично сварочным горелкам. Современные горелки оборудуются последовательным и кольцевым расположением выходных отверстий для смесей подогревателя. Струя пламени для режущих струй кислорода с последовательным расположением применяется для маломощных горелок с перемещением реза только в одном продольным направлении (См. Рис. 5 а).

С кольцевым выходным отверстием, пламя подогрева получается в форме трубки, с расположением струи кислорода в середине, что позволяет производить рез в любом направлении.(См. рис. 5 б).

Устройство с кольцевой щелью наиболее распространена в кислородных резаках средней и большой мощности, применяемых в отечественных устройствах. Резаки большой мощности рекомендуется оснащать мундштуком с подачей подогревательный смеси через отверстия круглого сечения, расположенного в два ряда. На Рис.5 показаны схемы расположения сопел на мундштуках.

Рис. 5. Расположение сопел на газовых резаках.

Оборудование сварочного поста для газовой сварки

Конструкция поста для сварки зависит от схемы газо – питания, выполняемых задач и принципа работы аппаратуры. Оборудование, которое входит в сварочный пост, должно обеспечивать подвод горючих газов к сварочной горелке с необходимым расходом и обеспечить исключение попадания пламени в источник горючих газов при ударе пламени в обротку.

Сварочные посты изготавливаются передвижными или стационарными. Передвижной мобильный сварочный пост может быть установлен в любом месте на предприятии или цеха. Стационарные сварочные посты оборудуются подачей газа централизовано по трубам, при этом подача производится на несколько сварочных постов от одного газогенератора.

Газосварочное оборудование для газовой сварки и резки по сниженным ценам можно приобрести в любом специализированном дилерском центре. Консультация менеджера по продажам бесплатна.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector