Пример: если толщина свариваемого стального листа 0,1 см, скорость газосварки приблизительно 10,0 м/ч, если толщина материала 1 см, скорость – не более 2,0 м/ч.

Сварка в защитных газах стальных изделий, толщина которых превышает 0,6 см, менее эффективна, если сравнивать с дуговой сваркой. В подобных случаях используется достаточно редко.

Цена на газ вместе с кислородом больше, если сравнивать с ценой на используемую электроэнергию при использовании контактной, дуговой сварки.

Автоматическим и механическим процессам газосварка поддается труднее, чем электрическая. Поэтому автоматизированная газосварка с многопламенными горелками используется только при соединении тонких металлических труб, обечаек.

Область применения

• Соединение труб диаметром, не более 10 см, их фасонных компонентов.
• Изготовление, ремонт изделий, выполненных из тонколистовой стали: соединение отдельных листов резервуаров небольшой вместимости, заваривание небольших трещин в металлических изделиях.
• Низкотемпературная сварка чугуна.
• Соединение высокопрочного чугуна. В данном случае дополнительно используются присадочная бронзовая или латунная проволока.
• Ремонт литых бронзовых, чугунных изделий.
• Наплавление латуни на чугунные, стальные изделия.
• Соединение алюминиевых, латунных, свинцовых, медных изделий.

Сварка в защитной газовой среде предоставляет возможность выполнять сварное соединение практически любых металлов, которые используются на технических средствах. Например, свинец, медь, чугун лучше поддаются газосварке, чем электродуговой. А благодаря простоте конструкции газосварочное оборудование является достаточно востребованным в сельском хозяйстве, на машиностроительных предприятиях, при выполнении ремонтно-строительных работ, иных сферах деятельности.

Заключение

Подбирая газ для сварки для индивидуальной ситуации, рекомендуется учитывать следующие критерии:

• технические характеристики оборудования;
• химический состав;
• характеристики свариваемых образцов;
• необходимую форму шва;
• в каких условиях предполагается проводить сварочные работы.

Газосварка будет стоить на порядок выше дуговой, контактной электросварки, так как газ с кислородом значительно дороже электроэнергии.

основы, характеристики и особенности сварочного процесса

Сварка при помощи газа — соединение металлических деталей методом расплавления. Исторически это один из первых появившихся видов сварки. Технология была разработана еще в конце XIX века.

Впоследствии, с развитием технологий электрической сварки (дуговой и контактной), практическая ценность газовой несколько уменьшилась, особенно для соединения высокопрочных сталей. Но она до сих пор с успехом применяется для соединения чугунных, латунных, бронзовых деталей, для техники наплавления и во многих других случаях.

Сущность процесса

Сущность метода состоит в том, что высокотемпературное пламя сварочного газа нагревает кромки свариваемых деталей и часть присадочного материала (электродную часть).

Металл переходит в жидкое состояние, образуя так называемую сварочную ванну — область, защищенную пламенем и газовой средой, вытесняющей воздух. Расплавленный металл медленно остывает и затвердевает. Так формируется сварочный шов.

Используется смесь какого-либо горючего газа с чистым кислородом, играющим роль окислителя. Наиболее высокую температуру — от 3200 до 3400 градусов — дает газ ацетилен, получаемый непосредственно при сварке от химической реакции карбида кальция с обычной водой. На втором месте находится пропан — его температура горения может достигать 2800 °C.

Реже применяются:

• метан;
• водород;
• пары керосина;
• блаугаз.

У всех альтернативных газов и паров температура пламени существенно ниже, чем у ацетилена, поэтому сварка альтернативными газами практикуется реже, и только для цветных металлов — меди, латуни, бронзы и других, с небольшой температурой плавления.

У газовой сварки есть особенности по сравнению с электрической, которые формируют как ее недостатки, так и достоинства.

Достоинства и недостатки

Как и у любой вещи или явления, преимущества газовой сварки являются прямым отражением ее недостатков, и наоборот.

Основная характеристика газосварки — более низкая скорость нагрева оплавляемой зоны и более широкие границы этой зоны. В некоторых случаях это плюс, а в других — минус.

Это плюс, если нужно сварить детали из инструментальной стали, цветных металлов или чугуна. Для них требуется плавный нагрев и плавное охлаждение. Также существует ряд сталей специализированного назначения, для которых оптимален именно такой режим обработки.

К другим плюсам относится:

• невысокая сложность технологического процесса газовой сварки;
• доступность, адекватная стоимость оборудования;
• доступность газовой смеси либо карбида кальция;
• отсутствие необходимости в мощном источнике энергии;
• контроль мощности пламени;
• контроль вида пламени;
• возможность контроля режимов.

Основных минусов у газовой сварки четыре. Первый — именно низкая скорость нагрева и большое рассеивание тепла (сравнительно низкий КПД). Из-за этого практически невозможно сваривать металл толщиной свыше 5 мм.

Второй — слишком широкая зона термического влияния, то есть зона нагрева. Третий — себестоимость. Цена расходуемого ацетилена при газосварке выше, чем цена электроэнергии, затраченной на тот же объем работы.

Ее четвертый недостаток — слабый потенциал механизации. Из-за своего принципа действия фактически может быть реализована только ручная газовая сварка.

Полуавтоматический метод невозможен, автоматический — только с применением многопламенной горелки, и только при сварке тонкостенных труб либо иных резервуаров. Такой метод сложен и рентабелен лишь при производстве полых резервуаров из алюминия, чугуна либо некоторых их сплавов.

Нормативы

ГОСТ на газосварку — особый вопрос. В связи с тем, что качество шва при газовой сварке в большей степени зависит от мастерства сварщика, оно определяется субъективно.

Характер газосварочного процесса — исключительно ручной, конкретного ГОСТа на газовую сварку нет. Но существует ГОСТ 1460-2013 — на карбид кальция, из которого производится газ для сварки.

Кроме того, различными ГОСТами определяются такие параметры, как типы присадочной проволоки, давление в редукторе и баллоне, требования к генератору ацетилена. Существуют свои требования к типам применяемых шлангов и горелок, связанные с безопасностью работы.

Стандартный комплект оборудования

Для газовой сварки или резки (технологически более простой процесс) требуется оборудование. Прежде всего, это генератор ацетилена либо источник иного горючего газа (пропана, водорода, метана).Потребуется также Баллон с окислителем — кислородом, горелка, редуктор для сжатого газа (регулятор потока) и соединительные шланги.

Могут применяться различные вспомогательные устройства, например пьезозажигательный элемент, предохранительный водяной затвор для защиты от обратного пламени (в последнее время — практически обязательный элемент), и другие.

Отличительная особенность этого вида сварки — для него не требуется электропитание, поэтому работы можно производить практически в «полевых» условиях. Во многом из-за этого преимущества газовую сварку до сих пор активно используют.

Виды пламени

Одним из достоинств газосварки является возможность использования огня с разными химическими свойствами: окислительным, восстановительным, с повышенным содержанием ацетилена.

«Нормальным» считается восстановительное пламя, при котором металл окисляется с той же скоростью, что восстанавливается. Оно применяется в большинстве случаев. Для соединения деталей из бронзы и других сплавов с содержанием олова применяется только восстановительный огонь.

Окислительное пламя образуется при увеличении количества кислорода в газовой смеси. В некоторых случаях оно предпочтительно и даже необходимо, например, при соединении латуни и пайке твердым припоем.

Особое свойство окислительного пламени состоит в возможности увеличить скорость газовой сварки. Но при этом необходимо применять специальную присадку, содержащую раскислители — марганец и кремний.

Если использовать с окислительным пламенем в качестве присадочной проволоки тот же материал, что и в свариваемых деталях (за исключением латуни) — шов выйдет хрупким, с большим количеством пор и каверн.

Пламя с увеличенным содержанием горючего газа применяется для наплавки на какую-либо деталь другой детали из более твердого сплава, а также при варке деталей из чугуна и алюминия.

Технология и способы

Техника газовой сварки сильно зависит от специфики свариваемых металлов и сплавов, формы деталей, направления шва и других факторов.

Основное предназначение газосварки — обработка чугуна и цветных металлов, которые поддаются ей лучше, чем дуговой. Хуже всего «берет» она легированную сталь — из-за низкого коэффициента теплопередачи детали из нее сильно коробятся при варке газом.

Существует «правая» и «левая» методика газовой сварки. Есть также технология сварки валиком, ванночками и многослойная сварка.

«Правый» способ — это когда сварочное сопло ведут слева направо, а присадку подают вслед за движением огненной струи. Пламя при этом направлено на конец проволоки, так, что расплавленный состав — температура плавления присадки обычно ниже, чем у основного материала — ровно ложится в шов.

При «левом» способе газовой сварки — он считается основным — поступают наоборот. Горелка движется справа налево, присадка подается ей навстречу. Этот способ проще, но подходит только для тонких листов металла. Кроме того, при нем больше, чем при «правом», идет расход присадочной проволоки и горючего газа.

Сварка валиком — более трудоемкий способ, подходящий только для листового материала. Шов образуется в форме валика, но при этом качество шва очень высокое, без образования шлака, пор и воздушных лакун.

Сварка ванночками — способ, требующий от сварщика большого мастерства. При этом присадочная проволока укладывается в шов спиральным способом, проходя через разные участки пламени. Каждый новый виток спирали слегка перекрывает предыдущий. Способ хорошо подходит для соединения листов из низкоуглеродистых сталей.

Многослойная сварка — самый технологически сложный способ. Его основы — как бы наплавка одного слоя поверх следующего. При этом достигается идеальный прогрев всех нижележащих слоев. Главное — контролировать, чтобы стыки швов разных слоев не находились один под другим.

В каждом из этих видов газовой сварки могут использоваться, в зависимости от обрабатываемого металла, различные флюсы. Их задача состоит в том, чтобы защитить поверхность шва от образования окислов, нарушающих его качество.

технология выполнения, где применяется, виды, плюсы и минусы, оборудование

Сварка – это одна из методик соединения частей металлической детали в один элемент.

Существует несколько способов обработки металла, среди которых – газовый тип сваривания металлов.

В этой статье будет детально рассмотрено применение этого типа сварки, его плюсы и минусы, а также материалы, которые понадобятся для работы.

Содержание статьиПоказать

Общая информация

При газовом способе обработки металлов для создания высоких температур применяются вещества газообразной формы. Часто сварка производится кислородом, аргоном либо ацетиленом.

Сварочная работа проводится за счет огня. Именно горение создает высокие температуры, способные плавить металл.

В газовом пламени есть три зоны:

• Ядро
• Зона восстановления
• Факел.

Само пламя классифицируется на три типа:

• Нормальный – разные составляющие смеси подаются в равном соотношении. Внешне определяется цветом в синих тонах с более ярким оттенком средней зоны.
• Науглероживающий – понижена подача кислорода. Зона факела приобретает яркий желтый цвет.
• Окислительный – понижена подача ацетилена. Насыщенность тона пламени бледнеет, длина языков укорачивается.

Регулировка соотношения подачи смеси производится по определению цвета языка. В соответствии с типом пламени изменяется показатель температуры, с которой будет происходить обработка металла.

Зачастую температурная норма превышает 3000°С. Этот показатель подходит для разных типов металлов.

Типичным режимом газового сваривания при помощи газа является работа с нормальным типом пламени при подаче кислорода и ацетилена в равных пропорциях. В случае изменения цвета и перехода на другой тип пламени проводится перенастройка подачи.

Применение

Сварка при помощи газа происходит как с применением сварочного прутка, так и без него. В первом случае шов создается соединением кромок деталей расплавленным металлом прутка, во втором – свариванием самих кромок деталей.

Однако такой тип сваривания подходит не для каждого типа металла. Использовать ее стоит для обработки жести, тонкостенных стальных деталей (до пяти миллиметров), цветных металлов, чугуна либо инструментального вида стали.

Для работы с этими типами металла характерен плавный, мягкий нагрев поверхности.

Область применения газовой обработки металла достаточно широка. Этот тип сварки можно применять как в промышленных масштабах, так и для бытовых работ.

Плавный нагрев поверхности защищает от деформации, что важно для сваривания тонкостенных деталей. Ключевым моментом является правильная настройка подачи рабочей смеси и верно подобранный тип огня.

Поджиг происходит при помощи спички либо зажигалки, при полной подаче рабочей смеси. Настройка типа пламени проводится уровнем подачи ацетилена.

Виды газов для сварки

Газовая сварка часто проводится при помощи ацетилена. Его создание происходит благодаря реакции карбида кальция и воды, химическая формула конечного результата — C2h3.

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

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

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

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

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

Необходимое соотношение газа с кислородом для каждого типа:

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

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

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

Плюсы и минусы

Процесс сваривания при помощи газовой сварки не сложен. Однако в применении этого метода есть свои плюсы и минусы.

Самыми подходящими металлами для такой обработки являются медь, латунь и чугун.

Высокая температура горения позволяет работать с металлами, имеющими разные показатели плавления. Этому также способствует плавный нагрев, защищающий тонкостенные элементы от деформирования и прожига.

Аппаратура для газовой сварки самодостаточна. Для ее работы достаточно наличия электросети с розеточным выходом. Поэтому проводить сварочные действия можно в неограниченном пространстве.

Правильно подобранный электрод и тип огня создает ровные, качественные соединения. Это способствует применению в обработке деталей для трубопроводов.

К минусам применения газовой сварки относят повышенную опасность работы. Рабочая смесь является легко воспламеняемым, взрывоопасным веществом, требующим осторожности в обращении.

При обработке прогревается не только зона сваривания, но и поверхность рядом с ней. Это может привести к деформации, что не позволяет работать с металлами толще пяти миллиметров. По этой же причине газовыми аппаратами не проводится соединение внахлест.

Методика и технология газового типа сварки

Технико-технологическое соблюдение работы – важная часть газовой сварки. Получение надежного, ровного шва напрямую зависит от того, как была проведена обработка металла.

Как и при других типах сварных работ, выполнение задачи начинается с подготовительного этапа. Он включает в себя очищение зоны обработки от грязи, лишних включений, неровностей.

Это проводится наждачкой, напильником, металлической щеткой либо шлифмашинкой. Далее подбирается технология обработки.

Существует две противоположных методики:

1. Горелка перемещается слева направо – сначала производится воздействие пламени, потом соединение с присадочным прутком.
2. Горелка перемещается справа налево – сначала применяется пруток, потом пламя, соединяющее края шва.

Второй метод применяется чаще. Он характеризуется более качественным прогревом шва. Однако при первом методе расходуется меньше рабочей смеси, а полезный коэффициент на двадцать процентов больше.

Электроды подбираются в соответствии с толщиной детали, которая будет обрабатываться. Для каждого метода газовой сварки существует своя формула вычисления диаметра прутка.

Для левого метода – d=S/2+1, для правого – d-S/2. S – это показатель толщины металла детали. Он измеряется в миллиметрах.

Способ газового сваривания зависит от толщины детали, ее положения и ширины требуемого шва. Значение также имеет применяемый тип смеси. Опытный работник может устанавливать настройки по своему усмотрению.

Советы

При изучении сути и процессов газового сваривания аппаратами для газовой сварки нужно помнить – этот тип обработки металлов производится при помощи легко воспламеняемых, взрывоопасных веществ.

Это требует от работника осторожности. Он должен быть внимателен к деталям в процессе сварных действий, до них и после. Нельзя допускать толчки, удары баллонов, оставлять включенное оборудование без присмотра.

Сварщику на начале пути изучения работы с аппаратами на газу стоит учитывать пару советов:

1. Тренировочные работы проводи с кислородом и ацетиленом.
2. Пропановой сварке подходит горелка ГЗУЗ-02. Присадочные прутки модели Св08г2с.
3. Не игнорируй подготовительный этап.
4. Газопрессовая обработка требует надежное крепление детали. Используй пресс либо другую гидравлику.

Выбор левого или правого метода газовой сварки зависит от детали и предпочтения сварщика.

Заключение

Для газового типа сваривания применяются горючие газы. Чаще это ацетилен и кислород. Ацетилен имеет заменители (метан, водород и другие).

Тип пламени зависит от пропорций в рабочей смеси. С пропаном лучше работать более опытным сварщикам. Новичкам стоит использовать смесь кислорода и ацетилена.

Подготовительный этап газовой сварки может сыграть ключевую роль в качестве и надежности соединения.

достоинства и недостатки, методы, оборудование

Существуют разные способы соединения металлических деталей. Наиболее эффективной технологией является термообработка, включающая несколько методов. Одним из популярных считается газовая сварка.

Суть процесса

Суть способа газовой сварки заключается в том, что через специальное сопло на рабочие поверхности подаётся раскалённая струя газа. Она нагревает кромки деталей до критических температур, плавит присадочный материал, который закрепляется на сопле или подаётся на место нагрева с другой стороны.

Газ вытесняет воздух с места разогрева. Поэтому не образуется оксидной плёнки. Постепенно металл остывает, детали объединяются воедино. Перед проведением работ, необходимо научиться выбирать газы для сварки:

1. Наиболее популярная смесь — кислород с ацетиленом.
2. Пропан с кислородом.
3. Водород с кислородом.
4. Метан с кислородом.

Для сварки металлических деталей можно использовать любой горючий газ с добавлением кислорода. Однако лучшим вариантом является ацетилен. Связано это с рабочей температурой, которую может обеспечить этот газ — до 3400 градусов по Цельсию. У пропана этот показатель доходит до 2800 градусов.

Достоинства и недостатки

Любой технологический процесс по соединению металлов имеет ряд сильных и слабых сторон. Особенность сварки — сварочный газ медленно нагревает рабочую зону. Это нельзя назвать однозначным плюсом или минусом.

Преимущества:

1. Плавный, равномерный нагрев, который нужен для плавки цветных металлов.
2. Не нужен мощный источник электроэнергии.
3. Возможность контролировать мощность раскалённой струи.
4. Наличие дополнительных контроллеров для переключения режимов работы.

Недостатки:

1. Низкий КПД из-за большого рассеивания тепла при нагревании металла газом.
2. Большая зона нагрева. Невозможно проводить точные работы.
3. Затрачиваемый газ дороже, чем расходуемая электроэнергия для проведения той же работы.
4. Баллоны, резаки, соединительные шланги не удобно транспортировать.
5. Требуется несколько раз попрактиковаться, чтобы научиться делать качественные швы.

Большинство резаков представляют собой ручное оборудование, которое невозможно автоматизировать. Сложности с автоматизацией процесса можно отнести к недостаткам.

Особенности газовой сварки

Газовая сварка металлов имеет ряд нюансов, которые относятся к работе с разными материалами:

1. Для того чтобы соединить детали из низкоуглеродистой стали можно использовать любые газы. Дополнительно важно использовать присадочный материал (стальную проволоку), который содержит малое количество углерода.
2. Чтобы варить чугун, требуется использовать науглероживающее пламя. Оно исключает образование хрупких частиц белого чугуна, которые негативно влияют на показатели прочности, твердости материала.
3. Прежде чем варить легированные стали, требуется разобраться с их составом. Если это жаропрочные материалы, нужно использовать присадочную проволоку. Она должна содержать никель, хром. Некоторые марки легированных сталей требуют применения присадочных материалов с молибденом.
4. Чтобы соединять медные детали, нужно использовать пламя повышенной мощности. Важно учитывать, что медь имеет высокий показатель текучести. Из-за этого требуется выставлять минимальный зазор между заготовками. Дополнительно используется защитный флюс, медная проволока в качестве присадочного материала.
5. Сваривать бронзовые заготовки нужно на восстанавливающем режиме пламени. Важно использовать присадочных материал похожего состава.
6. При работе с латунными заготовками, важно добавлять больше кислорода к горючему газу. Так можно избежать улетучивания олова из состава материала.

Важно учитывать состав свариваемых материалов, чтобы сделать качественный шов.

Область применения

Чтобы понимать, где применяется технология термического соединения металлов, требуется разобраться с тем, какие материалы можно сваривать этим способом:

1. Тонкие листы стали, жести (до 5 мм).
2. Чугун.
3. Цветные металлы.
4. Инструментальная сталь.

Технология и способы газовой сварки

Прежде чем начинать проведение сварочных работ, требуется подготовить рабочие поверхности. Они зачищаются от ржавчины, грязи, налёта. Далее мастеру нужно выбрать технологию газовой сварки. Каждый из отдельных методов имеет определённые особенности выполнения. Способы газовой сварки:

1. Левый способ. Применяется при работе с цветными металлами, легкоплавкими сплавами. Сопло должно перемещаться справа налево.
2. Правый способ. Применяется для легкоплавких металлов. Присадочную проволоку требуется двигать вслед за пламенем.
3. Сквозной валик. Изначально необходимо закрепить листы металла вертикально зазору. Горелкой оплавить кромки. После того как получится отверстие, расплавить его со всех сторон, чтобы получился шов.
4. Многослойная сварка. Чтобы сделать качественный шов, понадобится затратить большое количество газа.
5. Соединение ванночками. Этот метод применяется для закрепления уголков или соединения стыков металлических листов. Важно, чтобы толщина заготовок не превышала 3 мм.

Важно ответственно относится к выбору рабочей смеси. Это может быть смесь кислорода с:

1. Метаном.
2. Пропаном.
3. Ацетиленом.
4. Водородом.

Чтобы варить металлические листы толщиною более 5 мм, необходимо использовать двойной валик. Горелка ведётся правым способом.

Оборудование

Виды оборудования для газовой сварки:

1. Бензино-кислородные.
2. Ацетилено-кислородные.
3. Керосино-кислородные.
4. Пропано-кислородные.

К другим ключевым элементам газосварочного аппарата относятся:

1. Предохранительный затвор. Это деталь обеспечивает безопасность при работе.
2. Баллоны для газов. По ГОСТу они должны быть покрашены в определённый цвет, зависимо от того, что находится внутри.
3. Вентиль устанавливаемый на баллон. Должен изготавливаться из латуни.
4. Редуктор — ключевой элемент оборудования. Обеспечивает надёжное соединение горелки с баллоном.
5. Горелка для подачи рабочей смеси. Существует два вида — ацетиленовая, пропановая. Представляет собой рабочую часть оборудования, на которой располагаются вентили для регулировки подачи газов. Они смешиваются с помощью системы трубок, которые расположены на горелке.

На выходе с резака установлено сопло, через которое готовая смесь подаётся на рабочую поверхность.

Этапы сварки труб

После выбора газа для сварки сварщик должен подготовить оборудование, проверить работоспособность отдельных элементов. Далее начинается проведения работ. Техника газовой сварки представляет собой несколько этапов, которые должны идти последовательно:

1. Подготовка рабочих поверхностей. Они размечаются, зачищаются от налёта, грязи, ржавчины.
2. Начинать соединение отдельных металлических элементов необходимо прихватить их сварочным аппаратом.
3. Выставить заготовки относительно друг друга. Дополнительно провести проверку точности. Начать равномерное нагревание рабочей частью оборудования. После нагрева до начала плавления, металла, резак нужно медленно передвигать по границам будущего шва, подавать в рабочую зону присадочный материал.

С помощью резака можно разделять металлические заготовки на части.

Техника безопасности

Прежде чем начинать работать, важно изучить правила техники безопасности и придерживаться их:

1. Не использовать оборудование рядом с легковоспламеняющимися веществами, жидкостями.
2. Работать только в хорошо проветриваемом помещении. Если же здание не проветривается, делать перерывы во время работы, чтобы сварщик мог подышать свежим воздухом. Желательно использовать респиратор.
3. Важно проверять чтобы элементы оборудования не были испачканы маслом.
4. Для охлаждения сопла рядом должна находиться ёмкость с холодной водой.
5. Подготавливать рабочую зону до начала сварки. Помехи при работе могут привести к травмам, браку заготовок.
6. Использовать защитные очки, специальный сварочный костюм, перчатки.

До начала работ проверять насколько надёжно подключены соединяющие шланги. Не должно быть утечки газа.

Газовая сварка — востребованный способ термического соединения металлических деталей. Перед тем как начинать сварочные работы, требуется ознакомиться с особенностями технологического процесса, подготовить оборудование, свариваемые детали. Чтобы не навредить организму, важно соблюдать правила техники безопасности.

Назначение и применение газа для сварки

Сегодня трудно представить монтажные работы без сварочных операций, использующих специальный газ для сварки в смеси с кислородом.

Схема аргонной сварки.

Благодаря этому получается пламя очень высокой температуры горения, достаточной для надежного скрепления различных деталей и конструкций. Каждый из газов, которые используют в сварочных операциях, обладает своими свойствами и назначением, о которых пойдет речь ниже.

Газовая смесь как источник тепла для сварки

Газовой сваркой называют такой вид сварочных операций, при котором в зоне соединения металлических заготовок расплавление производится за счет воздействия на сварочную ванну пламени, возникающего при окислении тех или иных газов.

Таблица физических свойств газов для сварки.

Таким образом, источником горения является соответствующий газ. В частности, горючими газами может выступать ацетилен, природный и нефтяной газы, водород, бензиновые и керосиновые пары, некоторые другие газы. Как правило, для максимальной эффективности работ формируются газовые смеси для сварки.

В практике газосварочных работ наибольшее распространение получила ацетилено-кислородная смесь, которая обеспечивает самую высокую температуру сварочного пламени.

В сравнении с электродуговой сваркой, газосварка имеет свои преимущества. Она более проста, не требует сложного оборудования и источников электроэнергии. В то же время газосварка менее производительна, чем электродуговая технология, газ нагревает зону больше, чем нужно, для качественного сваривания и не обеспечивает такой прочности свариваемой конструкции, как электросварка. Чаще всего газом пользуются для обработки тонколистовых металлических изделий, чугунных деталей, изделий из меди, алюминия, латуни и ряда других металлов.

Вернуться к оглавлению

Сварка в газовой среде: какой должна быть смесь?

На эффективность сварочного процесса влияет состояние катализатора смеси, в роли которого выступает кислород. От степени его чистоты зависит скорость выполнения работ и качество соединительного шва.

Чтобы получить интенсивное и максимально жаркое пламя горелки, необходимо применение технически чистого кислорода.

Влияние компонентов газа на характеристики сварочного процесса.

Приток именно такого кислорода в пламя придает последнему отличные окислительные и восстановительные характеристики.

Между тем, использование чистого кислорода некоторым образом усложняет процесс. В частности, смешение чистого кислорода с некоторыми горючими газами делает их особенно взрывоопасными, так как они сгорают слишком быстро. Кроме того, работа с чистым кислородом требует, чтобы он хранился в специальных баллонах, что создает дополнительные неудобства.

Альтернативой такому способу является способ использования неочищенного (атмосферного) кислорода. Он более взрыво- и пожаробезопасен, но сварочные операции с его применением менее эффективны. Так как в окружающем воздухе кислород занимает не более 20% объема, смесь атмосферных газов не может обеспечить очень высокую температуру горения. По этой причине процедура сварки значительно замедляется.

Вернуться к оглавлению

Кислород – обязательный компонент газовой сварки

Для газосварочных работ кислород выделяют из окружающего воздуха, сильно охлаждая газовую смесь. Иногда чистый катализатор получают методом электролиза из обыкновенной воды.

Технический кислород, предназначенный для газовой сварки, в соответствии с государственным стандартом делится на 3 сорта:

• I сорт – содержание чистого кислорода не менее 99,7%;
• II сорт – не менее 99,5%;
• III сорт – не менее 99,2%.

Классификация основных видов сварки.

Остальную очень незначительную часть объема технического кислорода составляет аргон, азот, водяные пары.

При работе с техническим кислородом необходимо всегда помнить о его основных свойствах, располагающих к активному горению.

В частности, сжатый кислород следует ограждать от соприкосновения с различными жирами и маслами, которые в этом случае способны самовозгораться или вызвать взрыв. Особую пожарную опасность представляют собой горючие пористые материалы вроде угля, сажи, ваты, войлока и некоторых других.

Будучи по какой-то причине пропитанными жидким кислородом, они становятся настоящей опасной взрывчаткой.

Вернуться к оглавлению

Горючие газы и их использование в сварочных работах

В перечень горючих газов, применяемых в промышленной газосварке, входит несколько наименований. Газосварщики могут работать с ацетиленом, пропаном, бутаном, водородом, керосином, бензолом, бензином, а также с их смесями.

Но самым распространенным и практичным в этой роли признан ацетилен – газообразное соединение углерода и водорода (С₂Н₂). Соединяясь с кислородом, он дает оптимально высокую для сварочного процесса температуру горения – 3100-3200°С.

Температура горения горючих газов.

Указанный горючий газ для сварки бесцветен, однако отличается очень резким, хорошо узнаваемым запахом. Каждому работнику, имеющему дело с ацетиленом, необходимо помнить, что технический ацетилен при продолжительном вдыхании может вызвать головокружения и даже опасные отравления.

Следует также иметь в виду, что ацетилен сам по себе взрывоопасен при ускоренном нагревании до 450°С и при атмосферном давлении, превышающем показатель в 1,5 кгс/см², если его концентрация в воздушной смеси составляет от 2,2% до 93%.

Наряду с ацетиленом, в сварочном деле применяются и его заменители. Такими веществами могут быть как некоторые другие газы, так и ряд жидкостей. В частности, природный газ или пропан-бутан могут применяться при сварочной обработке тонких стальных листов.

Вернуться к оглавлению

Использование защитных газов для большего эффекта сварки

При выполнении работ на электродуговой сварке нередко в качестве дополнительного подспорья применяются так называемые защитные газы. В их число входят как активные газы (например, углекислый газ, азот, водород), так и инертные газы (аргон, гелий).

Расчет расхода защитного газа при сварке.

Назначение защитных газообразных веществ – создавать оптимальную физическую среду в сварочной ванне. Благодаря этим газам расплав получается качественным, равномерным. При этом сам сварочный процесс существенно ускоряется, а соединительный шов выходит прочным и с необходимыми технологическими параметрами.

Процесс сварки в газовой защитной среде выглядит довольно просто. С помощью специального сопла газовой горелки под заданным давлением к месту действия сварочной дуги направляется смесь газов, из которой образуется защитная среда. Как правило, для создания данной газовой среды (при выборе сварки полуавтоматом) смешивают какой-либо инертный газ и углекислый газ.

Метод сварочных работ, при котором используется защитный газ для сварки, в настоящее время широко применяется как в промышленности, так и в домашних условиях. Для качественной и безопасной работы следует особое внимание обратить на выбор соответствующего надежного оборудования. Отметим, что, видя спрос на такие устройства, многие ведущие фирмы освоили производство высококачественных полуавтоматов (можно, например, вспомнить в связи с этим популярную марку электро- и газосварочного оборудования МПТК).

Вернуться к оглавлению

Некоторые особенности использования газовых смесей для сварки

Для того чтобы добиться заданных характеристик сварочного шва и соединения разных заготовок, уменьшить разбрызгиваемость расплавленного металла, сварщики активно применяют различные сочетания нескольких газов в одной смеси. Свойства смеси всегда зависят от процентного соотношения составляющих ее веществ.

Главным требованием к газовым смесям является ограниченное содержание в них вредных компонентов и примесей. К таковым относится водород, азот и некоторые другие вещества. Их избыток ведет к ухудшению качества шва.

В частности, при перенасыщенности смеси водородом во время сварки формируется пористая структура свариваемого металла. Происходит это в момент остывания (ниже 200°С) и кристаллизации металлического расплава. К пористости и уменьшению пластичности материала приводит и применение смеси с избытком азота в ней.

Отрицательно воздействуют на свариваемый металл и водяные пары, содержащиеся в газовой смеси. Дело в том, что из-за высокой температуры вода разделяется на водород и кислород. Водород, как уже было отмечено, сразу же вступает в реакцию с металлом и делает его пористым.

Как можно заметить, от газов и их смесей, от правильности их составления во многом зависит качественный результат всей сварочной операции.

Какие газы используются при газовой сварке

Газовая сварка: какие газы используются

Газовая сварка — плавление кромок соединяемых деталей в высокотемпературном пламени горелки с формированием шва. Выбор газа для сварки зависит от множества факторов:

• соединяемого металла;
• желаемой формы шва;
• типа газового оборудования;
• условий работы;
• свойств химического состава;
• необходимой температуры плавления.

Давайте перечислим, какие газы используются в газовой сварке: это может быть ацетилен, МАФ, пропан, бутан, бензол, керосин, кислород, коксовый и углекислый газы и другие. Наиболее активно используется ацетилен, который при наличии кислорода дает температуру в 3 тысячи градусов.

Ацетилен

Чистый ацетилен (С2Н2) — бесцветный, с резким запахом чеснока, оставляющий сладковатый привкус во рту при вдыхании. Он легкий (легче воздуха) и достаточно вредный для человека. Ацетилен можно получать либо на месте (соединять карбид кальция с водой), либо везти его готовый в газовых баллонах. Карбид кальция — это твердое кристаллическое вещество, образуется путем плавления извести и кокса при температуре 19002300С. При больших объемах работ выгодно, когда используются ацетиленовые генераторы, в остальных же случаях удобно забирать ацетилен из баллонов. К преимуществам этого газа можно отнести высокую температуру горения, простоту получения, удобство регулирования. К недостаткам относят его взрывоопасность и немалую стоимость.

Заменители ацетилена

К газам-заменителям С2Н2 относятся пропан и пропан-бутановая смесь, водород, коксовый газ, бензин, керосин. Они обладают достаточно высокими теплотворными способностями. Однако для качественной работы требуется больше кислорода, а t пламени при этом все равно ниже, чем у ацетилена. Поэтому пропан, бутан и другие варианты используются чаще при изготовлении металлоконструкций из цветных, легкоплавких металлов. Сталь соединить ими трудно.

Кислород

Это катализатор горения, который должен использоваться при газовой сварке независимо от выбранного газа. Подаваемый в горелку кислород в идеале должен быть абсолютно чистым. От этого зависит максимальная температура, которая образуется во время работы, что влияет на качество швов. Технический кислород имеет 3 сорта чистоты: от 99,7% до 99,2%. Чем он качественнее, тем выше скорость газовой сварки и меньше расход.

Газообразный кислород бесцветный и прозрачный, без запаха и вкуса, тяжелее воздуха. Его получают при помощи глубокого охлаждения из воздуха, либо методом электролиза из воды. Он может храниться и использоваться в газообразном состоянии в баллонах или в танках, в жидком виде. При избытке О2 шов металла окисляется, что снижает прочность изделия. Поэтому важно контролировать процентное соотношение газообразных веществ.

Углекислый газ

Углекислый газ (СО2) имеет сильный запах и ярко выраженные окислительные свойства. Хорошо растворяется в воде и весит в полтора раза больше воздуха. Различают 3 сорта вещества, которые используются при соединении чугунных, углеродистых металлов и сплавов, коррозийных сталей и низколегированных конструкций.

Защитные элементы

При газовой сварке используются также инертные газы, которые служат защитой сварочной ванны от воздуха. Они не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем, у них нет цвета и запаха.

• Аргон. Негорючий, тяжелее воздуха в 1,5 раза. Высший сорт используется для аргонодуговой сварки активных, редких металлов и сплавов. Первый подходит для алюминиевых и стальных изделий.
• Гелий. Легче воздуха. Рекомендуется для газовой сварки чистых и активных металлов, а также алюминия и стали.
• Азот. Применяется для меди и сплавов из нее. Различают 4 сорта азота с разной долей содержания вещества.

Улучшают процесс и качество шва при изготовлении металлоконструкций сварочные смеси: гелий с аргоном, аргон с кислородом или/и углекислым газом-помощником и другие.

отличие инертных от активных, особенности аргона, ацетилена, кислорода и их смесей, какой из них выгоднее использовать? – Газовая сварка на Svarka.guru

Бесполезная, на первый взгляд, металлическая субстанция, которая реагировала с воздухом, показывала низкий КПД и производительность в сравнении с другими методами соединения и обработки поверхностей.

Переломный момент произошёл в тот момент, когда человек начал варить металл в защитной газовой среде, с целью повысить скорость работы и качество конечного изделия.

Особенности

Большинство газов, которые применяются в ходе сварки активны, то есть не реагируют ни с металлом ни с воздухом, поэтому и называются «защитными». Они создают оболочку вокруг рабочих поверхностей, чтобы расплавленный металл попадал только в место назначения.

Нередко используются и инертные газы, которые являются ингибиторами негативного влияния окружающей среды.

Разновидности

• Смесь аргона с 1—5% кислорода. Применяется для сварки с плавящимися электродами. Подойдёт для и легированных сплавов и сталей с низким содержанием углерода. Добавление кислорода к аргону снизит критический ток, обеспечит защиту от появления пор, улучшит форму шва.
• Смесь аргона с 10—25% углекислого газа. Задействуют для варке плавящимися электродами. Включение углекислого газа при сварке углеродных сталей позволит избежать пор, немного повысит стабильность дуги и обеспечит надежную защиту для зоны сварки. При наличии сквозняка, улучшит форму шва при сварке тонких металлических листов.
• Смесь аргона с углекислым газом (до 20%) и 5% кислорода. Применяется для сварки плавящимися электродами для углеродистых и легированных сталей. Добавление активных газов улучшит стабильность дуги, процесс формировки швов и предупредит пористость.
• Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%). Используется при сварке плавящимися электродами углеродной стали.Такая комбинация имеет повышенную способность окисляться, что обеспечивает глубокую проплавку и красивую форму шва, а так же, предохраняет шов от появления пор.

Активные и инертные

Чтобы получить качественный металлический шов, применяются разные способы защиты. Например, газо-шлаковая или газовая защита, которая спасает от действия кислорода и азота в воздухе и обеспечивает расплавленное покрытие флюсом, что улучшает качество шва.

Газы делятся на две группы:

• химически инертные;
• химически активные.

Газы из 1 группы не взаимодействует с нагретым и расплавленным металлом и практически не растворяются в них. Для использования этих защитных газов дугувым методом, можно применять плавящиеся и неплавящиеся электроды. Защитные газы 2 группы обеспечивают защиту в зоне сварки, но они либо растворяются в жидком металле, либо вступают в реакцию с воздухом и нейтрализует его пагубное воздействие.

Рассмотрим конкретные газы, которые применяются в сварке. Наиболее распространённые из них это:

• Аргон. Химический элемент 8 группы в таблице Менделеева. Аргон добывают из воздушной атмосферы, так как этот источник никогда не кончится. Аргон не вступают в хим.реакцию и после использования опять возвращается в атмосферу. Он бывает трёх сортов:
  • высшей,
  • 1й категории
  • 2й категории.
• Содержание аргона в них, соответственно равно 99,99%, 99,98%, 99,95% сотых процентов. Примеси, которые составляют остальное процент — это Кислород, Азот, Влага. Аргон гарантирует хорошую защиту сварочной ванны (это зависит от назначения и содержания азота), а именно от сорта. Для газовой сварки могут использовать смесь аргона с другими газами, например кислородом или с углекислым газом. Хранить и транспортировать аргон нужно под давлением. Иногда допускается перевозка в жидком виде и последующая газификация.
• Ацетилен имеет углеродный состав с тройной углеродной связью. Он добывается способом кальцинирование карбида и гидрогена, благодаря этому он очень распространён в качестве горючего газа для сварки при повышенных температурах. Горение ацетилена приводит к тому, что выделяются твердые частицы углерода, которые светятся. Свет может быть как жёлтым так и белым. Это позволяет, в отличии от кислорода, применять ацетилен как наполнитель для газовых фонарей.
• Транспортировать и хранить его нужно в баллонах под давлением 1,6 мПа или в жидком. Он взрывоопасен, если вступит в связь с кислородом.
  При высоком давлении. Посмотрим на конкретные характеристики этого газа. Первое, что бросается в глаза — это самая высокая температура горения среди всех сварочных газов. Возможность получать ацетилен из генераторов и приобретать его более качественный состав делает его практически незаменимым. В сравнении с другими горючими газами, он является наиболее выгодным. Его недостатки:
  • высокая взрывоопасность
  • большая загазованность помещения в процессе работы
  • возможность появления дефектов (пережог, перегрев тонких металлических поверхностей).
• Кислород (при нормальных условиях) – газ, который не имеет цвета, вкуса и запаха, активно поддерживает процессы горения. Он незначительно тяжелее воздуха и плохо растворим в воде и спиртовой среде. При охлаждении становится прозрачной голубоватой жидкостью без запаха. Для сварки его используют часто, но качество шва, грубо говоря, черновое. Получить аккуратный стежок и хорошую детализацию — не так уж и просто, так как радиус разбрызгивания и рассеивания весьма большой. Главное преимущество- низкая цена и доступность.ВАЖНО! Учитывая обилие режимов сварки и автоматов для сваривания, практически любой газ может применяться эффективно. Вся разница будет заключаться в расходах энергии и топлива.

Горючие газовые смеси

В ходе разработки сварочного алгоритма также рассчитывают газовую смесь, которая подойдёт оптимальным образом. Активный основной газ смешиваю с инертным, в пропорции 90/10.

Самые популярные пары:

• аргон и углекислота;
• аргон и кислород;
• аргон и гелий;
• аргон и водород;
• аргон и активные газы.

Могут применяться и другие смеси, которая содержат в себе углекислоту, водород, углерод, гелий. В частности, они используются для обработки редких металлов и в тех случаях, когда нужно получить высокое качество сварочного шва, но пожертвовать временем, так как подготовка к сварочному процессу регулировка скорости подачи электрода, давления, требует времени. Также скорость сварки будет значительно ниже, чтобы в случае неисправности не испортить деталь.

Что использовать для резки?

Резка предполагает абсолютно другой принцип использования газа. Здесь нужно использовать те же газы, какие вступают в реакцию с кислородом с металлом, для того, чтобы как можно быстрее разрушать рабочую поверхность.

• Кислород. Самый дешёвый, но, в то же время, самый неэффективный газ.
• Ацетилен. Оптимальный выбор для всех типов сварки. Не подойдёт для слишком тонких поверхностей.
• Псевдо-ацетилен или его заменители. Не дешёвый вариант, особенно, если речь идёт о больших партиях. Обеспечивает премиальное качество и высокую скорость работы.

Полезное видео

Очень хорошую подробную лекцию по газам для сварки можно посмотреть в следующем видео:

Заключение

Только так достигается максимальная эффективность. Каждый производитель будет нахваливать свой газ и будет убеждать покупателя, что он эффективнее других, но это не более, чем маркетинговая уловка. Как гласит пословица: «7 раз отмерь и один раз отрежь», а в нашем случае «7 раз рассчитай, один раз свари»!