Кислород для сварки: Применение кислородных баллонов в сварке – Свойства кислорода и способы его получения

Содержание

Применение кислородных баллонов в сварке

Применение кислородных баллонов в сварке

баллоны для сваркиКислород – это один из важнейших газов для сварочного производства. Для резки и сварки кислород используется в газообразном состоянии, поступающий из баллонов. Газообразный технический кислород по ГОСТу  5583-78 производиться первого и второго сорта. Баллон с этим газом окрашен в голубой цвет и имеет черную надпись «Кислород». Основой смеси для сварки является углекислый газ и кислород, способствующий улучшению окисления и повышению температуры.  Во время сварки углекислым газом повышается степень разбрызгивания расплавленного металла. Эти брызги привариваются к объекту сварки и в дальнейшем требуют трудоемкой и длительной зачистки. Использование кислорода во время сварки уменьшает разбрызгивание металла, снижает риск приваривания брызг к основному металлу, а также стабилизирует устойчивость горения дуги, способствует формированию более ровного, не бугристого шва. Оптимальный состав смеси углекислого газа и кислорода в пропорции 7080% на 3020% позволяет обеспечить гладкий и ровный шов, а также улучшает его плотность, благодаря глубокому проплавлению стали. В этом случае на поверхности сварочного шва образуется слой тонкой шлаковой корки, удалив которую шов получает серебристый цвет.

Сварка при помощи углекислоты и кислорода

СваркаСварка при помощи углекислого газа и кислорода возможна в любом пространственном положении. Смесь углекислого газа и кислорода в промышленности не выпускается, поэтому смешивание газов производиться исключительно в момент сварки. Технология сварки с использованием кислорода в баллонах подбирается в зависимости от вида стали и тех требований, которые предъявляются к изделию. Перед началом сварочных работ необходимо установить баллон с кислородом в месте, где нет прямого попадания солнечных лучей. Прежде чем присоединять редуктор к кислородному баллону, необходимо проверить исправность работы штуцера входного, а также накидной гайки у редуктора. В случае наличия на их поверхности жиров, масел, акалины, песка или пыли, удалить все загрязнения. Также следует убедиться в исправной работе фибровой уплотняющей прокладки и наличии фильтра на штуцере редуктора. Непосредственно во время сварки баллон с кислородом должен располагаться на расстоянии не менее пяти метров от источника тепла. Во время снятия колпака предохранителя с баллона, не допускается воздействовать на него ударами инструментов, которые могут вызвать искру. Ни в коем случае не следует резко открывать или закрывать вентиль кислородного баллона, чтобы не допустить самовоспламенения газа. Категорически запрещено транспортировать кислородный баллон на плечах и руках, а также допускать его падение. По окончании сварочных работ редуктор должен быть отсоединен от баллона, вентиль его плотно закручен, а также навинчен колпак предохранитель.

Каталог кислородных баллонов нашей компании

Свойства кислорода и способы его получения

При газовой сварке и резке нагрев металла осуществляется высокотемпературным газовым пламенем, получаемым при сжигании горючего газа или паров жидкости в смеси с технически чистым кислородом.

Кислород является самым распространенным элементом на земле, встречающимся в виде химических соединений с различными веществами: в земле — до 50% по массе, в соединении с водородом в воде — около 86% по массе и в воздухе — до 21% по объему и 23% по массе.

Кислород
при нормальных условиях (температура 20°С, давление 0,1 МПа) — это бесцветный, негорючий газ, немного тяжелее воздуха, не имеющий запаха, но активно поддерживающий горение. При нормальном атмосферном давлении и температуре 0°С масса 1 м
3
кислорода равна 1,43 кг, а при температуре 20°С и нормальном атмосферном давлении — 1,33 кг.

Кислород имеет высокую химическую активность, образуя соединения со всеми химическими элементами, кроме инертных газов (аргона, гелия, ксенона, криптона и неона). Реакции соединения с кислородом протекают с выделением большого количества теплоты, т. е. носят экзотермический характер.

При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с органическими веществами, маслами, жирами, угольной пылью, горючими пластмассами может произойти их самовоспламенение в результате выделения теплоты при быстром сжатии кислорода, трении и ударе твердых частиц о металл, а также электростатического искрового разряда. Поэтому при использовании кислорода необходимо тщательно следить за тем, чтобы он не находился в контакте с легковоспламеняющимися и горючими веществами.

Всю кислородную аппаратуру, кислородопроводы и баллоны необходимо тщательно обезжиривать. Кислород способен образовывать в широких пределах взрывчатые смеси с горючими газами или парами жидких горючих, что также может привести к взрывам при наличии открытого огня или даже искры.

Отмеченные особенности кислорода следует всегда иметь в виду при использовании его в процессах газопламенной обработки.

Атмосферный воздух в основном представляет собой механическую смесь трех газов при следующем их объемном содержании: азота — 78,08%, кислорода — 20,95%, аргона-0,94%, остальное — углекислый газ, водород, закись азота и др. Кислород получают разделением воздуха на кислород и азот методом глубокого охлаждения (сжижения), попутно идет отделение аргона, применение которого при аргонодуговой сварке непрерывно возрастает. Азот применяют как защитный газ при сварке меди.

Кислород можно получать химическим способом или электролизом воды. Химические способы малопроизводительны и неэкономичны. При электролизе воды постоянным током кислород получают как побочный продукт при производстве чистого водорода.

В промышленности кислород получают из атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения и ректификации. В установках для получения кислорода и азота из воздуха последний очищают от вредных примесей, сжимают в компрессоре до соответствующего давления холодильного цикла 0,6-20 МПа и охлаждают в теплообменниках до температуры сжижения, разница в температурах сжижения кислорода и азота составляет 13°С, что достаточно для их полного разделения в жидкой фазе.

Жидкий чистый кислород накапливается в воздухоразделительном аппарате, испаряется и собирается в газгольдере, откуда компрессором его накачивают в баллоны под давлением до 20 МПа.

Технический кислород транспортируют также по трубопроводу. Давление кислорода, транспортируемого по трубопроводу, должно быть согласовано между изготовителем и потребителем. К месту сварки кислород доставляется в кислородных баллонах, и в жидком виде — в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией.

Для превращения жидкого кислорода в газ используют газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кислорода. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С 1 дм3 жидкого кислорода при испарении дает 860 дм3 газообразного. Поэтому доставлять кислород к месту сварки целесообразно в жидком состоянии, так как при этом в 10 раз уменьшается масса тары, что позволяет экономить металл на изготовление баллонов, уменьшать расходы на транспортировку и хранение баллонов.

Для сварки и резки по ГОСТ 5583-78 технический кислород выпускается трех сортов:

  • 1-й — чистотой не менее 99,7%
  • 2-й — не менее 99,5%
  • 3-й — не менее 99,2% по объему

Чистота кислорода имеет большое значение для кислородной резки. Чем меньше содержится в нем газовых примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше расход кислорода.

Кислородная сварка

Кислородная сварка

Технология кислородной сварки появилась еще в середине прошлого и не утратила своей актуальности и в настоящее время. Из преимуществ такой газовой кислородной сварки можем отметить ее отличное качество соединения, простоту выполняемых работ и доступность оборудования. При выполнении такой газовой кислородной сварки необходимо использовать специальную смесь из ацетилена и кислорода. В результате получается дуга с высокой температурой, которая с легкостью расплавляет металлы, обеспечивая прочные соединения на молекулярном уровне.

Кислородная сварка

Подобные технологии нашли широкое распространение в промышленности и при необходимости выполнения больших объемов сварки. Отметим, что, несмотря на свою простоту, сегодня такая кислородная сварка используется также многочисленными автопроизводителями при изготовлении современных автомобилей. Подобное доказывает отличное качество такого выполненного при помощи этой технологии соединения. В то же время, необходимо сказать, что возможность выполнения кислородной сварки металлических изделий возможно лишь в том случае, если используется надежное оборудование, позволяющее на месте готовить водородно-кислородную смесь.

Оборудование для сварки

Сварочное оборудование состоит из следующих элементов:

Кислородная сварка
  • Горелка.
  • Кислородные трубки.
  • Редукторы давления.
  • Два баллона с газом.

Используются максимально прочные кислородные баллоны для сварки, в которых под высоким давлением закачен ацетилен и кислород. С помощью соответствующих редукторов на емкостях сварщик самостоятельно готовит кислородную смесь, которая по соответствующим трубкам подается в горелки и в последующем поджигается, позволяя выполнять сварочные работы.

Кислородная сварка

Необходимо сказать, что качеству используемого оборудования для кислородной сварки необходимо уделить максимум внимания. Дело в том, что кислород и ацетилен в баллонах находятся под высоким давлением, и использование неисправного оборудования или же неправильная работа редукторов способна привести к мощному взрыву газа. Поэтому в обязательном порядке при выполнении данных работ проверяют уровень давления в баллонах, качество редукторов, а к такой кислородной сварке допускаются только специалисты, имеющие соответствующий опыт работы.

В последние годы популярности стали пользоваться автоматизированные установки для кислородной сварки, в которых автоматика определяет оптимальное соотношение кислорода и ацетилена, полностью управляя работой редуктора. Тем самым обеспечивается максимальное качество выполняемых сварочных работ и полная безопасность работы с газом.

Кислородная сварка

Способы ацетилен кислородной сварки    

В настоящее время распространение получили следующие способы сварки:

Кислородная сварка
  • На себя.
  • Сварка с флюсом.
  • От себя.

В том случае, если сварка проводится в таких условиях, когда горелка направлена к соединяемым металлическим элементам под углом приблизительно 400-450 градусов, используется способ сварки «На себя». Сварочный электрод движется вместе с электродом и расплавляемым местом. При этом наконечником  горелки необходимо выполнять полукруговые и круговые движения в сварочном шве. Электрод по месту нагрева должен двигаться наружу и внутрь. В итоге подобная технология работ позволяет получить прочное и ровное соединение с равномерным распределением тепла по шву.

Кислородная сварка

Технология сварки с флюсом получила сегодня широкое распространение, что объясняется возможностью воздействия на свариваемые металлы низкой температуры. В качестве электродов используются металлы, температура плавления которых несколько ниже, нежели чем у соединяемых металлов. Наибольшее распространение из таких электродов получили латунные и бронзовые стержни. Во время сварки металлические элементы разогревают до температуры плавления электрода, после чего за счет так называемого папиллярного эффекта электродом плотно заполняют шов, обеспечивая надежное и прочное соединение.

Флюс при выполнении такой работы позволяет обезжирить и очистить поверхности. Именно за счет использования флюса и обеспечивается диффузия и папиллярный эффект. Использование качественных флюсов станет гарантией отличной кислородной сварки различных по своим показателям тугоплавкости металлов. Отметим одну из особенностей данной технологии, которая подразумевает сваривание металлических изделий при низких температурах. Однако подобное приводит к нескольким большему расходу ацетилена и кислорода.

Кислородная сварка

Сварка по технологии “От себя” подразумевает также одновременное движением расплавляемого места и электрода. Подобная технология работы используется для соединения элементов, выполненных из толстой стали. Необходимо в процессе работы поддерживать газовой горелкой постоянную температуру сварочного пятна. Это позволяет расплавлять электрод и основной металл непосредственно в шве, в результате чего возникает взаимопроникающая единая масса, полностью заполняющая пространство свариваемых деталей. Тем самым гарантируются максимально качественные и прочные соединения.

Необходимым условием качественной работы по технологии «От себя» является взаимопроникновение расплавляемых свариваемых металлов. Добиться подобного можно лишь правильным выбором рабочей температуры, Для чего необходимо соответственным образом выбирать состав рабочей кислородной смеси. Для уменьшения зазоров между поверхностями их предварительно нагревают, что в свою очередь гарантирует качество их соединения. Лишь после такого предварительного нагрева в соединительный шов вставляют электрод и начинают его расплавление.

Кислородная сварка

Контроль температуры во время ацетиленокислородной сварки

В процессе работы газовая горелка настраивается на пламя минимальной эффективности. При этом в последующем возможно регулировки интенсивности горения, что в свою очередь позволяет сварщику изменять рабочую температуру. Соответственно  данная технология подходит для работы с металлом, который различается по своим показателям температуры плавления.

Кислородная сварка

Еще одним несомненным преимуществом данной технологии является плавный и равномерный нагрев свариваемых деталей и припоя. Тем самым исключается образованием температурных трещин, которые ухудшают качество выполненного соединения. Следует сказать, что такая газовая сварка кислородом не представляет сложности и обучиться ее выполнению можно буквально за несколько часов.

Кислород не такой безопасный, как кажется

Кислород не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Является не токсичным, не взрывоопасным и не горючим, но поддерживающим горение газом. На первый взгляд он кажется полностью безопасным, но необходимо помнить, что кислород — сильный окислитель, который увеличивает способность материалов к горению и его активность возрастает с ростом давления и температуры.

В чистом кислороде горение происходит гораздо интенсивнее, чем в воздухе, и чем выше давление, тем быстрее горение. Негорючие или трудно поддающиеся возгоранию, в обычных условиях, материалы моментально загораются в атмосфере чистого кислорода

Например: при контакте с маслами, жирами, горючими пластмассами, угольной пылью, ворсинками органических веществ и т.п. чистый кислород способен окислять их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. И в дальнейшем может послужить причиной пожара.

Источником воспламенения может служить теплота, выделяющаяся при быстром сжатии кислорода (поскольку реакция носит экзотермический характер и протекает с выделением большого количества теплоты), трение или удар твердых частиц о металл, а также электростатический искровой разряд в струе кислорода и другие явлениями. Имели место случаи взрыва наполненного баллона в результате резкого удара о металлические предметы при низкой температуре.

По этой причине цилиндры кислородного компрессора смазывают дистиллированной водой, в которую добавляют 10% глицерина. Кроме того, поршневые кольца компрессоров для накачивания кислорода изготавливают из графита или другого антифрикционного материала работающего без смазки и не загрязняющего кислород органическими примесями.

Если в кислороде присутствует избыток влаги, внутренняя стенка баллона начинает подвергаться коррозии. В результате образуются рыхлые массы гидратов оксида железа (Fe(OH), Fe(OH)2, Fe(OH)3) в которые свободно проникает кислород, что содействует распространению коррозии вглубь стенки.

Если баллоны наполнены сухим кислородом, то происходит очень медленное окисление железа в тонком поверхностном слое. В результате образующиеся окислы покрывают стенку сплошной пленкой препятствующей дальнейшему процессу окисления. Практика показывает, что при отсутствии влаги в баллоне даже после 20 лет эксплуатации не наблюдается заметной коррозии металла на внутренней стенке.

В процессе газовой сварки или газовой резки в конце опорожнения баллона из-за низкого давления кислорода возможно перетекание горючего газа (ацетилена, пропана, метана) находящегося в баллоне под более высоким давлением, что приводит к образованию взрывоопасной смеси взрывающейся при обратном ударе. Поэтому при наполнении баллоны очень тщательно проверяют на наличие в них посторонних газов.

Горючие газы и пары образуют с кислородом смеси, обладающие весьма широкими пределами взрываемости при воспламенении. Взрывная волна распространяется в таких смесях с очень большой скоростью (3000 м/с и выше), когда взрыв сопровождается детонацией.

Различные пористые органические вещества, такие, как угольная мелочь и пыль, сажа, торф, шерсть, ткани из хлопка и шерсти и т. п. будучи пропитаны жидким кислородом, образуют так называемые оксиликвиты, при воспламенении которых вследствие детонации происходит сильный взрыв.

В кислороде могут загораться и углеродистые стали при достаточном количестве тепла в месте соприкосновения и незначительной массе металла (например, при трении тонких пластин о массивные детали машин, наличии частиц окалины, стружки или железного порошка).

Для предотвращения возможности возникновения пожара необходимо строго следить, чтобы объемная доля кислорода в рабочих помещениях не превышала 23%.

Несмотря на то, что человеку жизненно необходим кислород, но при длительном вдыхании чистого кислорода происходит поражение органов дыхания и легких с возможным последующим летальным исходом.

В статье Кислород – рождающий кислоты мы писали о том, что жидкий кислород имеет низкую температуру, поэтому при попадании на кожу или в глаза он вызываем моментальное обморожение.

Симптомы у человека при недостатке кислорода в воздухе

Нормальное содержание кислорода в воздухе находится в пределах 21%. При понижении количества кислорода в результате сгорания или вымещения инертными газами (аргон, гелий) возникает недостаток кислорода, последствия, и симптомы которого указаны в таблице ниже.

Содержание кислорода (% по объему)

Последствия и симптомы (при атмосферном давлении)

15-19%

Снижение работоспособности. Может произойти нарушение координации. Первые симптомы могут проявиться у людей с нарушением коронарного кровообращения, общего кровообращения или работы легких

12-14%

Затруднение дыхания, учащение пульса, нарушение координации и восприятия.

10-12%

Еще более глубокое и учащенное дыхание, потеря здравомыслия, посинение губ. При нахождении в атмосфере, содержащем 12% и менее кислорода, потеря сознания происходит внезапно и так быстро, что у человека не остается времени на то, чтобы предпринять какие-то меры.

8-10%

Нарушение мыслительной деятельности, обморок, потеря сознания, мертвенно-бледное лицо, синие губы, рвота.

6-8%

8 мин — 100% летальный исход; 6 мин — 50%; 4-5 мин — возможно спасение жизни с медицинской помощью.

4-6%.

Через 40 секунд — кома, конвульсии, прекращение дыхания, смерть.

При наличии вышеуказанных симптомов пострадавшего следует быстро вынести на свежий воздух и дать ему подышать кислородом или сделать искусственное дыхание. Необходима немедленная медицинская помощь. Ингаляция насыщенного кислородом воздуха должна проводиться под наблюдением врача.

Правила безопасности при использовании, хранении и транспортировке кислорода

  • Необходимо внимательно следить за тем, чтобы кислород не находился в контакте с горючими легковоспламеняющимися веществами.
  • Следить за тем, чтобы не было утечка кислорода в воздух, поскольку даже при незначительном увеличении количества кислорода в воздухе может произойти самовозгорание горючих материалов или волос на теле, одежде и т.п.
  • Все лица, в том числе и сварщики, работающие с кислородом никогда не должны надевать рабочую одежду, на которых присутствуют следы смазки или масла.
  • Запрещено применение кислорода вместо воздуха для запуска дизельного двигателя.
  • Запрещено использование кислорода с целью удаления пыли с рабочей одежды. При случайном попадание избыточного объема кислорода на одежду потребуется много времени для его выветривания, вплоть до нескольких часов.
  • Запрещено применение кислорода для освежения воздуха.
  • Вся кислородная аппаратура, кислородопроводы и баллоны необходимо тщательно обезжиривать. В процессе эксплуатации исключить возможность попадания и накопления масел и жиров на поверхности деталей, работающих в контакте с кислородом.
  • Оборудование, работающее в непосредственном контакте с кислородом не должно содержать пыль и металлические частицы во избежание самовозгорания.
  • Перед проведением ремонтных работ или освидетельствованием трубопроводов, баллонов, стационарных и передвижных реципиентов или другого оборудования, используемого для хранения и транспортирования газообразного кислорода, необходимо продуть все внутренние объемы воздухом. Разрешается начинать работы только после снижения объемной доли кислорода во внутренних объемах оборудования до 23%.
  • Запрещается баллоны, автореципиенты и трубопроводы, предназначенные для транспортирования кислорода, использовать для хранения и транспортирования других газов, а также производить какие-либо операции, которые могут загрязнить их внутреннюю поверхность.
  • При погрузке, разгрузке, транспортировании и хранении баллонов должны применяться меры, предотвращающие их падение, удары друг о друга, повреждение и загрязнение баллонов маслом. Баллоны должны быть защищены от атмосферных осадков и нагрева солнечными лучами и другими источниками теплоты.

Все вышеуказанные свойства и особенности кислорода нужно иметь в виду при его использовании, хранении и транспортировке.

Кислород. Роль кислорода в процессе газовой сварки

Газовая сварка – это метод газопламенной обработки различных металлов

При этом происходит целый ряд технических процессов, которые подразумевают под собой обработку свариваемой поверхности при помощи газового пламени высокой температуры. Для достижения высоких температур необходимы активаторы горения, такие как технический газ кислород. Кислород отличается высокими окислительными свойствами, которые воздействуют на температуру горения других технических газов, применяемых в процессе сварки. Среди этих газов находятся пропан, бутан и ацетилен. Для производства высококачественного сварочного процесса необходимо создание специально смесь технических газов. При этом горение обеспечивает технический горючий газ, а обеспечение высокой температуры горения ложиться на свойства кислорода. Для этого необходима организация процесса окисления кислородом горючего газа. Для газовой сварки допускается применение только технически чистого кислорода. Его чистота должна быть не ниже 98,5 процентов. Меньшая чистота технического кислорода недопустима.

Стадии горения горючего технического газа

При сварке различают насколько стадий горения горючего технического газа. В первую очередь происходит возгорание в результате подогрева газовой смеси. При этом наблюдается процесс частичного распада горючего технического газа. Температура горения на этой стадии составляет около полутора тысяч градусов. Этого недостаточно для производства сварочных работ. Вторая стадия горения сопровождается активными окислительными процессами за счет технического кислорода. На этой стадии кислород подается в сопло из специального баллона. На этой стадии достигается максимальная температура горения. Стоит понимать, что на этой стадии газы, которые подаются к сварочной поверхности кроме нагревательных свойств, обладают и высокими восстановительными свойствами за счет воздействия с окислами практически всех известных металлов. Поэтому эта стадия горения носит еще название восстановительной. На этой стадии не происходит качественного изменения уровня содержания углерода в составе свариваемых поверхностей. Третья стадия горения происходит за счет сгорания остаточных технических горючих газов в кислородной среде. На этой стадии происходит активное окисление сварочного шва. Поэтому часто эту стадию называют окислительной. Определить стадию горения опытный сварщик с легкостью может по факелу газовой горелки.

Использование кислорода для поддержания нужной температуры горения применяется практически с самого начала использования газовой сварки. В начале развития сварочного производства с использованием технического газа ацетилена использование кислорода не было предусмотрено. За счет этого сварочные швы получались сильно зашлакованными и деформированными. В результате этого применение ацетилена для сварки металлов было отложено до начала применения кислорода.

Производство технического кислорода

Технический газ кислород сегодня производиться по различным технологиям. Наиболее распространенным является метод получения кислорода при помощи разложения структурной части воздуха. Есть и другие способы. Кислород в настоящее время доставляется фирмами производителями непосредственно до производственной площадки заказчика. Производители и поставщики достаточно ответственно относятся к процессу производства и заправки кислорода, осознавая все последствия поставок не5качественно кислорода. Однако мы рекомендуем вам работать по этому вопросу только с теми производителями и поставщиками, которые зарекомендовали себя длительной безупречной работой. Отличить технически чистый кислород от газа, содержащего различные примеси, практически невозможно без применения специальной аппаратуры. Но вот последствия применения такого кислорода могут оказаться самыми неприятными.

В первую очередь, при использовании кислорода с чистотой меньше чем 98,5 процентов, происходит резкое снижение температуры горения в зоне сварочного процесса. За счет этого происходит снижение качества сварочных процессов и увеличивается риск деформации сварочного шва. Также при использовании такого технического газа происходит быстрый выход из строя газовых горелок. При снижении температуры горения происходит зашлакованность сопла газовой горелки. Это также ведет к снижению производительности труда сварщиков.

Технический чистый кислород – это один из самых важных элементов для производства газосварочных работ. Без применения кислорода практически невозможно производство сварочных работ на таких материалах, как высоколегированные и высокоуглеродистые стали. Для их сварки необходима высокая температура в месте образования сварочного шва. В большинстве случаев такие материалы поддаются обработке только при температуре свыше трех тысяч градусов. Получить такой температурный режим есть возможность только с применением кислорода для окислительных процессов в составе горючего технического газа.

Баллоны для сварки с углекислотой, аргоном, кислородом и другими газами

В обычном воздухе содержится кислород, азот и водород – газы, которые негативно влияют на сварочное соединение, вызывая коррозию, старение и растрескивание металла.

Для обеспечения качественной сварки в воздушной атмосфере приходится применять флюсы, а также электрода с покрытиями. Значительно улучшает результат проведение сварки в газовой среде. Для этого требуется специальный сварочный аппарат и газовые баллоны.

Виды газов

Применяемые в сварке газы подразделяют на активные и инертные, среди активных есть реагирующие и нейтральные. Причем активный газ при одних условиях и видах сварки может быть реагирующим, при других – нейтральным.

Все они закачиваются в специальные сварочные баллоны. Прежде чем заказывать газ для работы, следует ознакомиться с видами стандартной маркировки, возможностью последующей заправки баллонов сварочной смесью, их оснащением.

Все газы закачиваются в баллоны под давлением. Поэтому делают емкости из стали, не имеющей швов. Только при давлении меньше 3 МПа газовые емкости могут быть сварными, иметь шов.

В практике сварочного дела такие виды не встречаются. Газы для сварки поставляют только в баллонах без швов со специальными запорными вентилями. Для разных газов предназначены принципиально отличающиеся вентили.

Баллоны с газообразными легко воспламеняющимися углеводородами – ацетиленом, пропаном, бутаном и прочими – оснащены вентилями с левой резьбой.

Баллоны со всеми остальными газами, включая кислород, азот, углекислый и инертные газы, оборудован вентилями с правой резьбой.

Разница в направлениях вращения вентиля исключает возможность случайных ошибок, аварий при сварке или ином применении газа.

Окраска

С целью безопасности внедрена строго определенная окраска емкостей и надписи на нем. Наиболее применяемые в варке газы имеют следующую цветовую маркировку:

  • баллон с аргоном высокой степени очистки имеет серую окраску, на него нанесена надпись зеленого цвета. Черный баллон с техническим аргоном имеет синюю надпись. Существует еще так называемый сырой аргон со своей маркировкой. В сварке такой газ не применяют;
  • углекислотные баллоны покрашены в черный цвет, надпись на них выполнена желтым цветом;
  • кислородные баллоны для сварки всегда имеют голубой цвет, а надписи на них черные. Так окрашен и медицинский, и технический сорт газа. В медицине кислород применят очень часто. Его транспортируют на тележках, затем при необходимости устанавливают баллон в специальный футляр;
  • емкости с ацетиленом, весьма востребованным в сварке, имеют черную окраску. Ацетилен очень легко взрывается. Поэтому его закачивают не в пустые объемы, а содержащие специальные наполнители с большим количеством пор. Такой способ заполнения значительно уменьшает вероятность взрывов.

Начинающим сварщикам полезно запомнить цветовую маркировку газов на отечественном рынке. Не стоит удивляться, если на импортной продукции окраска будет иной. Международная маркировка несколько отличается от отечественной.

Элементы устойчивости и объем

Сверху на всех баллонах обязательно крепится колпак. Он предохраняет вентиль от случайных повреждений при транспортировке. На нижнюю часть плотно насажена основа квадратной формы.

Она позволяет устойчиво выставлять емкость в вертикальное положение, что важно при сварке. Во время эксплуатации перемещать баллон вместе со сварочным полуавтоматом можно на специальной тележке. Это удобный метод обслуживания сварочного места в любой рабочее зоне.

В продаже представлены емкости от 10 л до 40 л. Соблазнительным кажется вариант приобретения для сварки меньшего объема. Цена его меньше, но после использования газа заправить новый будет не так просто.

Большинство заправочных станций приспособлено для заполнения 40 л. Исключение составляет углекислота. В связи с тем, что ее закачивают в огнетушители, возможности заправочных станций позволяют заполнять маленькие объемы.

Редуктор

Для работы с любым газом нужен редуктор. Существуют модели, просто показывающие давление в баллоне и с функцией регулирования газового потока.

Последние виды называют регуляторами. Они адаптированы к определенному газу, окрашены в соответствии с цветом баллона. В продаже есть регуляторы со стрелочной шкалой и ротаметрами.

Если планируется провести аргонодуговую сварку, надо взять регулятор с двумя ротаметрами. При работе с нержавейкой нужен поддув с обратной стороны, который сможет контролировать только такая модель регулятора.

В остальных ситуациях вполне подойдет стрелочный регулятор, который к тому же стоит дешевле. Практики считают стрелочную модель более экономной. Она позволяет при грамотном пользовании избежать сброса давления в начале работы. На регуляторах с ротаторами сбрасывание давления вначале практически неизбежно. Это сопровождается некоторыми потерями газа.

Все регуляторы имеют прокладки из инертных полимеров. Загрязнение газов от контакта с ними абсолютно исключается. При сварке приходится пользоваться различными газами. Для таких производственных случаев целесообразно иметь регуляторы, приспособленные для нескольких типов резьбы.

Безопасность

Особенность отечественного менталитета заключается в склонности к экономии, игнорировании многих нормативных требований. В отношении оборудования для сварки пренебрежение правилами безопасности чревато тяжелыми последствиями.

Особенно это касается допустимых сроков использования баллонов. Они должны быть указаны заводом-изготовителем. Если вдруг этой информации нет, то максимальный период эксплуатации составляет 20 лет.

Экспертизу состояния обычных баллонов с объемом до 50 л не проводят. Для больших объемов аттестация может быть проведена. Превышать максимальный срок категорически нельзя. Все модели, выпущенные до 1997 года, не прошедшие аттестацию можно смело сдать в металлолом.

К покупке газовых баллонов для сварки нужно отнестись очень серьезно. Лучше всего найти авторитетного поставщика, убедиться в наличии разрешительных документов, проверить качество маркировки, всей сопроводительной информации. После этого можно смело оформлять заказ.

Газовая сварка: какие газы, проволока и флюсы для нее используются?

Газовой сваркой называют процесс соединения металлов при нагреве свариваемых кромок высокотемпературным пламенем, образующимся при сгорании смеси горючего газа и кислорода. Кислород в данном случае выполняет функцию катализатора.

Кислород

При обычной температуре и давлении газ не имеет цвета и запаха. Для сварочных работ востребован технический кислород, добытый из воздуха и обработанный в воздухоразделительных установках, трех сортов:

  • высшего, чистота по объему – 99,5%;
  • 1-го – 99,2%;
  • 2-го – 98, 5% .

Остаток составляют аргон и азот.

При смешении горючих газов или паров горючих жидкостей с кислородом в определенных пропорциях начинается интенсивное горение с выделением большого количества тепла.

Для хранения технического кислорода используют специальные окрашенные в голубой цвет баллоны объемом 40 дм3 (40 л). Надпись «Кислород» сделана черным. Масса такого баллона без колпака и башмака составляет 60 кг.

Внимание! При использовании кислородных баллонов необходимо соблюдать предельную осторожность из-за высокого давления внутри них. Есть еще одна опасность – высокая активность газа при контакте с органическими веществами (маслами или жирами). Чистый кислород – очень сильный окислитель, который при взаимодействии с углеводородами вызывает возгорание с большим выделением тепла, что провоцирует взрыв.

Сколько кислорода содержится в баллоне 40 л?
Номинальное давление газа в баллоне при +20°C – 14,7 МПа (по ГОСТу 5583). В таких условиях в него вмещается 6,3 м3 кислорода, по массе – 8,3 кг.

Ацетилен

Этот газ является первым и основным представителем алкинов гомологического ряда. По международной номенклатуре химических соединений ИЮПАК его название – этин. Формула – C2h3. Ацетилен – бесцветный, горючий, в смеси с воздухом взрывоопасен. Газ, благодаря тройной связи в молекуле, легко участвует в реакциях присоединения. Во время его сгорания выделяется значительное количество тепла, что используется в ацетиленовой горелке.

Ацетилен нельзя применять в чистом виде, поскольку в свободной форме он очень взрывоопасен. Для заправки в баллон его разбивают на мелкие частицы путем растворения в ацетоне. Этот способ позволяет снизить взрывоопасность ацетилена и заправить в баллон достаточно большое количество газа. Используют баллоны, окрашенные в белый цвет, надпись красная. При работе необходимо сохранять вертикальное положение баллона и оставлять остаточное давление, что снизит потери.

 

Сколько ацетилена содержится в баллоне 40 л?
В баллон закачивается технический ацетилен, соответствующий ГОСТу 5457, в него помещается:

  • по объему – 5,3 м3;
  • по массе – 5 кг газа.

Получение ацетилена из карбида кальция

Распространенный способ получения ацетилена для сварки – из воды и карбида кальция в ацетиленовых генераторах во время сварочного процесса.

Карбид кальция представляет собой твердый кускообразный материал, имеющий выраженный чесночный запах. Характерная особенность этого материала – интенсивное поглощение воды. Технический карбид кальция содержит, помимо CaC2, примеси: оксид кальция, кокс и другие.

Определение!
Количество литров газообразного ацетилена при давлении 760 мм рт. ст. и +20°C, производимого из 1 кг карбида в результате затворения водой, называют литражом.

Можно ли определить качество карбида кальция по цвету?
Чем чище карбид кальция, тем больше ацетилена получают при разложении 1 кг продукта (тем выше его литраж). При содержании чистого CaC2 в количестве 60-75% разлом материала имеет серый цвет, который при возрастании процентного содержания CaC2 переходит в фиолетовый. Высокопроцентный карбид кальция (от 80% CaC2) может иметь цвет от светло-коричневого до голубовато-черного.

Виды генераторов для получения ацетилена из карбида кальция

ГОСТ 5190 определяет несколько классификационных признаков для ацетиленовых генераторов:

  • по давлению получаемого газа: низкого – до 0,01 МПа, среднего – 0,07-0,15 МПа, высокого – более 0,15 МПа;
  • по производительности: 0,3-160 м3;
  • по способу применения: стационарные и передвижные;
  • по принципу действия: «карбид в воду», «вода на карбид» по «сухому» и «мокрому» процессам.

Рассмотрим основные виды ацетиленовых генераторов.

«Карбид в воду»

Это наиболее популярное оборудование. Принцип работы промышленного варианта:

  • карбид периодически из бункера подается отдельными порциями в газообразующую камеру через питатель, в камере газообразования находится вода;
  • подача карбида осуществляется периодически при падении давления в бункере с водой ниже установленного уровня;
  • в газообразующей камере в результате реакции карбида и воды образуется ацетилен, подаваемый в ацетиленовый шланг;
  • осадок – гашеная известь – удаляется через выпускной клапан.

В домашних мастерских, на небольших производствах и стройплощадках востребован мобильный ацетиленовый генератор типа АСП-10 производительностью 1,25 м3/час. Его разовая загрузка – 3,5 кг карбида кальция оптимальной фракции 25-80 мм. Без перезарядки он может работать 0,8 часа. Агрегат состоит из корпуса с крышкой и мембраной, корзины для карбида, предохранительного клапана и жидкостного затвора, сливных штуцеров, поддона, манометра. Вверху корпуса находится газообразователь, в котором и происходит разложение CaC2 с генерацией ацетилена. Ацетилен накапливается в газосборнике.

Преимуществами подобных генераторов являются: наиболее полное разложение карбида кальция (до 95%), хорошее охлаждение, удобство обслуживания.

«Вода на карбид» по принципу «мокрого» процесса

Принцип работы оборудования заключается в периодической подаче воды на карбид, загруженный в реторту. Образовавшийся газ выходит в газосборную камеру, откуда через отборник поступает в шланг для сварки.

Преимущества аппаратов: надежность и простота конструкции. Минусы:

  • возможность перегрева ацетилена из-за малого количества воды;
  • неполное разложение карбида;
  • небольшая производительность.

«Вода на карбид» по принципу «сухого» процесса

В барабан генератора подается карбид и поступает вода, количество которой в два раза превышает необходимое для полного распада карбида. Благодаря высокой температуре лишняя вода испаряется. Гашеная известь через решетчатые стенки опускается вниз и выводится за пределы агрегата. Известь из-за испарения воды получается сухой, поэтому процесс получил такое название. Образовавшийся ацетилен подается в сварочный шланг через отборник.

Преимущества процесса: простота обслуживания оборудования и удаления извести. На таком принципе основана работа стационарных генераторов среднего уровня производительности.

Газы-заменители ацетилена

Для сварки металлов может использоваться не только ацетилен, но и другие газы, а также пары горючих жидкостей.

Определение!
Для сварки металлов и сплавов могут применяться газы, которые способны давать температуру пламени, в два раза превышающую Tпл обрабатываемых материалов.

Газы-заменители, производимые в промышленных масштабах, как правило, дешевле ацетилена и просты в приобретении, поэтому способны значительно снизить стоимость и упростить сварочные работы. Но, по сравнению с ацетиленом, все они имеют более низкую температуру сгорания. Поэтому их применение обычно ограничивается областями, в которых слишком высокая температура пламени не требуется:

  • сварка легкоплавких цветных металлов (алюминия и магния), их сплавов, свинца;
  • высоко- и низкотемпературная пайка;
  • поверхностная закалка;
  • сварка тонколистового стального проката;
  • поверхностная и разделительная кислородная резка.

Особенно широко газы-заменители применимы в ходе кислородной резки, при которой температура пламени не сказывается на качестве процесса, а только определяет время предварительного прогрева материала.

Могут ли для газосварки использоваться пропан и метан?
Эти газы могут применяться для сварки, но только при условии дополнительного использования кремний- и марганецсодержащей проволоки. Кремний и марганец выполняют роль раскислителей. При сварке чугуна и цветных металлов этими газами необходимо применять флюсы.

Какая сварочная проволока применяется для газовой сварки?

Для сварки в качестве присадочных материалов применяют обычно проволоку, прутки и гранулы с химическим составом, аналогичным свариваемому металлу. Их температура плавления должна быть равна или ниже, по сравнению с обрабатываемым материалом. Поверхность проволоки – чистая, без ржавчины, масел, окалины. Проволока для газосварки и наплавки производится в соответствии с тем же стандартом, что и для дуговой сварки, – ГОСТом 2246.

 

Как поступить, если нет возможности достать сварочную проволоку требуемого состава?
Для работы с нержавеющей сталью, медью, латунью или свинцом в порядке исключения используют полоски из материалов такой же марки, как и свариваемый металл.

Как выбрать проволоку в соответствии со свариваемым материалом и эксплуатационным назначением изготавливаемой продукции?

  • Для ответственных сварных металлоконструкций и изделий рекомендуется применять марганцевую и кремнемарганцевую проволоку: Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С.
  • Для низколегированных марок используют низколегированную проволоку, содержащую хром.
  • Для чугуна предназначаются прутки, выпускаемые по ГОСТу 2671. Они делятся на марку А, востребованную для горячей сварки с общим предварительным подогревом изделия, и Б – для сварки с местным подогревом. Марки НЧ-1 и НЧ-2 используют для низкотемпературной газосварки литых элементов.
  • Для сварки алюминия и сплавов на его основе предназначена проволока, соответствующая ГОСТу 7871: Св-А1, Св-АМц, Св-АК-5, Св-АМг.
  • Для меди и ее сплавов выпускается присадочная проволока, регламентируемая ГОСТом 16130 (М1, МСр1), или прутки М1р и М3р.

Назначение флюсов для газовой сварки

При нагревании во время сварочного процесса медь, алюминий, магний и сплавы на их основе интенсивно взаимодействуют с кислородом воздуха или сварочного пламени. В результате на металлической поверхности образуются оксиды, температура плавления которых превышает температуру плавления основного металла. Оксидная пленка значительно усложняет сварку.

Предотвратить появление поверхностных оксидных пленок помогают специальные пасты или порошки, то есть флюсы. Эти составы наносятся предварительно на кромки свариваемых элементов и сварочную проволоку (прутки). При нагреве флюсы образуют легкоплавкие шлаки, предотвращающие образование тугоплавких оксидов. Функции флюсов выполняют: прокаленная бура, борная кислота, оксиды и соли лития, бария, калия, фтора, натрия и другие. Вид состава определяется свойствами свариваемого металла. База флюса для кислородной резки – железный порошок.
Флюсы также могут использоваться для специальных легированных сталей и чугуна. Для обычных «черных» сталей не применяются.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о