Ацетиленовая сварка: описание технологии и сфера использования

Ацетиленовая сварка — очень важная и актуальная методика. Полезно перед выполнением такой работы ознакомиться подробно с технологией газосварки кислородом для начинающих мастеров. Отдельная тема — выбор баллонов и другого оборудования, которое используется для резки и сварки металлов.

Ацетиленовая сварка — методика, применяемая в сварочном деле почти со времени его зарождения. Такой подход позволяет формировать безупречно качественные швы, отличающиеся высокой плотностью.

Как для начинающих, так и для опытных сварщиков привлекательна полная автономность от магистрального электропитания. Можно уверенно «варить» даже в труднодоступных точках или в местах, где часты перебои электроснабжения, не опасаясь проблем.

Любопытно, но с точки зрения специалистов по технологии промышленных работ, это скорее не вид газосварки, а нестандартный тип пайки. Как следует уже из названия метода, решающая роль принадлежит ацетилену. В промышленных масштабах его получают, подвергая гидролизу карбид кальция или вовлекая углеводородные продукты в процесс пиролиза. Еще несколько десятилетий назад ацетилен получали в основном сами сварщики на рабочих площадках и рядом с ними. Но сейчас от этой неудобной и опасной практики удалось отойти.

Реакция с карбидом позволяет получать достаточно чистый газ, и такой продукт применяют чаще.

Потому технически корректная формулировка говорит скорее об ацетилено-кислородной сварке. Однако для упрощения дела вторую часть термина выбрасывают. Надо только всегда помнить об этом факте.

Ацетилен отличается не только резким запахом, как часто думают. Он представляет большую пожарную и даже взрывную опасность. Потому обращение с ним и даже просто хранение должны быть организованы очень тщательно. В процессе работы строго нормируется давление газов. Если оно будет больше технологической нормы, вместо упрощения работы сварщики только усложнят себе жизнь.

То, что столь опасный газ продолжают применять, неслучайно. Он позволяет добиться настолько высокой температуры, как никакое другое широко употребительное вещество. Лишь электрическая дуга намного превосходит его. Специальный баллон легко переместить на тележке.

Из других важных свойств стоит отметить:

• легкость регулировки параметров;
• простоту сварки деталей малой толщины;
• возможность улучшения характеристик шва за счет введения легирующей проволоки;
• нагрев очень большой площади (из-за чего расходуется много энергии попусту, а метод не годится для машиностроения);
• невозможность работы с высокоуглеродистыми сталями;
• сильные деформации и мощные напряжения при сваривании внахлест;
• общую дороговизну в сравнении с электродуговой техникой.

Для ацетиленовой сварки нужен газовый сварочный аппарат со специальными горелками (соплами). Для подачи горючего и окислителя в рабочую зону используют кислородные шланги. Сами газы обычно поступают из баллонов, только в редких случаях их подают из централизованных трубопроводов, напрямую с точек производства или с больших резервуаров. Применяемые широко еще 30-40 лет назад генераторы ацетилена и емкости с карбидом стали экзотикой уже в сварочном деле. Даже самые консервативные профессионалы перешли на более удобный баллонный продукт.

Ацетиленовые баллоны принято окрашивать белой краской. Кислородные баллоны окрашивают в голубой тон, а надписи на них делают черного цвета.

Габариты горелок и сопла определяются сообразно необходимой температуре горения. Регулировка потока газа производится с помощью редукторов, которые также предотвращают воздействие обратного удара на баллон.

Основной эффект газовой сварки основывается, как уже говорилось, на сжигании горючего газа с образованием высокотемпературного пламени. Ацетиленовая молекула, наряду с парой водородных связей, имеет еще нестабильную, но энергетически мощную связь между углеродными атомами.

Если сдвинуть баланс в пользу окислителя, пламя будет заостряться, и вместо ослепительно белого приобретает голубоватый окрас.

Окислительное пламя применяют лишь для работы с латунными деталями. В этом варианте на поверхности формируются пленки, блокирующие последующее испарение цинка. Если наращивать, напротив, концентрацию ацетилена, то пламя краснеет и начинает коптить. Подобный режим оптимален для работы с высокоуглеродистыми сталями. Еще с его помощью обрабатывают алюминиевые сплавы, чугун, наплавляют прочные металлы.

В заводских баллонах этот газ смешан с ацетоном и находится под давлением от 1,5 до 1,6 МПа. Дополнительно в емкость закладывают древесный уголь, образующий своеобразные капилляры. Баллонный кислород находится под давлением от 600 до 1500 КПа, а трубопроводный — до 15 МПа.

С потребительской точки зрения важную роль играет расход газа, прямо влияющий на экономичность сварки. Он зависит прежде всего от типа наконечника и толщины металла, который необходимо сварить. Ориентировочные показатели таковы:

• при соединении частей не толще 1 мм будет тратиться 75 л газа за 60 минут;
• если толщина составляет от 2-х до 4 мм, придется израсходовать 300 л ацетилена;
• металл от 9 до 14 мм получится сварить, если истратить 1200 л окислителя.

В процессе работы требуется непрерывно контролировать содержание ацетилена в воздухе. Это означает, что не обойтись без специальных автоматических сигнализаторов. Не допускается насыщение более 0,46%. Баллоны с топливом нельзя ставить около печей, котлов, источников открытого пламени. Сами емкости должны стоять строго вертикально и в закрепленном состоянии.

На участке, где хранятся и используются ацетилен и кислород, нужно применять лишь инструменты, не образующие искр. Все электрические приборы, в том числе осветительные, должны иметь взрывобезопасное решение. При возникновении утечек баллон быстро запирают особым ключом. На рабочем участке должны быть огнетушители и другие противопожарные средства.

Чаще всего ацетиленовые сварочные аппараты применяют не столько для сварки, сколько для резки металлов на точные размеры. Присадки должны быть из низкоуглеродного сплава. Сварка легированных сталей в ацетилен-кислородном пламени противопоказана. После сильного разогрева детали деформируются. Стали низкого легирования соединяют с помощью флюсов.

Жаропрочные сплавы обрабатывают, используя присадку (21% никеля, ¼ хрома). При работе с деталями из меди нельзя допускать разрывов и заблаговременных прихваток.

Перед манипуляциями с чугуном точку контакта прогревают, и лишь вслед за этим начинают действовать, иначе металл будет отличаться хрупкостью. А также ацетиленовые горелки могут применяться для сварки кузова автомобиля, изделий из латуни.