Оборудование и технология газовой сварки

Существует несколько видов сварки, и газовая является наиболее востребованной из них. Она имеет немало преимуществ: техника проста в исполнении, используемое оборудование имеет доступную цену, а кроме того, газосварка экономно расходует электрическую энергию. Список достоинств на этом не заканчивается, поэтому мы решили подробнее остановиться на описание данной технологии.

Сварка с использованием газа представляет собой соединение металлических элементов методом их расплавления. Исторически этот способ появился одним из самых первых. Метод был создан еще в конце XIX столетия. В дальнейшем с развитием дуговой и контактной или электрической сварки сфера применения газовой слегка уменьшилась, особенно когда речь идет о сваривании высокопрочных сплавов.

Тем не менее она продолжает с успехом применяться для сварки бронзовых, латунных и чугунных деталей.

Суть газосварки сводится к тому, что высокотемпературное пламя от сварочного газа выполняет нагрев краев привариваемых элементов и небольшой участок присадочного материала. Переходя в сжиженное состояние, металл формирует так называемую сварочную ванну — это вытесняющая воздух зона, защищённая газовой средой, а также огнём. Расплавленный металл начинает остывать и медленно затвердевает – именно таким образом формируется ровный сварочный шов.

Для выполнения работы обычно используют смесь горючего газа с очищенным кислородом, который исполняет функцию окислителя. Максимальную температуру от 3100 до 3500 градусов дает ацетилен, выделяемый в ходе выполнения сварки за счет реакции взаимодействия воды и карбамида кальция. Чуть уступает ему пропан – его рабочая температура доходит до 2800 градусов. Реже используются пары керосина, метан, а также водород.

Главное достоинство — пониженная скорость нагрева сплавляемого участка и сравнительно широкие его границы. Это особенно актуально в случае, когда нужно приварить элементы, выполненные из цветных металлов, чугуна или инструментальной стали, поскольку они нуждаются в плавном нагреве и таком же плавном охлаждении. Кроме того, существует ряд специализированных сталей, для которых также используется именно этот режим обработки.

Из других достоинств можно выделить:

• простоту технологического процесса газосварки;
• бюджетную стоимость используемого оборудования;
• свободную продажу карбида кальция и смеси газов;
• отсутствие потребности в источнике получения энергии;
• возможность контролировать мощность пламени и его вид;
• возможность установки режимов работы.

Если говорить о минусах, то в первую очередь нужно снова вернуться к скорости нагрева. В некоторых ситуациях эта особенность становится и минусом, поскольку в процессе нагревания теряется слишком много тепла, а также порой начинается коробление металла. Соответственно, производительность газовой сварки не особенно высока, а если свариваемые заготовки имеют внушительную толщину, то КПД понижается ещё сильнее. Поэтому при работе с листами металла, толщина которых свыше 6 мм, стоит подумать об использовании других методов, например, прибегнуть к дуговой сварке.

Газосварка сравнительно бюджетный способ приваривания заготовок. Однако газ, который используется для работы (кислород и ацетилен), стоит немного дороже электричества.

При выполнении подобного типа работ довольно высока вероятность возникновения взрывов и пожароопасных ситуаций — они моментально возникают в случае некорректного обращения с огнеопасными составами, баллонами с газом, а также карбидом кальция.

Тем не менее газосварка востребована.

Использование сварки на газе позволяет выполнять следующие типы работ:

• приваривание различных металлических деталей;
• пайка, включая ремонт поврежденных элементов;
• наплавка;
• разрезание труб и листов стального проката на отдельные заготовки.

Несомненное преимущество газовой сварки обуславливает её повсеместное использование в строительных работах, на производстве, а также в области ЖКХ, автомастерских и при решении некоторых бытовых задач в частных домах и на даче.

Соединение и резка любых металлических деталей позволяет получать на выходе сопряжение высокого качества. На стыках элементов начинается диффузия с расплавленным припоем, сразу же после застывания металла получается очень крепкий шов, его можно подвергать дальнейшей обработке.

Наплавка используется для нанесения на поверхность основного металлического изделия какого-либо другого металла. Данный способ позволяет восстановить изношенные элементы, увеличить размеры детали, а также наплавить материалы с более высокими параметрами крепости.

Для выполнения газовой сварки потребуется комплект оборудования. Рассмотрим его основные составляющие.

Представляет собой довольно простую и в то же время очень эффективную защиту трубы генератора газа и прочих рабочих элементов от огня в форме обратной тяги, идущей от горелки.

В зависимости от особенностей газа все баллоны могут окрашиваться в разные оттенки. Однако в этом случае действует правило: у них никогда не окрашивается верхняя часть – это позволяет избежать риска взаимодействия газа и эмали.

Эти приспособления выполняют сразу несколько функций — они используются для подачи нагретых жидкостей и газов. Обращаем внимание на то, что функционировать они должны строго под давлением — поэтому это не то же самое, что дачный шланг для полива участков, а серьёзные, прочные и надежные конструкционные элементы со своими особыми техническими параметрами.

Выделяют три типа шлангов:

• с красной полоской — используются для перемещения газов и жидкостей под рабочим давлением до 6 атм;
• с жёлтой полоской — служат для перемещения горючих жидкостей;
• с синей полоской — работают при давлении в пределах 20 атм.

Их смесители перемешивают пары жидкостей с газами. Могут выпускаться в широком ассортименте, подразделяются на инжекторные и безынжекторные.

Незаменимые элементы там, где работа выполняется под действием высокого газового давления. Редукторы способствуют снижению давления газа, поступающего из баллона, они могут иметь прямое или обратное действие.

Это специализированный стол для проведения сварки. Оптимальным вариантом является столешница с опцией фиксации и переворачивания. Хороший пост обязательно дополнен вытяжной вентиляцией и надежной системой хранения рабочих инструментов сварщика.

Конструкция должна предусматривать соединительный рукав, колпаки, обратные клапаны, резиновые уплотнительные кольца, вентили, резак, зажигалку и основные комплектующие.

Вопрос об использовании того или иного инертного газа очень важен, поэтому сделать правильный выбор можно, только зная об особенности каждого из них.

Кислород – активный газ, который характеризуется полным отсутствием какого-либо запаха и цвета в ходе газосварки. Берет на себя функцию катализатора всех процессов расплавления металла. Содержание кислорода в герметичных баллонах под высоким давлением — это очень непростое, но всё же выполнимое действие. Главное, точно соблюдать все требования техники безопасности в работе с этим газом. К примеру, важно избегать контакта с техническим маслом, поскольку это может вызвать возгорание.

В помещениях, где находятся газовые баллоны, не должно быть прямого ультрафиолетового света и источников тепла.

Кислород для выполнения сварки выделяют из обычного воздуха при помощи специального оборудования, по степени чистоты его разделяют на три категории:

• высший сорт — концентрация газа составляет 99,5%;
• первый сорт — от 99, 2%;
• второй сорт — от 98,5%.

Ацетилен – еще один популярный газ, используемый в газосварке, а также нарезке металлов. Как и кислород, он не имеет никакого аромата и оттенка, производится из воды и карбида кальция. Следует отметить, что ацетилен — довольно дорогой газ, но он имеет весомое преимущество в сравнении со всеми остальными расходными материалами. Оно связано с температурой горения, которая выше, чем у пропана или метана. Однако следует иметь в виду, что при длительном нагревании и постоянном повышенном давлении этот газ может взорваться.

Чтобы варить металл, нужен флюс, а также присадочная проволока — они нужны для создания сварочного шва. Перед работой присадочную проволоку нужно очистить от любых загрязнений и признаков ржавчины. Вместо проволоки можно использовать металлические полосы из того же материала, из которого выполнены заготовки под сварку.

Флюсы используются для защиты сварочной ванны от неблагоприятного действия внешних факторов. Обычно в ход идет борная кислота или бура. Флюс наносится на приваренные заготовки либо непосредственно на присадочную проволоку.

Выделяют очень много режимов газосварки. Остановимся подробнее на описании самых распространённых.

Это один из наиболее востребованных методов работы среди специалистов по сварке любой классификации. Используется для скрепления мини-заготовок из металлов с истонченными краями и низкой температурой плавления.

Способ оптимален для варки металлозаготовок толщиной более 3 мм, характеризующихся повышенной теплопроводностью. Следует отметить, что при выполнении такой сварки шов выходит более качественным за счет эффективной защиты металла огнём.

Использование тепла огня при данном методе работы экономичнее, при этом скорость сварочного процесса возрастает практически на 15-20%. В копилку преимуществ можно добавить существенную экономию расхода смеси газов, которая достигает 10%.

Обращаем внимание на то, что при выполнении правой сварки можно использовать присадочную проволоку, размер сечения которой в 2 раза меньше толщины непосредственно металлической заготовки.

Такой метод газосварки предполагает медленное перемещение огня. При этом выполняется оплавление верхней части кромки сформированного отверстия, а на его нижний край накладывается слой расплавившегося металла. Для выполнения работы заготовки закрепляют в вертикальном положении так, чтобы между ними оставался зазор примерно в половину толщины самих заготовок.

Название техники говорит само за себя. Суть такой работы состоит в формировании новых ванночек в процессе наложения шва. Как только формируется одна из них — в неё сразу же опускается один конец металлической проволоки, там он расплавляется, после чего перемещается в пламя. В этот момент мундштук сопла движется дальше по шву на последующий участок, каждая последующая ванночка приблизительно на 1/3 размера сечения проволоки перекрывает предыдущую. Данный способ оптимален для скрепления тонких листов металла в случае, когда нужно выполнить угловые либо стыковые разновидности швов.

Этот способ оптимален для выполнения самых ответственных работ, поскольку отличается малой производительностью, да и сварочного газа тут нужно намного больше, поэтому себестоимость этого способа довольно высока. В данной технике происходит сжигание нижних слоев при одновременной наплавке верхних последующих. Как следствие, идёт качественная проковка всех слоев перед созданием последующего шва. Такая технология позволяет многократно повысить качество металлического крепления.

Весь процесс сварки производится в небольших участках.

Подобная техника используется для скрепления блоков из малоуглеродистых видов стали. Огонь здесь имеет выраженный окислительный характер – как следствие, в сварочной ванне формируется окись железа. Соответственно, если имеется окисление, то работа предполагает и раскисление, которое выполняют при помощи особой присадочной головки с повышенной концентрацией кремния и марганца.

При выполнении газовой сварки очень важно придерживаться установленных правил ТБ. Меры предосторожности должны носить комплексный характер.

Так, для защиты от удара электротоком потребуется:

• надежная изоляция всех токопроводящих деталей конструкции;
• сухая целая одежда;
• исключения каких-либо работ во время дождя.

Чтобы защитить органы зрения, необходимо ношение в ходе работ специальной маски с чувствительными светофильтрами.

Любая газовая сварка — это в первую очередь риск взрывов, пожаров и получения ожогов. Избежать последствий таких ситуаций поможет:

• использование спецодежды;
• исключение наличия в зоне проведения работ легковоспламеняющихся и горючих веществ;
• наличие эффективных средств огнетушения;
• соблюдение технологического режима сварки.

Во избежание отравления токсичными парами газов важно пользоваться масками, похожими на противогазы.

Урок газосварки для начинающих в видео ниже.