Categories: Metalworking

Газова зварювання металів – технологія, materials, video

Такого способу з’єднання металевих деталей, як газова зварка, вже більше сотні років. Протягом цього часу ця технологія продовжує успішно розвиватися, хоча інші методи зварювання, в яких використовується електрична дуга, розвиваються більш активно і витісняють зварювання, в якій використовується газовий пальник.

Полум’я пальника

Плюси і мінуси газового зварювання

Такий метод з’єднання металів, як газова зварка, передбачає плавлення з’єднуваних матеріалів, в результаті чого формується гомогенна структура. Горіння газу, за рахунок якого і здійснюється нагрів і розплав металу, забезпечується за рахунок введення в газову суміш чистого кисню. Такий метод з’єднання металів відрізняється цілим рядом переваг.

Цей спосіб зварювання не вимагає використання складного обладнання (зварювального інвертора або напівавтоматичного апарату).
Всі витратні матеріали для здійснення такої зварювання нескладно придбати.
Gas welding (in accordance, і газове зварювання труб) може виконуватися навіть без потужного джерела енергії і часом без спеціальних захисних засобів.
Такий процес зварювання добре піддається регулюванню: можна встановлювати необхідну потужність полум’я пальника, контролювати ступінь нагрівання металу.

У даного методу є і недоліки.

Метал нагрівається дуже повільно, на відміну від використання електричної дуги.
Зона тепла, яка формується газовим пальником, є дуже широкою.
Дуже складно концентрувати тепло, створюване газовим пальником, воно є більш розсіяним, порівняно з електродуговим способом.
Газове зварювання можна віднести до досить дорогим методів з’єднання металів, якщо порівнювати її з електродуговим зварюванням. Вартість витраченого кисню і ацетилену значно перекриває ціну електрики, що витрачається для зварювання однотипних деталей.
При зварюванні товстих металевих деталей значно знижується швидкість виконання з’єднання. This is due to the fact, що концентрація тепла при використанні газового пальника дуже низька.
Газова зварювання погано піддається автоматизації. Механізувати можна лише процес газового зварювання тонкостінних труб або резервуарів, який виконується з використанням многопламенной пальником.

Газова зварювання труби з нижнього положення

Матеріали для виконання зварювання з використанням газу

Технологія газового зварювання передбачає використання різних типів газів, вибір яких залежить від цілого ряду факторів.

Одним з газів, що використовуються для зварювання, є кисень. Характеризується цей газ відсутністю кольору і запаху, він виступає в якості каталізатора, активізуючи процеси плавлення з’єднується або матеріалу, that is cut.

For, щоб зберігати і транспортувати кисень, використовуються спеціальні балони, в яких він утримується під постійним тиском. При контакті з технічним маслом кисень може загорітися, тому слід виключити саму можливість такого контакту. Балони, у яких міститься кисень, необхідно зберігати в приміщеннях, захищених від джерел тепла і сонячного світла.

Отримують зварювальний кисень шляхом його виділення із звичайного повітря, для чого використовуються спеціальні пристрої. Залежно від ступеня своєї чистоти кисень буває трьох типів: вищий (99,5%), перший (99,2%) та другої (98,5%) grade.

Для різних маніпуляцій з металами (зварювання і різання) також застосовується безбарвний газ ацетилен C2H2. Optical micrograph of martensite rack structure (pressure, exceeding 1,5 кг/см2 і температурі понад 400 degrees) цей газ може несподівано вибухнути. Отримують ацетилен при взаємодії карбіду кальцію і води.

Пристрій ацетиленового редуктора

Перевага використання ацетилену при зварюванні металів полягає в тому, що температура його горіння дозволяє без проблем здійснювати цей процес. Між тим використання більш дешевих газів (hydrogen, метан, propane, гасові пари) не дає можливості отримати таку високу температуру горіння.

Дріт і флюс для виконання зварювання

Для здійснення зварювання металів, крім газу, необхідні також дріт і флюс. Саме за рахунок цих матеріалів створюється зварювальний шов, що формуються всі його характеристики. Wire, що використовується для зварювання, повинна бути чистою, без ознак корозії і фарби на її поверхні. В окремих випадках в якості такої дроту можна використовувати смужку того ж металу, який підлягає зварюванню. Для того щоб забезпечити захист зварювальної ванни від зовнішніх факторів, необхідно використовувати спеціальний флюс. В якості такого флюсу часто використовуються борна кислота і бура, які наносяться безпосередньо на поверхню металу, що зварюється або на використовувану для зварювання дріт. Без флюсу може виконуватися газова зварювання вуглецевої сталі, а при з’єднанні деталей з алюмінію, copper, магнію та їх сплавів такий захист необхідна.

Обладнання для газового зварювання

Технологія газового зварювання передбачає використання певного обладнання.

Обладнання необхідне для зварювання

Водяний затвор

Водяний затвор необхідний для забезпечення захисту всіх елементів устаткування (генератор ацетилену, pipes) від зворотної тяги вогню з пальника. Такий затвор, вода в якому має перебувати на визначеному рівні, що розміщується між газовим пальником і генератором ацетилену.

Балон, у якому міститься газ

Такі балони фарбують різною фарбою залежно від того, який газ у них планується зберігати. Між тим верхня частина балона не фарбується, щоб виключити контакт газу з компонентами фарби. It should also be borne in mind, що на балони, в яких зберігається ацетилен, не можна встановлювати вентилі з міді, так як це може призвести до вибуху газу.

Редуктор

Він використовується для зниження тиску газу, що виходить з балона. Редуктори можуть бути прямого або зворотного дії, а для зрідженого газу використовуються моделі з ребрами, які виключають його вимерзання при виході.

Спеціальні шланги

Газове зварювання неможливо виконувати без використання спеціальних шлангів, за якими може подаватися як газ, так і горючі рідини. Такі шланги діляться на три категорії, що маркіруються 1) червоною смугою (працюють при тиску до 6 atmospheres), 2) жовтою смугою (для подачі горючих рідин), 3) синьою смугою (працюють при тиску до 20 atm).

Пристрій газозварювального різака

Пальник

Змішування газів і їх горіння забезпечується за рахунок використання пальника, яка може бути інжекторного і безінжекторного типу. Класифікуються пальника і по своїй потужності, яка характеризує кількість газу, що пропускається в одиницю часу. So, пальники бувають великої, середньої, малої і микромалой потужності.

Спеціальний стіл

Газову зварку здійснюють на спеціально облаштованому місці, яке називається постом. Essentially, таким місцем є стіл, який може бути з поворотною або фіксованого стільницею. Цей стіл, обладнаний витяжною вентиляцією і всім необхідним для зберігання допоміжного інструменту, значно полегшує працю зварника.

Особливості виконання газового зварювання

Регулювання параметрів полум’я здійснюється за допомогою редуктора, який дозволяє змінювати склад газової суміші. За допомогою редуктора можна отримувати полум’я трьох основних типів: відновне (використовується для зварювання практично всіх металів), окисне і з підвищеною кількістю пального газу. При зварюванні металів в розплавленої ванни протікають одночасно два процеси – окислення і відновлення. При цьому при зварюванні алюмінію і магнію окислювальні процеси протікають активніше.

Сам зварювальний шов і ділянка, що прилягає до нього, характеризується різними параметрами. So, ділянку металу, прилеглий до шву, відрізняється мінімальною міцністю, саме він найбільш схильний до руйнування. Прилеглий до даної зони метал має структуру з крупними зернами.

Схема газового зварювання

Щоб поліпшити якість шва і зони, яка до нього прилягає, виконують додатковий нагрів або так звану термічну ковку металу.

Технології зварювання різних металів мають свої нюанси.

Газове зварювання деталей з низьковуглецевої сталі виконують за допомогою будь-якого газу. В якості присадочного матеріалу під час зварювання таких сталей використовується дріт зі сталі, що містить невелику кількість вуглецю.
Методи зварювання легованих сталей вибираються в залежності від їх складу. So, нержавіючі жароміцні сталі варяться з використанням дроту, що містить хром і нікель, а окремі марки вимагають застосування присадочного матеріалу, додатково містить молібден.
Чавун вариться науглероживающим полум’ям, яке запобігає піроліз кремнію і освіта зерен крихкого білого чавуну.
Для зварювання міді необхідно використовувати полум’я більшої потужності. in addition, унаслідок підвищеної плинності міді деталі з неї зварюють з мінімальним зазором. В якості присадочного матеріалу використовується дріт з міді, а також флюс, який сприяє розкисленню металу шва.
При зварюванні латуні є ризик випаровування цинку з її складу, що може призвести до підвищеної пористості металу шва. To avoid this, в полум’я пальника подають більше кисню, а в якості присадки використовують латунну дріт.
Зварювання бронзи здійснюється відбудовним полум’ям, яке не випалює з цього сплаву олово, aluminum and silicon. В якості присадки застосовується дріт з бронзи схожого складу, в якій додатково міститься кремній, сприяє розкисленню металу шва.

Як газова зварка виконується в напівавтоматичному режимі

Для напівавтоматичного технології газового зварювання необхідно використання електричної дуги і захисного газу, що робить цей метод з’єднання металів гібридним.

This technology, якщо її розібрати докладніше, looks as follows: