Как варить газосваркой трубу. Что необходимо знать о газовой сварке

Газовая сварка – вид сварки плавлением, при котором источником нагрева служит теплота, выделяемая в процессе горения смеси горючих газов.

Метод подходит для соединения почти всех металлов, используемых в технике. Применяется в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, при выполнении ремонтных работ.

ГОСТы

Вся информация, относящаяся к газовой сварке и применяемым материалам, изложена в ГОСТах, которые необходимо выполнять.

Некоторые стандарты:

Термины и определения : ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 – определение термина «газовая сварка.
Сварочные материалы : ГОСТ 5457-75 – технические условия на ацетилен газообразный и растворенный технический, ГОСТ 3022-80 – технический водород.
Газовая сварка и резка : ГОСТ 29090-91 – требования к материалам для газовой сварки.

Принцип работы

Ацетилен – соединение углерода с водородом. Бесцветный, с резким специфическим запахом горючий газ, взрывоопасный. Работа с газом требует осторожности и соблюдения мер техники безопасности.

Транспортировка баллонов

Заменители ацетилена

Сварка металлов, имеющих температуру плавления ниже стали, может осуществляться с использованием газов–заменителей. Например: пропан, метан, водород.

Пропан – технический газ без цвета, имеет резкий запах, тяжелее воздуха . Для сварки используют пропан-бутановую смесь, содержащую 5-30% бутана. Температура пропан-кислородного пламени достигает 2400 °С.

Метан-кислородная смесь почти без запаха . Пламя имеет температуру 2100-2200 °С, поэтому такой горючий газ применяют ограниченно.

Водород – легкий горючий газ без запаха, бесцветный . В определенных пропорциях с кислородом и воздухом может образовать взрывоопасную смесь. Поэтому обязательно соблюдение правил безопасности при работе с газом. Водород для сварки находится в стальных баллонах зеленого цвета. Имеет газообразное состояние. Пламя водородно-кислородное имеет синий оттенок. Нечеткие очертания его зон затрудняют регулировку.

Виды пламени и их использование

Состав горючей смеси влияет на внешний вид и температуру сварочного пламени. Оно имеет 3 зоны: ядро, восстановительную (среднюю), факел-окислительную. Ядро включает механическую смесь нагретого до высокой температуры кислорода и разложенного ацетилена.

В зависимости от пропорции ацетилена и кислорода различают 3 вида пламени:

окислительное ;
восстановительное ;
с повышенным содержанием горючего газа .

Окислительное

Пламя формируется при увеличении подачи в горелку кислорода или уменьшении количества ацетилена. На 1 объемную часть ацетилена должно приходиться 1.3 и более части кислорода. Характерные черты:

Укороченное заостренное ядро бледной окраски с расплывчатыми очертаниями границ.
Сокращение длины средней зоны и факела .
Окраска пламени – синевато-фиолетовая.
Горение происходит с шумом .
Температура пламени превышает норму .

Этот тип пламени применяется для соединения низкоуглеродистой стали и сварки латуни.

Восстановительное (нормальное)

Соотношение ацетилена к кислороду может находиться в пределах от 1:1 до 1:1.3. В пламени происходит образование углерода и водорода, благодаря которым металл раскисляется и восстанавливается. В таких условиях формируется однородный без газовых пузырей и пор.

Ядро пламени – светлое, восстановительная зона и факел имеют более темный оттенок. При увеличении давления кислорода ядро удлиняется. Факел имеет температуру намного ниже восстановительной зоны. Нормальное пламя используют для сваривания большинства видов .

С повышенным содержимым горючего газа

Имеет название – науглероживающее или ацетиленистое пламя. Для него характерно увеличение подачи ацетилена или уменьшение кислорода. На 1 часть ацетилена берется 0.95 и менее части кислорода. Характерные признаки:

увеличение размеров зоны сгорания ;
расплывчатость очертаний ядра , возникновение на его конце зеленого венчика;
посветление восстановительной зоны почти до ее соединения с ядром;
пожелтение пламени .

Результатом избытка ацетилена является его неполное сгорание, пламя коптит из-за недостатка кислорода. Излишек ацетилена разлагается на углерод и водород. В расплавленный металл переходит углерод. Результат – науглероживается металл шва.

Пламя с небольшим избытком горючего газа используют для сварки магниевых и алюминиевых сплавов, чугуна.

Характеристика методов газовой сварки

Существует 2 способа:

правый ;
левый .

Правый

Это метод, при котором сварка выполняется слева направо. Направление:

сварочного пламени – сваренный участок шва;
присадочной проволоки – вслед за горелкой.

Мундштуком горелки совершаются небольшие поперечные колебания.

По сравнению с левым способом:

производительность сварки на 20-25% выш е;
качество сварного шва лучше ;
расход газов меньше на 15-20% .

Рассеивание теплоты пламени меньше по сравнению с левым методом, в связи с чем угол раскрытия шва составляет 60-70°, что способствует уменьшению количества наплавляемого материала, расхода проволоки и снижению коробления изделия.

Способ целесообразен при соединении элементов, имеющих большую теплопроводность и деталей, толщина которых превышает 5 мм.

Левый

Способ заключается в передвижении:

горелки справа налево ;
присадочной проволоки – перед пламенем, которое направлено на несваренную зону шва.

Кромки основного металла перед началом сварочных работ подогревают, что способствует хорошему перемешиванию сварочной ванны.

Левый способ применяют для соединения элементов из легкоплавких и тонких (до 3 мм) металлов.

Схема способов сварки

Характеристика технологий

Различают разные техники наложения сварочных швов:

многослойную ;
валиком ;
ванночками ;
окислительным пламенем .

Многослойная

Применение – выполнение ответственных соединений. Сварочные работы проводятся проходкой коротких участков. Условие – несовпадение стыков швов в отдельных слоях.

Перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего очищается от шлаков и окалины с помощью проволочной щетки.

Преимущества способа по сравнению с однослойной сваркой:

меньшая зона нагрева ;
обеспечение отжига нижерасположенных слоев ;
проковка каждого слоя .

Недостаток: большой расход газов.

Валиком

Соединяемые элементы устанавливают вертикально с зазором в полтолщины листа. Пламенем расплавляют кромки с одновременным образованием круглого отверстия. Его нижний участок на всю толщину металла заплавляют присадочным материалом. Пламя переносят выше, оплавляют кромку отверстия вверху, а на его нижнюю часть накладывают следующий слой материала. Этапы повторяют до окончания формирования сварочного шва.

Если металл имеет толщину 6-12 мм, работы одновременно проводятся с двух сторон двумя сварщиками.

Шов имеет форму сквозного валика, который соединяет . Металл шва – плотный, не имеет дефектов.

Ванночками

Метод применяется при сварке низколегированной и низкоуглеродистой стали до 3 мм толщиной, когда требуется получение угловых соединений и встык. Используется присадочная проволока.

В момент образования на шве ванночки диаметром 4-5 мм в нее направляют конец проволоки, расплавляют ее небольшой участок, после чего перемещают в восстановительную зону . Одновременно мундштуком совершают круговое движение для перехода в рядом расположенную на шве зону новой ванночки. Она должна перекрывать на 1/3 диаметра предыдущую ванночку.

Чтобы избежать окисления, конец проволоки удерживать в восстановительной зоне. Нельзя допускать погружения ядра в ванночку с целью недопущения науглероживания металла шва.

Окислительным пламенем

Метод используется для сварки низкоуглеродистой стали. Цель – повышение производительности сварочного процесса на 10-15%.

Состав пламени β = 1.4. Избыток кислорода при сварке сталей способствует окислению металла шва , поэтому он получается хрупким и имеет поры. Поэтому при работе с целью раскисления окислов железа в сварочной ванне используют присадочные проволоки с повышенным составом кремния и марганца. Например: Св 08Г, Св 08Г2С, Св-12ГС.

Преимущества и недостатки

К положительным качествам газовой сварки относятся:

простота ;
недорогое оборудование ;
возможность регулирования скорости нагрева и охлаждения свариваемого металла;
прочные и плотные сварные швы .

Недостатки:

снижение производительности процесса при увеличении толщины свариваемого материала;
обширная зона нагрева ;
высокая стоимость горючего газа по сравнению с электроэнергией;
сложности механизации и автоматизации процесса .

Газовая сварка сравнительно проста, не требует сложного, дорогого оборудования и источника электроэнергии.

Недостатком газовой сварки является меньшая по сравнению с дуговой скорость нагрева металла и большая зона теплового воздействия на металл. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление свариваемых деталей больше.

Вследствие сравнительно медленного нагрева металла пламенем и невысокой концентрации тепла производительность газовой сварки снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при толщине стали 1 мм скорость газовой сварки составляет около 10 м/ч, при толщине 10 мм - только 2 м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6 мм менее производительна, чем дуговая сварка.

Стоимость ацетилена и кислорода выше стоимости электроэнергии, поэтому газовая сварка обходится дороже электрической. К недостаткам газовой сварки относится также взрывоопасность и пожароопасность при нарушении правил обращения с карбидом кальция, горючими газами и жидкостями, кислородом, баллонами со сжатыми газами и ацетиленовыми генераторами. Газовую сварку применяют при следующих работах: изготовлении и ремонте изделий из стали толщиной 1-3 мм; сварке сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, вварке заплат и пр.; ремонте литых изделий из чугуна, бронзы, силумина; сварке стыков труб малых и средних диаметров; изготовлении изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; изготовлении узлов конструкций из тонкостенных труб; наплавке латуни на детали из стали и чугуна; соединении ковкого и высокопрочного чугуна с применением присадочных прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной сварке чугуна.

Газовой сваркой можно соединять почти все металлы, применяемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой.

ТЕХНИКА ГАЗОВОЙ СВАРКИ

Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Наиболее трудно выполнять потолочные швы, так как в этом случае сварщик должен поддерживать и распределять по шву жидкий металл, используя давление газов пламени. Наиболее часто газовой сваркой выполняют стыковые соединения, реже угловые и торцовые соединения. Газовой сваркой не рекомендуется выполнять соединения внахлестку и тавровые, так как они требуют интенсивного нагрева металла и сопровождаются повышенным короблением изделия.

Отбортованные соединения тонкого металла сваривают без присадочной проволоки. Применяют прерывистые и непрерывные швы, а также швы однослойные и многослойные. Перед сваркой кромки тщательно очищают от следов масла, краски, ржавчины, окалины, влаги и прочих загрязнений.

В табл. 10 показана подготовка кромок при газовой сварке углеродистых сталей стыковыми швами.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГОРЕЛКИ ПРИ СВАРКЕ

Пламя горелки направляют на свариваемый металл так, чтобы кромки металла находились в восстановительной зоне, на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. Касаться расплавленного металла концом ядра нельзя, так как это вызовет науглероживание металла ванны. Конец присадочной проволоки также должен находиться в восстановительной зоне или быть погруженным в ванну расплавленного металла. В том месте, куда направлен конец ядра пламени, жидкий металл давлением газов слегка раздувается в стороны, образуя углубление в сварочной ванне.

Скорость нагрева металла при газовой сварке можно регулировать, изменяя угол наклона мундштука к поверхности металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла передается от пламени металлу и тем быстрее он будет нагреваться. При сварке толстого или хорошо проводящего тепло металла (например, красной меди) угол наклона мундштука а берут больше, чем при сварке тонкого или с низкой теплопроводностью. На рис. 86, а показаны углы наклона мундштука, рекомендуемые при левой (см. § 4 этой главы) сварке стали различной толщины.

На рис. 86, б показаны способы перемещения мундштука по шву. Основным является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные и круговые движения являются вспомогательными и служат для регулирования скорости прогрева и расплавления кромок, а также способствуют образованию нужной формы сварного шва.

Способ 4 (см. рис. 86, б) применяют при сварке тонкого металла, способы 2 и 3 - при сварке металла средней толщины. Во время сварки нужно стремиться к тому, чтобы металл ванны всегда был защищен от окружающего воздуха газами восстановительной зоны пламени. Поэтому способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять не рекомендуется, так как при нем возможно окисление металла кислородом воздуха.

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ГАЗОВОЙ СВАРКИ

Левая сварка (рис. 87, а). Этот способ наиболее распространен. Его применяют при сварке тонких и легкоплавких металлов. Горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку ведут впереди пламени, которое направляют на несваренный участок шва. На рис. 87, а внизу показана схема движения мундштука и проволоки при левом способе сварки. Мощность пламени при левой сварке берут от 100 до 130 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали).

Правая сварка (рис. 87, б). Горелку ведут слева направо, присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Пламя направляют на конец проволоки и сваренный участок шва. Поперечные колебательные движения производят не так часто, как при левой сварке. Мундштуком делают незначительные поперечные колебания; при сварке металла толщиной менее 8 мм мундштук передвигают вдоль оси шва без поперечных движений. Конец проволоки держат погруженным в сварочную ванну и перемешивают им жидкий металл, чем облегчается удаление окислов и шлаков. Тепло пламени рассеивается в меньшей степени и используется лучше, чем при левой сварке. Поэтому при правой сварке угол раскрытия шва делают не 90°, а 60-70°, что уменьшает количество наплавляемого металла, расход проволоки и коробление изделия от усадки металла шва.

Правой сваркой целесообразно соединять металл толщиной свыше 3 мм, а также металл высокой теплопроводности с разделкой кромок, как, например, красную медь. Качество шва при правой сварке выше, чем при левой, потому что расплавленный металл лучше защищен пламенем, которое одновременно отжигает наплавленный металл и замедляет его охлаждение. Вследствие лучшего использования тепла правая сварка металла больших толщин экономичнее и производительнее левой — скорость правой сварки на 10—20% выше, а экономия газов составляет 10-15%.

Правой сваркой соединяют сталь толщиной до 6 мм без скоса кромок, с полным проваром, без подварки с обратной стороны. Мощность пламени при правой сварке берут от 120 до 150 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали). Мундштук должен быть наклонен к свариваемому металлу под углом не менее 40°.

При правой сварке рекомендуется применять присадочную проволоку диаметром, равным половине толщины свариваемого металла. При левой сварке пользуются проволокой диаметром на 1 мм больше, чем при правой сварке. Проволока диаметром более 6—8 мм при газовой сварке не применяется.

Сварка сквозным валиком (рис. 88). Листы устанавливают вертикально с зазором, равным половине толщины листа. Пламенем горелки расплавляют кромки, образуя круглое отверстие, нижнюю часть которого заплавляют присадочным металлом на всю толщину свариваемого металла. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону отверстия, и так до тех пор, пока не будет сварен весь шов. Шов получается в виде сквозного валика, соединяющего свариваемые листы. Металл шва получается плотным, без пор, раковин и шлаковых включений.

Сварка ванночками. Этим способом сваривают стыковые и угловые соединения металла небольшой толщины (менее 3 мм) с присадочной проволокой. Когда на шве образуется ванночка диаметром 4-5 мм, сварщик вводит в нее конец проволоки и, расплавив небольшое количество ее, перемещает конец проволоки в темную, восстановительную часть пламени. При этом он делает мундштуком круговое движение, перемещая его на следующий участок шва. Новая ванночка должна перекрывать предыдущую на 1/3 диаметра. Конец проволоки во избежание окисления нужно держать в восстановительной зоне пламени, а ядро пламени не должно погружаться в ванночку во избежание науглероживания металла шва. Сваренные этим способом (облегченными швами) тонкие листы и трубы из малоуглеродистой и низколегированной стали дают соединения отличного качества.

Многослойная газовая сварка. Этот способ сварки имеет ряд преимуществ по сравнению с однослойной: обеспечивается меньшая зона нагрева металла; достигается отжиг нижележащих слоев при наплавке последующих; обеспечивается возможность проковки каждого слоя шва перед наложением следующего. Все это улучшает качество металла шва. Однако многослойная сварка менее производительна и требует большего расхода газов, чем однослойная, поэтому ее применяют только при изготовлении ответственных изделий. Сварку ведут короткими участками. При наложении слоев нужно следить за тем, чтобы стыки швов в различных слоях не совпадали. Перед наложением нового слоя нужно проволочной щеткой тщательно очистить поверхность предыдущего от окалины и шлаков.

Сварка окислительным пламенем. Этим способом сваривают малоуглеродистые стали. Сварку ведут окислительным пламенем, имеющим состав

Для раскисления образующихся при этом в сварочной ванне окислов железа применяют проволоки марок Св-12ГС, Св-08Г и Св-08Г2С по ГОСТ 2246— 60, содержащие повышенные количества марганца и кремния, которые являются раскислителями. Данный способ повышает производительность на 10—15%.

Сварка пропан - бутан-кислородным пламенем . Сварка ведется при повышенном содержании кислорода в смеси

с целью повышения температуры пламени и увеличения провара и жидкотекучести ванны. Для раскисления металла шва применяют проволоки Св-12ГС, Св-08Г, Св-08Г2С, а также проволоку Св-15ГЮ (0,5—0,8% алюминия и 1 - 1,4% марганца) по ГОСТ.

Исследованиями А. И. Шашкова, Ю. И. Некрасова и С. С.Ваксман установлена возможность использования в данном случае обычной малоуглеродистой присадочной проволоки Св-08 с раскисляющим покрытием, содержащим 50% ферромарганца и 50% ферросилиция, разведенного на жидком стекле. Вес покрытия (без учета веса жидкого стекла) составляет 2,8—3,5% к весу проволоки. Толщина покрытия: 0,4-0,6 мм при использовании проволоки диаметром 3 мм и 0,5—0,8 мм при диаметре 4 мм. Расход пропана 60-80 л/ч на 1 мм толщины стали, в = 3,5, угол наклона прутка к плоскости металла составляет 30-45°, угол разделки кромок 90°, расстояние от ядра до прутка 1,5—2 мм, до металла 6-8 мм. Этим способом можно сваривать сталь толщиной до 12 мм. Лучшие результаты получены при сварке стали толщиной 3-4 мм. Проволока Св-08 с указанным покрытием является полноценным заменителем более дефицитных марок проволоки с марганцем и кремнием при сварке пропан-бутаном.

Особенности сварки различных швов. Горизонтальные швы сваривают правым способом (рис. 89, а). Иногда сварку ведут справа налево, держа конец проволоки сверху, а мундштук снизу ванны. Сварочную ванну располагают под некоторым углом к оси шва. При этом облегчается формирование шва, а металл ванны удерживается от стекания.

Вертикальные и наклонные швы сваривают снизу вверх левым способом (рис. 89, б). При толщине металла более 5 мм шов сваривают двойным валиком.

При сварке потолочных швов (рис. 89, в) кромки нагревают до начала оплавления (запотевания) и в этот момент вводят в ванну присадочную проволоку, конец которой быстро оплавляют. Металл ванны удерживается от стекания вниз прутком и давлением газов пламени, которое достигает 100-120 гс/см 2 . Пруток держат под небольшим углом к свариваемому металлу. Сварку ведут правым способом. Рекомендуется применять многослойные швы, свариваемые в несколько проходов.

Сварку металла толщиной менее 3 мм с отбортованными кромками без присадочного металла производят спиралеобразными (рис. 89, г) или зигзагообразными (рис. 89, д) движениями мундштука.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.05.31

Газовая сварка – соединение металлов путем образования сварочных ванн при нагревании поверхностей металлов пламенем высоких температур, которое образуется при сгорании смеси ацетилена и кислорода, в данном случае кислород является катализатором, который приводит к моментальному возгоранию ацетилена и образованию сварочной струи.

В некоторых случаях ацетилен может быть заменен пропан-бутаном, метаном, парами бензина (ювелирная промышленность и сварка драгоценных металлов), водород, полученный в ходе электролиза дистиллированной воды.

Горючий газ совместно с кислородом подаются в сварочной устройство и выводятся через калиброванное сопло, после этого происходит воспламенение, регулировка подачи осуществляется с помощью вентилей.

При этом пламя состоит из трех составных частей:

ядро;
восстановление;
факел.

Самая высокая температура в ядре пламени, но сварка производится частью между восстановлением и ядром.

Кроме того воздействие открытого высокотемпературного пламени на сварные поверхности защищает сварочную ванну от взаимодействия с воздухом.

Благодаря высокой способности к резке металлов, данный вид сварки так же используют для фигурной и высокоточной резки металлических листов, изготовления деталей и изделий.

Среди множества технологий по обработке металла лазерная резка выделяется своей экономичностью и эффективностью. Читайте о лазерной резке металла

Непосредственная сварка ацетиленовой горелкой подразумевает нагрев сварных кромок, их оплавление и соединение;
Наплавка, напыление.

Такой вид использования газовой сварки подразумевает использование присадочного прутка из мягкого металла, который дополнительно насыщает сварочную ванну у оплавленных кромок.

Качественное отличие двух способов заключается в расходе газовой смеси, времени и функциональности.

В первом случае требуется больший расход газа, так как оплавление двух металлических кромок требует больше температуры, чем нагрев присадочного прутка из легкоплавких металлов.

Холодная сварка линолеума - очень эффективный и технологичный способ скрепления между собой покрытий из линолеума. Подробнее

Сварка с использованием присадок намного крепче и выглядит более эстетично, занимает меньше времени по той же причине, что и меньший расход газа.

Область применения данного вида сварки обширна: сварка тонкостенных труб технологических трубопроводов, сварка технологических изделий и запчастей машин, наплавка прутка на запчасти и чугунные детали, нагрев кованных фрагментов и поковка.

Сварка состоит из следующих элементов: баллон с пропаном (или любой другой горючий газ, близкий по свойствам текучести к инертному), баллон с кислородом, который является катализатором к воспламенению, и газовая резка, которая состоит из бронзовой трубки, двух вентилей-регуляторов для пропана и кислорода, на конце трубки расположено калиброванное сопло-форсунка для распыления газа под давлением.

Поджиг производится специальной кремниевой пьеза-зажигалкой.

Плюсы:

самым главным положительным критерием является автономность и отсутствие необходимости в источнике переменного или постоянного тока. Этот факт делает крайне эффективным использование такого вида сварки на закрытых объектах, стройках, удаленных площадках, где нет постоянного и бесперебойного источника тока;
регулировка расстояния сварочника от поверхности сварочных металлов и регулировка температурных режимов позволяет избежать прожогов, даже если свариваются тонколистные металлические пластины;
оборудование обладает малой массой, весьма мобильно для перемещений и транспортировки;
надежность и качество производимых работ является основной положительной характеристикой данного вида сварки.

низкая производительность, медленная высокоточная работа, которая требует от ;
высокая температура, которая имеет большой окружной диапазон;
расходные материалы.

Меры предосторожности и правила использования газовой горелки

Так как газовая горелка имеет высокий температурный диапазон окружного действия, то необходимо помнить о следующих правилах ТБ:

все работы необходимо производить в рукавицах-крагах, которые уберегут ладони сварщика от ожогов;
также нежелательно смотреть на ядро пламени, так как температура выше 1000 градусов и световая нагрузка отрицательно влияет на роговицу глаза.

Очень осторожно: категорически запрещается брать газовую резку и открывать баллон с кислородом масляными руками, так как при взаимодействии индустриального масла и кислорода происходит моментальное воспламенение кислорода и взрыв в замкнутом пространстве баллона.

Газовая резка и сварка автогеном уже более 60 лет является показателем качества и функциональности для целого ряда работ в промышленности.

Удобство и доступность, сочетание цены и качества вывели этот вид сварки вровень с

Самостоятельная, без участия профессионалов, но качественная и быстрая сборка металлических конструкций во время ремонтных работ, пайка швов, а также резка различных металлических изделий возможна при помощи хорошего сварочного аппарата для дома. О сварочных аппаратах читайте

Такому способу соединения металлических деталей, как газовая сварка, уже более сотни лет. На протяжении этого времени данная технология продолжает успешно совершенствоваться, хотя другие методы сварки, в которых используется электрическая дуга, развиваются более активно и вытесняют сварку, в которой используется газовая горелка.

Плюсы и минусы газовой сварки

Такой метод соединения металлов, как газовая сварка, предполагает плавление соединяемых материалов, в результате чего формируется гомогенная структура. Горение газа, за счет которого и осуществляется нагрев и расплав металла, обеспечивается за счет введения в газовую смесь чистого кислорода. Такой метод соединения металлов отличается целым рядом преимуществ.

Этот способ сварки не требует использования сложного оборудования (сварочного инвертора или полуавтоматического аппарата).
Все расходные материалы для осуществления такой сварки несложно приобрести.
Газовая сварка (соответственно, и газовая сварка труб) может выполняться даже без мощного источника энергии и порой без специальных защитных средств.
Процесс такой сварки хорошо поддается регулированию: можно устанавливать требуемую мощность пламени горелки, контролировать степень нагрева металла.

У данного метода есть и недостатки.

Металл нагревается очень медленно, в отличие от использования электрической дуги.
Зона тепла, которая формируется газовой горелкой, является очень широкой.
Очень сложно концентрировать тепло, создаваемое газовой горелкой, оно является более рассеянным, по сравнению с электродуговым способом.
Газовую сварку можно отнести к достаточно дорогостоящим методам соединения металлов, если сравнивать ее с . Стоимость затраченного кислорода и ацетилена значительно перекрывает цену электричества, затрачиваемого для сварки однотипных деталей.
При сварке толстых металлических деталей значительно снижается скорость выполнения соединения. Обусловлено это тем, что концентрация тепла при использовании газовой горелки очень низкая.
Газовая сварка плохо поддается автоматизации. Механизировать можно лишь процесс газовой сварки тонкостенных труб или резервуаров, который выполняется с использованием многопламенной горелкой.

Материалы для выполнения сварки с использованием газа

Технология газовой сварки предполагает использование различных типов газов, выбор которых зависит от целого ряда факторов.

Одним из газов, используемых для сварки, является кислород. Характеризуется этот газ отсутствием цвета и запаха, он выступает в качестве катализатора, активизируя процессы плавления соединяемого или разрезаемого материала.

Для того чтобы хранить и транспортировать кислород, используются специальные баллоны, в которых он содержится под постоянным давлением. При контакте с техническим маслом кислород может воспламениться, поэтому следует исключить саму возможность такого контакта. Баллоны, в которых содержится кислород, необходимо хранить в помещениях, защищенных от источников тепла и солнечного света.

Получают сварочный кислород путем его выделения из обычного воздуха, для чего используются специальные устройства. В зависимости от степени своей чистоты кислород бывает трех типов: высший (99,5%), первый (99,2%) и второй (98,5%) сорт.

Для различных манипуляций с металлами (сварки и резки) также применяется бесцветный газ ацетилен C2H2. При определенных условиях (давлении, превышающем 1,5 кг/см2 и температуре свыше 400 градусов) данный газ может самопроизвольно взорваться. Получают ацетилен при взаимодействии карбида кальция и воды.

Преимущество использования ацетилена при сварке металлов заключается в том, что температура его горения позволяет без проблем осуществлять этот процесс. Между тем использование более дешевых газов (водород, метан, пропан, керосиновые пары) не дает возможности получить такую высокую температуру горения.

Проволока и флюс для выполнения сварки

Для осуществления сварки металлов, кроме газа, необходимы также . Именно за счет этих материалов создается сварочный шов, формируются все его характеристики. Проволока, которая используется для сварки, должна быть чистой, без признаков коррозии и краски на ее поверхности. В отдельных случаях в качестве такой проволоки можно использовать полоску того же металла, который подвергается свариванию. Для того чтобы обеспечить защиту сварочной ванны от внешних факторов, необходимо использовать специальный флюс. В качестве такого флюса часто используются борная кислота и бура, которые наносятся непосредственно на поверхность свариваемого металла или на используемую для сварки проволоку. Без флюса может выполняться газовая , а при соединении деталей из алюминия, меди, магния и их сплавов такая защита необходима.

Оборудование для газовой сварки

Технология газовой сварки предполагает использование определенного оборудования.

Водяной затвор

Водяной затвор необходим для обеспечения защиты всех элементов оборудования (генератор ацетилена, трубы) от обратной тяги огня из горелки. Такой затвор, вода в котором должна находиться на определенном уровне, размещается между газовой горелкой и генератором ацетилена.

Баллон, в котором содержится газ

Такие баллоны окрашиваются разной краской в зависимости от того, какой газ в них планируется хранить. Между тем верхняя часть баллона не красится, чтобы исключить контакт газа с компонентами краски. Следует также иметь в виду, что на баллоны, в которых хранится ацетилен, нельзя устанавливать вентили из меди, так как это может привести к взрыву газа.

Редуктор

Он используется для снижения давления газа, выходящего из баллона. Редукторы могут быть прямого или обратного действия, а для сжиженного газа используются модели с оребрением, которые исключают его вымерзание при выходе.

Специальные шланги

Газовую сварку невозможно выполнять без использования специальных шлангов, по которым может подаваться как газ, так и горючие жидкости. Такие шланги делятся на три категории, маркируемые 1) красной полосой (работают при давлении до 6 атмосфер), 2) желтой полосой (для подачи горючих жидкостей), 3) синей полосой (работают при давлении до 20 атм).

Горелка

Смешивание газов и их горение обеспечивается за счет использования горелки, которая может быть инжекторного и безинжекторного типа. Классифицируются горелки и по своей мощности, которая характеризует количество газа, пропускаемого в единицу времени. Так, бывают горелки большой, средней, малой и микромалой мощности.

Специальный стол

Газовую сварку осуществляют на специально обустроенном месте, которое называется постом. По сути, таким местом является стол, который может быть с поворотной или фиксированной столешницей. Этот стол, оснащенный вытяжной вентиляцией и всем необходимым для хранения вспомогательного инструмента, значительно облегчает труд сварщика.

Особенности выполнения газовой сварки

Регулировка параметров пламени осуществляется при помощи редуктора, который позволяет менять состав газовой смеси. При помощи редуктора можно получать пламя трех основных типов: восстановительное (используемое для сварки практически всех металлов), окислительное и с повышенным количеством горючего газа. При сварке металлов в расплавленной ванне протекают одновременно два процесса – окисление и восстановление. При этом при сварке алюминия и магния окислительные процессы протекают активнее.

Сам сварочный шов и участок, прилегающий к нему, характеризуется разными параметрами. Так, участок металла, прилегающий к шву, отличается минимальной прочностью, именно он наиболее склонен к разрушению. Прилегающий к данной зоне металл имеет структуру с крупными зернами.

Чтобы улучшить качество шва и зоны, которая к нему прилегает, выполняют дополнительный нагрев или так называемую термическую ковку металла.

Технологии сварки различных металлов имеют свои нюансы.

Газовую выполняют с помощью любого газа. В качестве присадочного материала при сварке таких сталей используется проволока из стали, содержащей небольшое количество углерода.
Методы сварки выбираются в зависимости от их состава. Так, нержавеющие жаропрочные стали варятся с использованием проволоки, содержащей хром и никель, а отдельные марки требуют применения присадочного материала, дополнительно содержащего молибден.
Чугун варится науглероживающим пламенем, которое предотвращает пиролиз кремния и образование зерен хрупкого белого чугуна.
Для сварки меди необходимо использовать пламя большей мощности. Кроме того, по причине повышенной текучести меди детали из нее сваривают с минимальным зазором. В качестве присадочного материала используется проволока из меди, а также флюс, который способствует раскислению металла шва.
При

Газовая сварка широко востребована на производстве и в домашнем хозяйстве. Все больше частников, предпочитающих самостоятельно выполнять различные работы, делают это с использованием сложной техники. Это позволяет им выполнять усложненные задачи и осуществлять разнообразные проекты.

По этой причине газовая сварка своими руками интересует домашних мастеров. Но прежде чем брать в руки горелку, надо узнать, чем и как это делается.

Сварочные работы на газе: назначение и специфика

Газосварка – это процесс плавления основного и присадочного металлов на кромках деталей в результате воздействия на них пламени горелки . Выбор химсостава присадочных прутков зависит от физико-химических характеристик основного металла.

Рисунок 1. Технология газовой сварки.

Пламя поддерживается за счет подачи к горелке газа вместе с технически чистым кислородом (рис.1). Добавление последнего и делает огонь пригодным для применения в сварке. Причем тем, какую долю занимает кислород, определяется свойство огня и его практическое применение.

По соотношению газов пламя газовой сварки делится на три вида:

восстановительное;
окислительное;
науглероживающее.

Пламя первого вида (его еще называют нормальным) содержит равные доли ацетилена и кислорода. Окислительный огонь образуется при избытке кислорода, а науглероживающий отличается избытком ацетилена.

В отличие от электродуговой сварки, газовая обеспечивает плавный нагрев металлических кромок.

С ее помощью при разных способах пайки и наплавки обрабатываются стальные детали, имеющие толщину 0,2-5 мм, различные типы инструментальных сталей, а также цветные металлы и чугун. Все указанные металлы необходимо сваривать путем мягкого и медленного нагревания

Какие газы применяются при газосварке?

Пламя газовой горелки создается благодаря сгоранию рабочих газов под воздействием кислорода. Чистота последнего должна быть не ниже 98%.

В газовой сварке в качестве горючих газов используются несколько газообразных химических элементов. Это ацетилен, метан, водород, пропан и пропанбутановые смеси, пары осветительного керосина и бензина. Все перечисленные вещества отлично горят на открытом воздухе.

Рисунок 2. Способы сварки – правый и левый.

Особенностью всех упомянутых газов является то, что они сами по себе не генерируют очень высокую температуру, необходимую для быстрого расплавления металлических структур. Для этого им требуется дополнительный кислородный поток.

Самым популярным среди указанных газообразных веществ на сегодняшний день является газ ацетилен. Он активно образуется в результате химической реакции при соединении карбида кальция с обыкновенной водой. Взаимодействуя с кислородной струей, ацетилен в момент сгорания «выдает» температуру до 3200-3400 °С. Для его получения используют специальные генераторы, которые в настоящее время широко производятся промышленностью.

В газосварочном аппарате соединение ацетилена с кислородом происходит в специальной смесительной части горелки. В эту камеру через шланги оба газа подаются по отдельности: ацетилен из генератора, а кислород из баллона, который традиционно имеет либо голубую, либо синюю окраску. В емкости окислитель содержится под давлением в 3-4 атмосферы.

Надо отметить, что составные компоненты газовой смеси подаются под разным давлением (у кислорода оно больше). Поэтому когда кислород попадает в центральный подающий канал горелки, его продвижение создает сильное разрежение, из-за чего ацетилен, закачиваемый под более низким давлением, самотеком засасывается в канал. Здесь, в смесительном отделе, газы смешиваются, вступают в реакцию и через наконечник поступают наружу, на точку сварки.

Особенности подготовки и сваривания металлов газосваркой

Рисунок 3. Углы наклона мундштука горелки при сварке различных толщин.

Для того чтобы правильно выполнять сварочные работы, необходимо понимать принципы сварочных операций и последовательность действий газосварщика. Технология этих работ включает подготовительные операции, в том числе обработку свариваемых кромок металлических заготовок и выбор способа сварки, настройку газовой горелки в надлежащее положение, а также определение всех требуемых параметров газосварочного аппарата, в том числе мощности огненной струи и диаметра проволочной присадки.

При подготовке к сварочным работам металлические кромки заготовки следует очистить от различных загрязнений, окалины и масла. На специальном станке или, если станка нет в наличии, с помощью обыкновенного зубила (можно использовать и пневматическую разновидность данного инструмента) на кромках делается скос, необходимый для заполнения будущего шва расплавленной сварочной присадкой.

Во время работы очень важно, чтобы положение свариваемых элементов было жестко фиксированным. Для того чтобы обеспечить невозможность их перемещения относительно друг друга, перед основной сваркой осуществляют прихватку краев заготовок.

Если идет речь о тонких металлических листах и коротких швах, то прихватки делают длиной по 6-7 мм каждая, между ними должны быть неприхваченные просветы длиной примерно 70-100 мм. Если соединяются детали из толстого металла, а швы планируется делать длинными, длина каждой прихватки должна достигать 25-30 мм при интервалах между ними в 300-500 мм.

Переходя к сварке, отметим, что ее качество в большой мере зависит от правильного положения горелки по отношению к стыковочному шву и от направления проводки по шву. Здесь различают правый и левый варианты направления производства сварочных операций (рис.2).

При использовании перемещения рабочего органа газосварочного агрегата вправо проводка осуществляется слева направо. В этом случае горелка перемещается перед проволочной присадкой, а ее пламя направлено на формируемый сварочный шов.

Левый способ, напротив, предполагает перемещение горелки справа налево. При таком передвижении горелка располагается над присадкой. В результате огненная струя оказывается непосредственно направленной на неприваренные друг к другу металлические кромки. Происходит интенсивный прогрев кромок, которые таким образом подготавливаются к последующему качественному свариванию.

Стоит отметить, что с применением правого способа соединяют металлические детали толщиной более 5 мм, делают потолочные сварочные швы. В то же время левым способом формируют вертикальные швы, если сварка производится снизу вверх.

Во время выполнения газосварки наконечник горелки и присадочный прут должны двигаться по отношению друг к другу (рис.3)/ Мундштук перемещают вдоль шва и одновременно попрек шовной оси, а присадочный прут постепенно продвигают навстречу движению мундштука.

Меры безопасности при работах с газом

Сварочное оборудование должно быть в исправном состоянии. В противном случае работа запрещена.

Транспортировка газовых баллонов производится либо специальными носилками, либо на специально спроектированной тележке.

При работах в закрытых помещениях надо обязательно предусмотреть перерывы с выходами на свежий воздух.

При работах в емкостях присутствие снаружи второго работника обязательно.

Сварщик должен обязательно иметь защитные очки.

Соблюдая все указанные правила, можно своими руками выполнять газосварку на высоком уровне.