Ацетиленовая сварка

Инструменты и материалы

Баллон окрашен в белый цвет. Для поддержания горения используется баллонный кислород. Как правило, их перевозят на специальных тележках.

В зависимости от толщины свариваемого металла предусмотрено использование нескольких размеров горелки и сопла. Самый маленький размер, который может иметь горелка – нулевой, а самый большой – пятый.

При необходимости сильного нагрева толстого металла используется наибольший номер с отверстием, позволяющим подавать газовую смесь в сварочную ванну и обеспечивающую нормальный прогрев стыка.

К горелке подходят шланги с ацетиленом и кислородом. Крепятся с помощью резьбового соединения.

https://youtube.com/watch?v=Rz1zG_fjkAU

Редукторы позволяют регулировать подачу газа и понижать давление газа, поступающего из баллона. Давление в кислородном баллоне порядка 150 атм. К тому же редукторы защищают баллон от обратного удара.

В зависимости от вида свариваемого материала, присадочная проволока может выполняться из стали или других металлов с добавлением легирующих добавок. Они улучшают качество шва. Для ацетиленовой сварки стальных водопроводных труб используют оббитые электроды для ручной электросварки, но это более дорогой вариант.

Коротко о самодельных устройствах

Создать простой прибор для плазменной сварки можно своими руками.

Конструкция включает следующие элементы:

1. Катод из вольфрамового электрода. Его закрепляют винтом или приваривают к стальному держателю.
2. Ручку из диэлектрического материала — фенопласта, фторопласта.
3. Стальную или латунную крышку.
4. Штуцер для подачи газа.
5. Медное сопло. Деталь должна быть сменной, ведь она быстро изнашивается. Резьбу между анодом и соплом обрабатывают графитом.
6. Перегонный куб для подачи паров водно-спиртовой смеси.
7. Сварочный трансформатор. Он должен генерировать мощные электрические импульсы. Вторичную обмотку составляют из небольшого числа витков толстого медного кабеля.

Дуга образуется после нажатия клавиши «Пуск». Изначально искра загорается в сухой горелке. Затем дуга переходит в режим горения от тока. После нагрева анода вместо воздуха рабочим газом становится нагретая спиртовая смесь.

Взрывоопасность газа

Ацетилен — взрывоопасный газ. Его самовозгорание происходит при 335°C, а в смеси с кислородом — при 300°C.

Факторы, увеличивающие вероятность взрыва:

• высокое давление и температура (до 200 кПа и до 400°C);
• продолжительный контакт с серебром и медью;
• смешивание с чистым кислородом или воздухом.

Во время взрыва выделяется много тепла (в 2 раза больше по сравнению с аналогичной массой тротила), что приводит к большим разрушениям.

Действия в случае возгорания

Если в результате неправильного использования ацетилена возник пожар, выполняют следующие действия:

• из опасной зоны убирают все емкости с ацетиленом (нагретые баллоны охлаждают водой или специальным веществом, пока они не остынут);
• неискрящимся ключом перекрывают газ, если он загорелся на выходе из баллона, после чего емкость остужают;
• при сильном возгорании тушение огня проводят с безопасного расстояния.

Оборудование для ацетиленовой сварки

Так как процесс ацетиленовой сварки основывается на горении смеси газов один, из которых ацетилен, а другой — кислород, то для возможности проведения такого технологического процесса потребуется:

• Емкость для хранения кислорода. При мобильной версии оборудования — это стандартный кислородный баллон сине-голубого цвета для хранения и транспортировки сжатого кислорода на 40 л. Причем существует и более облегченная версия на 10 л. На промышленном производстве, при наличии собственной кислородной станции, подачу кислорода осуществляют по системе кислородопроводов.
• Емкость для генерации или хранения ацетилена. Для этого в одном варианте использовались стандартные баллоны для хранения и транспортировки сжатого газа серого цвета или сниженного, но уже красного цвета. В этом случае ацетилен вырабатывался промышленным способом, а баллоны заправлялись на специальных газогенераторных станциях.

Но наиболее широкое распространение имели так называемые газогенераторы, которые служили для генерации ацетилена непосредственно на месте проведения сварочных работ из карбида кальция. Такой аппарат представлял собой небольшую герметичную емкость, в свою очередь состоящую из двух объемных отделений: внешнего и внутреннего, имеющих общую нижнюю полость.

Работа такого генератора происходила гениально просто. На дно аппарата заливалась вода до определенного уровня, а во внутреннее отделение помещалась металлическая корзина с кусками карбида кальция так, чтобы низ корзины погрузился в воду для начала химической реакции. Далее, емкость генератора герметично закрывалась и генерируемый газ для сварки забирался из специального патрубка. В случае, если разбор газа отставал от объемов выработки, образовавшийся «лишний» газ во внутреннем объеме, создавая избыточное давление, выдавливал воду во внешний объем, чем обезвоживал корзину с карбидом и останавливал процесс генерации ацетилена. Во время проведения сварочных работ такой ход процессов в генераторе повторялся неоднократно.

Дополнительное газобаллонное оборудование, состоящее из резиновых кислородных шлангов, как правило, рассчитанных на 10-16 атм и газовых редукторов для каждого вида газа в отдельности. Причем ацетиленовый редуктор имел черный цвет и все резьбовые соединения левосторонней направленности, а вот кислородное оборудование было синего цвета и могло накручиваться только правосторонней резьбой.

Эта резьбовая особенность разделения принадлежности оборудования к тому или иному газу была сделана в целях техники безопасности, чтобы при подготовке сварочного оборудования к работе сварщик случайно не перепутал шланги и редуктора, так как это могло привести к аварийной ситуации.

Сварочные горелки, представляющие собой систему трубок с запорно-регулирующими кранами, смесительной камерой и соплом. Так же, как и на редукторах, каждый вид газа имеет свой собственный штуцер с левой или правой резьбой соответственно.

В основном применялись газопламенные горелки с номерами от «0» до «5», что определяло их рабочие возможности по интенсивности истечения газов и силе пламени. Так, нулевой номер применялся для самых тонких деталей, а четвертый и пятый номера были, по сути, уже газовыми резаками и применялись для соединения металла толщиной в 4-5 мм или для кислородной резки различных металлических конструкций.

Сегодня этот вид сварки практически уходит в небытие, оставляя за собой прочные позиции в ювелирной промышленности и точном приборостроении.

Если у вас есть свой опыт использования ацетиленовой сварки, то поделитесь им в блоке .

Поиск записей с помощью фильтра:

Характеристика

Сварочная ацетиленовая горелка — это специальное устройство, в которое подаётся для сгорания особый газ (ацетилен). Его используют чаще других приспособлений для газовой сварки. Причины популярности вполне очевидны:

• лёгкость использования;

• экономичность;

• пригодность для работы даже при ограниченном наборе оборудования;

• высокая эффективность применения (оправданная даже на атомных и иных ответственных объектах).

Температура горения ацетилена больше, чем у любого другого из сварочных газов. Она достигает 3200 градусов. Причина состоит в том, что реакция ацетиленового горения — эндотермическая, в то время как другие газы поглощают тепло в процессе распада. Полное сгорание 1 куб. м. этого газа потребует использовать 2,5 куб. м. воздуха. Таковы расчеты, проведённые химиками на основе формул реагирующих веществ.

Однако на практике в пламени ацетилен сгорает лишь неполно, поэтому при реальной сварке расход воздуха не превышает 1-1,2 куб. м. Из-за этого общая полезная производительность по теплу вместо теоретически рассчитанных 13500 ккал на 1 м3 составляет только 5120 ккал на 1 м3. На практике чаще всего используют кислородно-ацетиленовую смесь, в которой 55% приходится на ацетилен, а остальные 45% массы представлены кислородом.

Полезно разобраться также, чем ацетиленовая горелка отличается от пропановой на практике. Первый тип в основном используется для работы со сравнительно тонким (не более 6 мм) металлом. Наконечники горелочных устройств содержат, кроме инжектора, также мундштук и трубку. Пропорции отверстий в мундштуках и инжекторах рассчитываются строго индивидуально для каждого используемого газа. Поэтому для замены газа приходится использовать другой наконечник, желательно того же производителя.

Плюсы и минусы

Самым главным достоинством этого вида сварки является автономность, поэтому отсутствует необходимость в источнике тока, что особо приемлемо при выполнении монтажно-строительных работ на площадках, где отсутствует электроэнергия.

Преимущества ацетиленовой сварки:

1. Возможность регулирования расстояния до свариваемой поверхности и рабочих режимов, что позволяет исключить брак в виде прожогов, даже в случае соединения тонких металлических листов.
2. Мобильность перемещений и транспортировка по монтажно-строительной площадке.
3. Надежность и высокое качество производимых работ.
4. Контроль за процессом сварки.
5. Возможность выполнения неповоротного шва, вблизи препятствий, например, стены без необходимости осуществления операционного стыка.
6. Создание неразъемных металлических соединений с различными температурами точек плавления.
7. Настройка силы и размера сварочного пламени.
8. Повышение качества шва с применением легирующей стальной проволоки.
9. Устранение процессов возникновения деформационных сдвигов конструкции и стыка, путем регулировки температурного режима нагрева, тем самым достигая расчетный режим сваривания металлов.
10. Низкая стоимость оборудования и расходников для устройства.

Недостатки при использовании мини ацетиленовой горелки:

1. Работы могут выполнять только обученные и аттестованные работники.
2. Низкая производительность работ по сварке.
3. Изменение химических и структурных свойств материала на большой площади нагрева.
4. Применение ацетилена создает высокую пожароопасность среды;
5. Большая загазованность в месте сварочных работ.
6. Низкокачественное пайка узлов из легированных стальных материалов.
7. Невозможность выполнения сварки внахлёст.

Газораспределительные рампы, трубопроводы и рукава для газовой сварки

В случае, когда сварка выполняется
при большом расходе горючего газа, питание налаживают от газораспределительной
рампы. Рампа состоит из двух коллекторов, гибких трубопроводов и рампового редуктора.
На каждом из коллекторов смонтирован запорный вентиль, который даёт возможность
замены газового баллона на одном из коллекторов, не останавливая, при этом,
работу другого. Уменьшение давления газа происходит за счёт рампового редуктора.
Давление кислорода, азота и воздуха понижают от 1,5МПа до 0,15МПа (в отдельных
случаях до 0,03Мпа). Давление ацетилена, пропана, бутана и других горючих газов
– от 1,9МПа до 0,01МПа.

Подача кислорода и горючих газов от газораспределительных рамп к рабочим местам
происходит по трубопроводам.

Трубопроводы для подачи ацетилена разделяют на три группы, в зависимости от
рабочего давления:
-низкого давления, до 0,01МПа;
-среднего давления, от 0,01 до 0,15МПа;
-высокого, свыше 0,15МПа.

Трубопроводы для подачи кислорода, в зависимости от рабочего давления, также
бываю трёх групп:
-низкого давления, до 1,6МПа;
-среднего давления, от 1,6 до 6,4МПа;
-высокого, свыше 6,4МПа.

Арматура и трубопроводы для подачи ацетилена изготовлены из стали и окрашены
в белый цвет. Арматуру и трубопроводы для подачи кислорода изготавливают из
латуни или бронзы и окрашивают в голубой цвет.

Рукава (шланги) для газовой сварки

Рукава
(шланги) для газовой сварки необходимы для подачи кислорода и горючих газов
от баллонов и рамп к сварочным горелкам. Рукава должны быть прочными и гибкими,
чтобы не создавать затруднений при работе сварщика.

Изготавливают рукава из вулканизированной резины с тканевыми прокладками по
ГОСТ9356. Различают три класса рукавов для газовой сварки:
Класс I – для подачи горючих газов под давлением до 0,63МПа. Рукава данного
класса окрашены в красный цвет.
Класс II – для подачи горючих жидкостей (бензин, керосин и др.) под давлением
0,63МПа. Такие рукава окрашивают в жёлтый цвет.
Класс III – данный класс рукавов предназначен для подачи кислорода под давлением
до 2,0МПа. Окрашены эти рукава в голубой цвет.

Рукава состоят из внутренней резиновой прослойки (резиновой камеры), далее
идёт слой оплётки металлическими ниятми и слой наружной резиновой прослойки.
Стандартом предусмотрены следующие типоразмеры рукавов для газовой сварки:

Цвет руковов зависит от проводимого ими газа. Ацетиленовые рукава окрашены
в красный цвет, кислородные – в синий. В случае работы от газового баллона,
длина рукава не должна быть меньше, чем 8м. В случае применения ацетиленового
генератора, длина рукавов, идущих от него, должна быть 10м и более.

Дополнительные материалы по теме:

Недостатки

Но есть у ацетиленового вида сварки и некоторые минусы. К ним относятся:

• при нагреве образуется большая площадь с изменениями в свойствах материала, поэтому ацетиленовая сварка не применяется в машиностроении;
• при соединении деталей толщиной более 5 мм газосварку лучше заменить ручной или полуавтоматической электросваркой;
• соединение высокоуглеродистой стали не для кислородно-ацетиленовой сварки;
• при соединении внахлест, металл будет значительно деформироваться, и в нем будут образовываться участки со значительным напряжением;
• требует повышенных затрат на материалы и оборудование, по сравнению с электродуговым типом сварки.

Самый главный недостаток – это высокая взрывоопасность. Но многое в этом зависит от человеческого фактора.

Несоблюдение правил безопасности, неправильных действиях при обратном ударе – это основные ошибки, приводящие к авариям. Сварщик при работе с ацетиленом должен обладать навыками выше тех, которые достаточны для полуавтоматической и автоматической сварки.

Способ ацетиленовой сварки наиболее подходит для стыковых соединений деталей. А качество шва напрямую зависит от качества и чистоты ацетилена и кислорода.

При всех недостатках и высокой взрывоопасности, данный вид является основным для сваривания тонкостенных деталей и некоторых цветных материалов. К этому можно добавить наполненность и аккуратность шва.

Стык электродуговой сварки не может быть таким красивым и надежным как у газосварки, особенно при неповоротном стыке.

Какие дефекты возможны при точечной сварке

В производстве и бытовых условиях востребована многоточечная технология сваривания стальных изделий. Ее используют для соединения тонких деталей. Швы получаются качественными и прочными.

Но не исключены и дефекты:

1. Прожог. В изделиях в процессе перегрева материала и стекания стали образуются отверстия и легко отрываются сплавленные кромки. Это происходит при высокой силе тока, избыточной силе сжатия, продолжительном импульсе. Для предупреждения прожогов рекомендуется уменьшить прижим клещей и ток.
2. Стекание расплавленного металла. Расплавленный материал способен выйти из ядра из-за продолжительного применения слабого импульса или сильного сжимания клещей. При выполнении сварочных работ сталь выплескивается из точек в виде искр. А при таком продолжительном факторе прочность соединения существенно снижается.
3. Непровар. Причиной того, что слабо нагревается ядро, может быть недостаточная сила сжатия и слабый импульс. Непровар возникает при близких точках сварки, т.к. соседняя точка является шунтом, который пропускает через себя часть энергии.

Непровар -это дефект, возникающий в виде несплавления деталей.

Также из-за короткого импульса или плотного прилегания соединяемых деталей может получаться недостаточная площадь расплава. В подобных случаях в одной сварной точке образуется несколько микросплавов, которые суммарно дают более слабое соединение, чем цельная точка.

Исправление ошибок

Точечная бесконтактная или контактная сварка осуществляется согласно разработанной технологии. Но в этой методике есть сложности, способные вызвать различные дефекты. А достаточно сложная диагностика точную картину о виде и качестве шва не дает.

Для устранения дефектов рекомендуется выполнить следующие действия:

• высверлить соединение, повторить спаивание полуавтоматом;
• проварить точечный шов еще раз;
• зачистить наружные выплески материала;
• установить вытяжную или сварную заклепку;
• проковку разогретой точки.

Чтобы не приходилось исправлять недочеты, рекомендуется перед выполнением работ потренироваться на черновых заготовках.

“За” и “Против”

У сварки ацетиленом немало весомых плюсов. Прежде всего, для её осуществления не нужна электродуга и электрический ток вообще.

Всю аппаратуру и расходники легко перемещать при помощи тележки, поэтому работать вы можете даже в самых труднодоступных участках. Также регулировка степени нагрева очень удобная.

Она быстро осуществляется за счет изменения угла между пламенем и поверхностью. Кроме того, при хорошей натренированности вы можете предупредить прожоги на поверхности, изменяя расстояние между пламенем и сварочной ванной.

Поэтому ацетилен редко используют в промышленности и даже маленьких цехах, где нужно производить определённое количество деталей за день. Учтите, что газовая горелка не может нагревать только сварочную ванну.

Она затрагивает также “соседние” участки элементов, что может плохо повлиять на прочность готового изделия. Поэтому недостаточно обученному мастеру лучше не экспериментировать с этим видом сварки. Ею должны заниматься квалифицированные сварщики.

Технология шовной сварки

Листовые заготовки укладываются внахлест. При подаче тока на роликовые электроды в месте контакта с металлом образуется диффузное пятно. Цепочка сварных пятен образует шов, он зависит от сочетания скорости подачи заготовок с импульсами. По типу движения заготовок и способам подачи рабочего тока выделяют три вида роликовой сварки.

Схема шовной роликовой сварки

Шаговая

Необходима для соединения алюминиевых деталей. Заготовки находятся между роликами. Они неподвижны в момент образования диффузной точки расплава, перемещаются рывками только во временные промежутки между импульсной подачей тока. Не происходит перегрева металла, детали прочно скрепляются между собой.

Непрерывная

Такая шовная сварка образует герметичный шов, но применяется редко для тонкостенных заготовок до 1 мм толщиной. Из-за непрерывно подаваемого тока дисковые электроды перегреваются, их приходится часто менять. Металл прокатывается с усилием в непрерывном режиме. Заготовки от теплового воздействия коробятся, процент брака увеличивается.

Прерывистая

Самый распространенный способ, свариваемые детали прокатываются с установленной скоростью. Подача тока регулируется так, чтобы пятна укладывались в непрерывный шов за счет перекрытия диффузных зон. Ролики прижимают металл с постоянным усилием, во время соединения листов пятно вытягивается до овала за счет взаимного движения заготовок и электродов, образуется герметичное соединение. В местах пропусков образуется литая зона, точки перекрываются на 22–35%.

Особенности технологии

Дешевизна промышленного производства исходного сырья в виде карбида кальция и высокая температура пламени при горении с чистым кислородом в 3150⁰ C стали определяющими факторами в превосходстве ацетиленовой сварки над другими видами газопламенной сварки.

Так, при сравнении температуры горения ацетилена и других газов, хорошо вырисовывается его явное преимущество перед ними:

Приведем еще несколько особенностей ацетилена, выраженных в его свойствах:

• температура кипения составляет -83⁰ C, что способствует сравнительно легкому хранению в сжатом или сжиженном состоянии;
• при температуре в -90⁰ C ацетилен затвердевает;
• хорошо растворяется в воде и полностью поглощается органическими растворителями;
• может самопроизвольно взрываться при превышении температуры в 500⁰ C и при достижении давления в 2 атмосферы, но при определенных условиях.

Особенности газовой сварки

Газовая сварка металлов имеет ряд нюансов, которые относятся к работе с разными материалами:

Для того чтобы соединить детали из низкоуглеродистой стали можно использовать любые газы

Дополнительно важно использовать присадочный материал (стальную проволоку), который содержит малое количество углерода.
Чтобы варить чугун, требуется использовать науглероживающее пламя. Оно исключает образование хрупких частиц белого чугуна, которые негативно влияют на показатели прочности, твердости материала.
Прежде чем варить легированные стали, требуется разобраться с их составом

Если это жаропрочные материалы, нужно использовать присадочную проволоку. Она должна содержать никель, хром. Некоторые марки легированных сталей требуют применения присадочных материалов с молибденом.
Чтобы соединять медные детали, нужно использовать пламя повышенной мощности. Важно учитывать, что медь имеет высокий показатель текучести. Из-за этого требуется выставлять минимальный зазор между заготовками. Дополнительно используется защитный флюс, медная проволока в качестве присадочного материала.
Сваривать бронзовые заготовки нужно на восстанавливающем режиме пламени. Важно использовать присадочных материал похожего состава.
При работе с латунными заготовками, важно добавлять больше кислорода к горючему газу. Так можно избежать улетучивания олова из состава материала.

Важно учитывать состав свариваемых материалов, чтобы сделать качественный шов. Газовая сварка медной трубы

Газовая сварка медной трубы

Суть процесса

Суть способа газовой сварки заключается в том, что через специальное сопло на рабочие поверхности подаётся раскалённая струя газа. Она нагревает кромки деталей до критических температур, плавит присадочный материал, который закрепляется на сопле или подаётся на место нагрева с другой стороны.

Газ вытесняет воздух с места разогрева. Поэтому не образуется оксидной плёнки. Постепенно металл остывает, детали объединяются воедино. Перед проведением работ, необходимо научиться выбирать газы для сварки:

1. Наиболее популярная смесь — кислород с ацетиленом.
2. Пропан с кислородом.
3. Водород с кислородом.
4. Метан с кислородом.

Дальнейшие действия

Для того, чтобы выставить раб.давление 0,2МПа на C2H2 редукторе, нужно барашек баллона открыть против часовой стрелки, после чего винт на редукторе выкрутить по часовой. Точно так же выставляется давление на О2 редукторе 0,5 Мпа.

Настроить сварочное пламя можно двумя способами:

Открыть вентиль C2H2 на горелке, потом поджечь пламя, оно не должно отрываться от мундштука, потом подрегулировать его кислородом. Пламя должно иметь ядро, восстановительный участок и факел;

или открыть оба вентиля сразу, каждый на пол-оборота, после чего поджечь пламя. Затем отрегулировать его до нормального состояния. Должны получиться три ярко выраженные зоны.

Как видим, первый способ больше всего подходит для новичков.

Разогрев металла до температуры плавления

Для того, чтобы сделать сварочную ванну нужно расположить горелку под 90 градусов по отношению к основному металлу, а расстояние между ядром пламени и металлом должно быть около 1-3 мм. Металл начнет постепенно накаляться до красна. Сначала появится характерный цвет соломы, затем образуется сварочная ванна. Для начала попробуйте без присадки сделать колебательные движения «полумесяц». Для наплавки нужно отвести горелку на 30-40 градусов и сверху подать пруток каплеобразно или путем погружения в жидкую ванну. При этом не забывайте «рисовать» горелкой «полумесяцы», медленно продвигаясь вдоль шва. Старайтесь, чтобы ядро не задевало сварочную ванну.

Заключение

Ацетилен кислородная сварка не зря так часто применяется для соединения и разъединения металлических деталей. Здесь преимущество не в производительности и скорости, а в качестве готовой конструкции.

Эта технология – газовая сварка, доступная и несложная в выполнении. Покупка баллонов с ацетиленом проста: найти их можно в любом строительном магазине или магазине оборудования для сварки.

Смешивание карбида кальция с водой осталось в прошлом, и эта мучительная работа больше не побеспокоит сварщиков.

Нужно просто прокрутить вентиль, но, конечно, предварительно настроив давление

Также важно соблюдать технику безопасности, надевать специальную форму и аккуратно обращаться с горелкой. Желаем удачи!