Газовая сварка недостатки

Технология газовой сварки

Вопросы, рассмотренные в материале:

Сварка является надежным способом соединения элементов металлических конструкций. На данный момент используются разные типы такой обработки, в том числе и позволяющие работать с разными видами металла, однако технология газовой сварки относится к наиболее популярным из них.

Введение

Способ
газовой сварки был разработан в конце
прошлого столетия, когда начиналось
промышленное производство кислорода,
водорода и ацетилена. В тот период
газовая сварка являлась основным
способом сварки металлов и обеспечивала
получение наиболее прочных сварных
соединений. В дальнейшем с созданием и
внедрением высококачественных электродов
для дуговой сварки, автоматической и
полуавтоматической дуговой сварки под
флюсом и в среде защитных газов (аргона,
гелия и углекислого газа и др.), газовая
сварка была постепенно вытеснена из
многих производств этими способами
электрической сварки. Тем не менее, и
до настоящего времени газовая сварка
металлов наряду с другими способами
сварки широко применяется в народном
хозяйстве.

Газовая сварка относится к сварке
плавлением. Процесс газовой сварки
состоит в нагревании кромок деталей в
месте их соединения до расплавленного
состояния пламенем сварочной горелки.
Для нагревания и расплавления металла
используется высокотемпературное
пламя, получаемое при сжигании горючего
газа в смеси с технически чистым
кислородом. Зазор между кромками
заполняется расплавленным металлом
присадочной проволоки или основного
металла.

Газовая сварка обладает следующими
преимуществами:

а) способ сварки сравнительно прост, не
требует сложного и дорогого оборудования,
а также источника электроэнергии;

б) Изменяя тепловую мощность пламени
и его положение относительно места
сварки, сварщик может в широких пределах
регулировать скорость нагрева и
охлаждения свариваемого металла.

К недостаткам газовой сварки относятся:

а) Меньшая скорость нагрева металла и
большая зона теплового воздействия на
металл, чем при дуговой сварке;

б) При газовой сварке концентрация тепла
меньше, а коробление свариваемых деталей
больше, чем при дуговой сварке.

Однако при правильно выбранной мощности
пламени, умелом регулировании его
состава, надлежащей марке присадочного
металла и соответствующей квалификации
сварщика газовая сварка обеспечивает
получение высококачественных сварных
соединений.

Благодаря сравнительно медленному
нагреву металла пламенем и относительно
невысокой концентрации тепла при нагреве
производительность процесса газовой
сварки существенно снижается с увеличением
толщины свариваемого металла. Например,
при толщине стали 1мм, скорость газовой
сварки составляет около 10м/ч, а при
толщине 10мм – только 2м/ч. Поэтому газовая
сварка стали толщиной свыше 6мм менее
производительна по сравнению с дуговой
сваркой и применяется значительно реже.

Стоимость горючего газа (ацетилена) и
кислорода при газовой сварке выше
стоимости электроэнергии при дуговой
и контактной сварке. Вследствие этого
газовая сварка обходится дороже, чем
электрическая.

Процесс газовой сварки труднее поддается
механизации и автоматизации, чем процесс
электрической сварки. Поэтому
автоматическая газовая сварка
многопламенными линейными горелками
находит применении только при сварке
обечаек и труб из тонкого металла
продольными швами.

Газовую сварку применяют при:

а) Изготовлении и ремонте изделий из
тонко-листовой стали (сварке сосудов и
резервуаров небольшой емкости, заварке
трещин, варке заплат и пр.);

б) Сварке трубопроводов малых и средних
диаметров (до 100мм) и фасонных частей к
ним;

г) Ремонтной сварке литых изделий из
чугуна, бронзы и силумина;

д) Сварке изделий из алюминия и его
сплавов, меди, латуни, свинца;

е) Наплавке латуни на детали из стали и
чугуна;

ж) Сварке кованого и высокопрочного
чугуна с применением присадочных прутков
из латуни и бронзы, низкотемпературной
сварке чугуна.

При помощи газовой сварки можно сваривать
почти все металлы, применяемые в технике.
Такие металлы, как чугун, медь, латунь,
свинец легче поддаются газовой сварке,
чем дуговой. Если учесть еще простоту
оборудования то становится понятным
широкое распространение газовой сварки
в некоторых областях народного хозяйства
(на некоторых заводах машиностроения,
сельском хозяйстве, ремонтных,
строительно-монтажных работах и др.).

Для газовой сварки необходимы:

а) Газы – кислород и горючий газ (ацетилен
или его заменитель);

б) Присадочная проволока (для сварки и
наплавки);

в) Флюсы или сварочные порошки, если они
требуются для сварки данного металла;

г) Соответствующее оборудование и
аппаратура, в то числе:

1) Кислородные баллоны для хранения
запаса кислорода;

2) Кислородные редукторы для понижения
давления кислорода, подаваемого из
баллонов в горелку или резак;

3) Ацетиленовые генераторы для
получения ацетилена из карбида кальция
или ацетиленовые баллоны, в которых
ацетилен находится под давлением и
растворен в ацетилене;

4) Сварочные, наплавочные, закалочные
и другие горелки с набором наконечников
для нагрева метла различной толщины;

5) Резиновые рукава (шланги) для
подачи кислорода и ацетилена в горелку.

Соседние файлы в папке _М3 стыковое(неплав. в аргоне, газовая сварка)

Основные технологии газовой сварки

Специалисты называют газовую сварку царицей среди методов, используемых при работе с металлами. И это понятно, ведь количество ее достоинств просто поражает: технология простая, используется недорогое оборудование, расходуется мало электроэнергии. Кроме того, газовая обработка может вестись в любом измерении.

Существует огромное количество способов газовой сварки, поговорим о наиболее распространенных.

Она используется мастерами чаще всего, вне зависимости от их квалификации. С ее помощью удается соединять металлические заготовки с тонким краем, а также работать с металлами, отличающимися невысокой температурой плавления.

Такой подход является полной противоположностью «левому» методу, поэтому применяется для заготовок толщиной больше 3 мм, обладающих высокой теплопроводностью. В этом случае получается более качественный сварочный шов, так как металл лучше защищен пламенем. Тепло пламени расходуется экономичнее, а скорость работы возрастает почти на 20 %. Еще одним немаловажным достоинством является сниженный на 10 % расход газов.

При выборе присадочной проволоки нужно учитывать, что ее диаметр должен быть в два раза меньше толщины металлической заготовки. В целом не допускается использование проволоки толще 8 мм.

В данном случае сварщик постепенно перемещает пламя, плавя верхнюю кромку отверстия в заготовке и накладывая на его нижний край слой расплавленного металла.

Прежде чем приступать к работе, металлические листы закрепляют в вертикальном положении таким образом, чтобы между ними сохранялся зазор, равный половине толщины заготовки. В процессе соединения деталей формируют шов в форме валика. Он должен быть плотным, без пор и остатков шлака.

Суть метода состоит в формировании новых ванночек по ходу шва. Как только образовывается первая, в нее вводится конец присадочной проволоки, плавится, после чего перемещается в восстановительный участок огня горелки.

Мундштук сопла передвигается дальше вдоль шва на следующий участок. В этом случае есть одно условие: каждая новая ванночка должна перекрывать предыдущую на одну треть диаметра проволоки.

При помощи данного подхода скрепляют тонкие листы, если требуется сделать стыковые или угловые швы. Такая технология прекрасно подходит для газовой сварки труб из низколегированной стали или сплавов с низким содержанием углеродов.

Данный метод используют во время выполнения наиболее ответственных работ. Дело в том, то он имеет низкую производительность, а также требует большого расхода сварочных газов. Последнее приводит к повышению цены обработки.

Суть технологии состоит в отжиге нижних слоев при наплавке последующих. Это обеспечивает отличную проковку каждого слоя перед формированием следующего шва, за счет чего возрастает качество металла шва.

Работают на коротких участках. Также отметим, что особенно тщательно очищают поверхность каждого слоя, прежде чем наложить следующий.

Таким образом соединяют заготовки из малоуглеродистых стальных сплавов. В данном случае пламя имеет резко-окислительный характер, за счет чего в сварочной ванне формируются окислы железа. А когда происходит окисление, не обойтись без процесса, который называют «раскисление».

Для него используют специальную присадочную проволоку, содержащую в себе большую долю марганца и кремния. По мнению специалистов, данный подход очень хорош и имеет производительность на 10 % выше, чем остальные.

При таком методе происходит нагревание металла до пластичного состояния за счет сварочной адетилено-кислородной горелки. Когда достигнута требуемая степень нагрева, заготовки сдавливаются и свариваются.

Существует две разновидности данной технологии: соединение в пластичном состоянии с защитой шва и сваривание оплавлением. В первом случае к элементам, которые будут свариваться, прикладывается осевое давление, затем разжигается горелка. Далее детали нагреваются и параллельно сдавливаются. Сразу после того как образуется утолщение, прекращают нагрев и устраняют давление.

Вторая разновидность предполагает фиксацию заготовок с учетом зазора. Когда эта операция выполнена, можно разжигать горелку, нагревать и оплавлять концы деталей. На завершающем этапе к заготовкам прикладывают осевое давление, после чего их сваривают.

Суть технологии газовой сварки

Может показаться невероятным, но сварка использовалась еще в древнем Египте. Человек научился сваривать, спаивать металлы практически в то же время, когда освоил другие технологии обработки металлов. Нет смысла сравнивать древние методики с современными по эффективности, однако многие конструкции, сваренные многие сотни лет назад, до сих пор не утратили своих качеств. Так, большая часть памятников архитектуры Возрождения опирается именно на сварные конструкции.

Сначала люди открыли электросварку, и только в 1903 году французские ученые создали аппарат для газовой сварки. Он работал на основе ацетилена и кислорода, и с тех пор его конструкция и принцип действия в целом остались прежними. Безусловно, с течением времени система совершенствовалась: изменения коснулись вспомогательного оборудования, кислородных баллонов, редукторов, материалов прокладок, пр.

Суть технологии газовой сварки состоит в использовании газового пламени, которое нагревает кромки заготовок и часть присадочного материала (электродов).

Под действием температуры металл становится жидким, образуя сварочную ванну. Последняя защищена от воздействия воздуха за счет не только пламени, но и газовой среды. Расплавленный металл медленно остывает и твердеет, формируя сварной шов.

У технологии газовой сварки есть ряд особенностей, о которых важно помнить в процессе работы с соответствующим оборудованием. Многие сварщики говорят о том, что главным достоинством данного метода является возможность накладывать швы в любых пространственных положениях.

Газовая сварка позволяет работать не со всеми металлами, чаще всего ее используют для обработки:

Перечисленные металлы имеют одно сходство: для работы с ними необходим мягкий и плавный нагрев. Именно такие условия обеспечивает технология газовой сварки.

Соединение и резка металлов при помощи газов активно используется во многих отраслях промышленности и даже в быту. Постепенный нагрев детали позволяет избежать сильной деформации, поэтому данная технология считается наиболее подходящей для тонких металлов. В этом случае основная задача сварщика состоит в том, чтобы верно настроить подачу газа и мощность пламени. Для этого открываются вентили кислорода и ацетилена и поджигается горелка. Регулировку осуществляют вентилем ацетилена при полностью открученном кислороде.

Правила безопасности при газовой сварке

Любые сварочные работы, в том числе при использовании технологии газовой сварки сталей, требуют серьезного отношения.

Сварщик подвергается серьезному риску, когда:

Гарантией безопасности сварщика является не только соблюдение техники безопасности при проведении сварочных работ, но и использование качественного оборудования. И что не менее важно, эти факторы позволяют повысить качество швов при работе с использованием технологии газовой сварки углеродистых сталей и других металлов.

Область применения газосварки

Газосварка применима не для всех металлов. Чаще всего ею пользуются при работе с:

У всех перечисленных материалов есть одна общая черта – им необходим мягкий постепенный нагрев, который характерен для газопламенной сварки.

Газосварка и резка металла широко применяется как в самых разных областях промышленности и строительства, так и в быту. Плавный нагрев, который минимизирует деформирование деталей из тонколистовых заготовок, делает этот способ сварки особенно популярным.

Важную роль в обеспечении качественного сваривания играет правильная регулировки подачи газовой смеси и отладка пламени. В начале работы следует полностью открыть кислородный и ацетиленовый вентили, поджечь горелку и отрегулировать горение клапаном подачи ацетилена при полностью открытом кислороде.

Необходимое оборудование для газосварки

Для того чтобы избежать возгорания и взрыва ацетилена в горелке, рукаве или ацетиленовом генераторе (так называемого обратного удара), прибегают к помощи специальных затворов. Чаще всего это жидкостные затворы, в которых следует поддерживать уровень воды. Запирающее устройство чаще всего отделяет резак от ацетиленовой трубы.

Газовые баллоны

Баллоны для газосварки окрашивают в разные цвета, выбор которых зависит от того, какой конкретно газ в них закачан. Строго запрещено наносить краску на верхнюю часть баллонов, чтобы она не вступила в контакт с газовой смесью. Кроме того, емкости с ацетиленом нельзя снабжать медными вентилями – взаимодействие газа с медью может вызвать взрыв.

Шланги разного назначения

При помощи шлангов подают газы и горючую жидкость. Поскольку сварочные рукава эксплуатируются под высоким давлением, к их техническим характеристикам предъявляются высокие требования.

Выпускают три вида газосварочных шлангов, для маркировки которых используют:

Газовые горелки

В горелке для газосварки происходит смешивание газов и паров горючих жидкостей. На современном рынке сварочного оборудования представлено огромное разнообразие оборудования. Резаки могут быть инжекторными или безынжекторными, различаться по мощности и прочим параметрам.

Редуктор

Редукторы необходимы для работы с газами под высоким давлением.

Эти устройства бывают прямыми и обратными, служат для снижения давления газа, поступающего в рукав из баллона. Поверхность продвинутых редукторов покрывается серебряной пленкой, которая препятствует замерзанию.

Газовый пост

Газовым постом называют специально оборудованное рабочее место газосварщика. Оптимальным решением такого стола является поворотная столешница с фиксаторами. Посты оборудуют вытяжкой и удобными системами хранения для инструмента и расходных материалов.

Технологии газосварки

Различают два вида газосварки:

В обоих случаях кромки предварительно очищают от грязи, ржавчины наждачной бумагой или металлической щеткой. Аналогично обрабатывают присадочные материалы.

Газосварка дает возможность формировать сварные соединения с любой ориентацией в пространстве благодаря тому, что давление газовой струи прижимает расплав к поверхности деталей. Для сваривания без присадки кромки деталей предварительно отбортовывают.

Обычно газовую сварку применяют для стыкового соединения, реже – углового и торцевого. Интенсивность нагрева можно менять, регулируя наклон струи.

Существует несколько популярных техник газопламенной сварки:

Газопламенная сварка смесями на основе пропана и других газов связана с нюансами, без знания которых добиться хорошего качества соединений проблематично. По этой причине обучение обычно начинают, используя обычную кислородно-ацетиленовую смесь, с последующей отработкой навыков на заготовках из разных металлов.

Технологическое оборудование, используемое для газовой сварки

Технология газовой сварки не может использоваться без определенного оборудования, в состав которого входят:

Данный элемент обеспечивает защиту всех элементов оборудования, например, генератора ацетилена, труб от обратной тяги огня из горелки. Данный затвор играет защитную роль, если установлен между газовой горелкой и генератором ацетилена, а вода в нем находится на определенном уровне.

Баллоны окрашиваются в разные цвета, используемые для обозначения конкретного газа. При этом не трогают верхнюю часть баллона, чтобы избежать реакции его содержимого с компонентами краски. Немаловажно, что на баллоны для хранения ацетилена нельзя устанавливать вентили из меди, поскольку такое соседство может спровоцировать взрыв газа.

Он позволяет снизить давление газа, выходящего из баллона. Такие устройства могут быть прямого или обратного действия, при работе со сжиженным газом применяют модели с оребрением, так как они позволяют избежать его вымерзания при выходе.

Технология газовой сварки требует использования специальных шлангов, позволяющих работать с газом и горючими жидкостями. Всего есть три категории подобных шлангов, все они имеют свою маркировку: красная полоса – для давления до 6 атм, желтая полоса – для подачи горючих жидкостей, синяя полоса – для давления не более 20 атм.

Данный элемент обеспечивает смешивание газов и их горение и может быть инжекторного и безынжекторного типа. Сегодня встречаются горелки разной мощности – именно она определяет количество газа, пропускаемого за единицу времени. Бывают горелки большой, средней, малой и микромалой мощности.

Именно они обеспечивают надежность сварного шва. На проволоке не может быть краски, масла, коррозии, а порог ее плавления должен совпадать или быть ниже порога плавления материала изделия. Если под рукой не оказалось проволоки, ее можно заменить тонкой полоской обрабатываемого металла.

Любые работы производят в специальном месте, которое принято называть постом. Это стол с поворотной либо фиксированной столешницей, оснащенный вытяжной вентиляцией и местами для хранения вспомогательных инструментов. В целом такая конструкция значительно упрощает работу сварщика.

Виды пламени и газов в газосварке

При работе газосваркой от того, как отлажена подача смеси, зависит интенсивность разогрева кромок. Сварочное пламя состоит из трех зон: ядра – места распада ацетилена, более темной восстановительной зоны и факела – периферийной области, где происходит окончательное сгорание углеводородов.

Различают три вида пламени в зависимости от процентной доли ацетилена и кислорода в газовой смеси.

Нормальное пламя образуется, когда в смеси на одну объемную долю ацетилена приходится одна доля кислорода. Именно такое соотношение используется в газовой сварке чаще других. При подобной настройке подачи хорошо свариваются стальные, алюминиевые, бронзовые детали и заготовки из других сплавов, содержащих олово.

Как можно понять из названия, окислительное пламя получают, повышая долю кислорода в газовой смеси. С такими настройками подачи хорошо свариваются латунные заготовки. Также окислительным пламенем пользуются при пайке с помощью твердого припоя, что увеличивает скорость сварки.

Чтобы получить качественное соединение деталей при помощи окислительного пламени, необходимо применять специальную присадку с примесью раскислителей (марганца и кремния). Используя присадочную проволоку с химическим составом, аналогичным составу металла заготовок, мы рискуем получить хрупкий и пористый шов. Важно помнить, что сказанное не относится к латунной проволоке.

Если в пламени повышено содержание ацетилена, то его называют науглероживающим и применяют при наплавке на деталь более твердого металла. Также им широко пользуются при газовой сварке алюминиевых и чугунных заготовок.

Газосварка ацетиленом – производится с использованием бесцветного горючего газа с резким запахом С2H2. Горение ацетилена происходит при температуре от +335 °C и выше. При добавлении в смесь кислорода температура воспламенения может снизиться до +297 °C.

Газосварка газопрессовым методом производится с использованием ацетилена, в равных долях смешанным с кислородом. Горелку шлангом подключают к кислородному баллону и включают подачу с давлением, не превышающим 4 атмосфер. Второй рукав подает С2H2, а смеситель в резаке отвечает за приготовление готовой смеси.

Ацетилен часто заменяют пропаном, метаном или водородом для работы с металлами, имеющими более низкую, чем сталь, температуру плавления.

Для сварки металлических заготовок часто пользуются смесью пропана (бесцветного тяжелого газа с резким запахом) и бутана. Содержание последнего составляет от 5 до 30 %. Температура горения такой смеси достигает +2 400 °C.

Температура горения метан-кислородной смеси – от +2 100 до +2 200 °C. Этим составом пользуются относительно редко.

Водород – бесцветный горючий газ, который легче воздуха и не имеет запаха. При смешивании с кислородом или воздухом взрывоопасен. Работа с этой смесью требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Водородные баллоны принято окрашивать в зеленый цвет.

При сварке с использованием метана или пропана применяется присадка с высокой процентной долей.

Для газопламенного метода обработки стальных изделий метаном или пропаном применяют проволоку с повышенным содержанием раскислителей (марганца и кремния).

Сварка металлов. Назначение и преимущества сварки.

Сварку
применяют для получения неразъемного
соединения деталей при изготовлений
изделий, машин и сооружений из металла.
Прежде для этого преимущественно
пользовались клепкой.

Сварное
изделие имеет меньшей вес, чем клепальное,
проще в изготовлении, дешевле, надежнее
и может быть выполнено в более короткий
срок, с меньшей затратой труда и
материалов. Сваркой можно изготовлять
изделия очень сложной формы, которые
прежде удавалось получить только
отливкой или кузнечной и механической
обработкой. При изготовлении
металлоконструкций сварка дает от 10 до
20 % экономии металла по сравнению с
клепкой, до 30 % по сравнению с литьем из
чугуна.

Сварные
швы обеспечивают высокую надежность
(плотность и прочность) резервуаров и
сосудов, в том числе и работающих при
высоких температурах и давлениях газов,
паров и жидкостей.

Виды пламени и применяемых газов в данном способе сварке

От пламени в процессе газовой обработки зависит температура нагрева и возможность работы с разными металлами. В пламени выделяют три зоны: ядро, где распадается ацетилен, восстановительную зону, в которой окисляется углерод и водород, а также факел или область полного сгорания газов.

Существует три вида пламени, каждый из которых зависит от соотношения ацетилена и кислорода.

«Нормальным» называют восстановительное пламя, при котором скорости окисления и восстановления металла одинаковы. Чаще всего именно такое пламя используют в процессе работы. Для обработки бронзы и других сплавов, имеющих в своем составе олово, подходит исключительно восстановительный огонь.

Для получения окислительного пламени в газовой смеси повышают содержание кислорода. Именно такое пламя используют в процессе соединения латуни и пайки твердым припоем. Дело в том, что окислительное пламя позволяет увеличить скорость газовой обработки.

Однако все не так просто – для получения хорошего результата придется использовать специальную присадку, имеющую в составе раскислители, то есть марганец и кремний. Если применять в качестве присадочной проволоки материал, аналогичный материалу заготовок, шов выйдет хрупким, с множеством пор и каверн. Но отметим, что это правило не распространяется на проволоку из латуни.

Пламя с повышенной долей горючего газа подходит для наплавки на одну деталь другой, из более твердого сплава. Кроме того, на его использовании базируется технология газовой сварки алюминия и чугуна.

Обычно газопламенную обработку производят при помощи специфического газа ацетилена (C2H2). Он имеет достаточно резкий запах, его получают в промышленных условиях за счет реакции карбида кальция с водой. Этот газ горит при +335 °C и выше, однако при сочетании с кислородом температура воспламенения понижается до +297 °C.

Для газопрессового метода чаще всего используют кислород, в равных долях смешанный с C2H2. Предприятия поставляют О2 в баллонах синего цвета. Перед началом работ с помощью шланга к горелке подключают кислород и подают его при низком давлении, не более 4 атм. В соседнее отверстие подключается C2H2. В горелке предусмотрено устройство, позволяющее смешивать газы, поэтому через наконечник выходит готовый концентрат.

При обработке металлов, чья температура плавления ниже, чем у стали, нередко используют газы-заменители, такие как пропан, метан, водород.

Пропан – технический бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха. При работе с металлами применяют смесь пропана и бутана, в которой доля бутана находится в пределах 5–30 %. Отметим, что температура пропан-кислородного пламени достигает +2400 °С.

Водородом называют легкий горючий газ без запаха и цвета. При сочетании с кислородом и воздухом в определенных пропорциях он способен образовать взрывоопасную смесь, поэтому во время работы с ним очень важно помнить о технике безопасности. Водород поставляют на предприятия в газообразном состоянии в стальных зеленых баллонах. Водородно-кислородное пламя отличается синим оттенком, при этом имеет нечеткие контуры зон, что значительно осложняет его регулировку.

Для газопламенного метода обработки стальных изделий метаном или пропаном применяют проволоку с повышенным содержанием марганца и кремня.

Газовая сварка ее преимущества и недостатки

Газовая
сварка относится к сварке плавлением.
Процесс газовой сварки состоит в
нагревании кромок деталей в месте их
соединения до расплавленного состояния
пламенем сварочной горелки. Для нагревания
и расплавления металла используется
высокотемпературное пламя, получаемое
при сжигании горючего газа в смеси с
технически чистым кислородом. Зазор
между кромками заполняется расплавленным
металлом присадочной проволоки.

Газовая
сварка обладает следующими преимуществами:
способ сварки сравнительно прост, не
требует сложного и дорогого оборудования,
а также источника электроэнергии.
Изменяя тепловую мощность пламени и
его положение относительно места сварки,
сварщик может в широких пределах
регулировать скорость нагрева и
охлаждения свариваемого металла.

К
недостаткам газовой сварки относятся
меньшая скорость нагрева металла и
большая зона теплового воздействия на
металл, чем при дуговой сварке. При
газовой сварке концентрация тепла
меньше, а коробление свариваемых деталей
больше, чем при дуговой сварке. Однако
при правильно выбранной мощности
пламени, умелом регулировании его
состава, надлежащей марке присадочного
металла и соответствующей квалификации
сварщика газовая сварка обеспечивает
получение высококачественных сварных
соединений.

Благодаря
сравнительно медленному нагреву металла
пламенем и относительно невысокой
концентрации тепла при нагреве
производительность процесса газовой
сварки существенно снижается с увеличением
толщины свариваемого металла. Например,
при толщине стали 1мм, скорость газовой
сварки составляет около 10м/ч, а при
толщине 10мм – только 2м/ч. Поэтому газовая
сварка стали толщиной свыше 6мм менее
производительна по сравнению с дуговой
сваркой и применяется значительно реже.

Стоимость
горючего газа (ацетилена) и кислорода
при газовой сварке выше стоимости
электроэнергии при дуговой и контактной
сварке. Вследствие этого газовая сварка
обходится дороже, чем электрическая.

Процесс
газовой сварки труднее поддается
механизации и автоматизации, чем процесс
электрической сварки. Поэтому
автоматическая газовая сварка
многопламенными линейными горелками
находит применении только при сварке
обечаек и труб из тонкого металла
продольными швами газовую сварку
применяют при:

·    
изготовлении и ремонте изделий из
тонко-листовой стали (сварке сосудов и
резервуаров небольшой емкости, заварке
трещин, варке заплат и пр.);

·    
сварке трубопроводов малых и средних
диаметров (до 100мм) и фасонных частей к
ним;

·    
ремонтной сварке литых изделий из
чугуна, бронзы и силумина;

·    
сварке изделий из алюминия и его сплавов,
меди, латуни, свинца;

·    
наплавке латуни на детали из стали и
чугуна;

·    
сварке кованого и высокопрочного чугуна
с применением присадочных прутков из
латуни и бронзы, низкотемпературной
сварке чугуна.

При
помощи газовой сварки можно сваривать
почти все металлы, применяемые в технике.
Такие металлы, как чугун, медь, латунь,
свинец легче поддаются газовой сварке,
чем дуговой. Если учесть еще простоту
оборудования то становится понятным
широкое распространение газовой сварки
в некоторых областях народного хозяйства
(на некоторых заводах машиностроения,
сельском хозяйстве, ремонтных,
строительно-монтажных работах и др.).

Суть и преимущества газосварки

Принцип метода газовой сварки состоит в подаче раскаленной струи газов на соединяемые кромки при помощи специального оборудования. При этом происходит прогрев металла до необходимой для сваривания температуры и расплавление присадочного материала, закрепленного на сопле или отдельно подаваемого в рабочую зону.

Оксидная пленка в месте сварки не формируется благодаря тому, что поступающий из сопла газ защищает разогретый металл от контакта с воздухом. Особо важное значение для качественного соединения металлических деталей газосваркой имеет правильный выбор сварочного газа.

Для газосварки металла можно пользоваться смесью любого горючего газа с кислородом. Оптимально подходит для этой цели ацетилен, который обеспечивает разогрев до +3 400 °C, тогда как, например, у пропана этот показатель на 600 градусов меньше.

Каждая из сварочных технологий имеет наряду с преимуществами свои недостатки. При газосварке медленное прогревание рабочей зоны может выступать как положительной, так и отрицательной особенностью метода.

К плюсам газовой сварки относят:

Резаки по большей части предназначены для ручной газовой сварки, что не позволяет автоматизировать процесс.

Техника и технология газовой сварки

Газовая сварка позволяет выполнять нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Самыми трудными считаются потолочные, поскольку сварщик поддерживает и распределяет в пределах шва жидкий металл за счет давления газов пламени. Чаще всего такую сварку применяют для стыковых соединений, несколько реже этим способом выполняются угловые и торцовые швы. Не стоит использовать данную технологию для тавровых соединений и внахлест, поскольку такая работа сопряжена с интенсивным нагревом металла, что вызывает повышенное коробление изделия.

Сварку отбортованных соединений тонкого металла осуществляют без использования присадочной проволоки. В этом случае используют прерывистые и непрерывные, однослойные и многослойные швы. Прежде чем приступать к работе, с кромок удаляют следы масла, краски, ржавчины, окалины, влаги и всевозможных загрязнений.

Очень важным вопросом является способ перемещения горелки. Ее пламя направляют на свариваемый металл таким образом, чтобы кромки заготовки оказались в восстановительной зоне, на расстоянии 2–6 мм от конца ядра. Соприкосновение жидкого металла с концом ядра спровоцирует науглероживание металла ванны. Конец присадочной проволоки должен располагаться в восстановительной зоне либо его можно погрузить в ванну расплавленного металла. В том месте, куда направлен конец ядра пламени, жидкий металл под действием газов слегка раздувается в стороны, из-за чего в сварочной ванне формируется углубление.

Скорость нагрева металла регулируется за счет изменения угла наклона мундштука относительно поверхности обрабатываемой заготовки. Чем больше угол, тем больше тепла получает от пламени металл, а значит, быстрее нагревается. Технология газовой сварки красной меди как хорошо проводящего тепло металла, а также толстых металлов предполагает использование большего угла наклона мундштука, чем при сварке тонкого материала либо с низкой теплопроводностью.

Основным движением, которым пользуется в процессе работы сварщик, является перемещение мундштука вдоль шва. Также в качестве вспомогательных могут использоваться поперечные и круговые движения – они позволяют регулировать скорость прогрева и расплавления кромок. Кроме того, они формируют необходимую конфигурацию шва.

Во время работы металл ванны должен быть постоянно защищен от соприкосновения с окружающим воздухом – для этого используют газы восстановительной зоны пламени. Стоит отказаться от способа, требующего время от времени отводить пламя в сторону, ведь при нем неизбежно окисление металла кислородом воздуха.

Параметры пламени регулируются посредством редуктора, именно он дает возможность изменять состав газовой смеси. Редуктор формирует три типа пламени: восстановительное, которые может использоваться для сварки большинства металлов, окислительное и с повышенным количеством горючего газа. Параллельно со сваркой металлов в расплавленной ванне идут два процесса: окисление и восстановление. Отметим, что при работе с алюминием и магнием окислительные процессы происходят активнее.

Сварочный шов и находящаяся в непосредственной близости от него область имеют разные параметры. Участок металла, расположенный вдоль шва, обладает очень низким уровнем прочности, поэтому в первую очередь подвергается разрушению. Дело в том, что прилегающий металл отличается структурой, состоящей из крупных зерен. Повысить качество соединения прилегающей зоны позволяет дополнительный нагрев, который еще называют термической ковкой.

Нужно понимать, что технологии газовой сварки и резки различных металлов обладают своими тонкостями.

Так, технология газовой сварки деталей из низкоуглеродистых сталей позволяет использовать любые газы. Роль присадки в данном случае играет стальная проволока с небольшим содержанием углерода.

Подход к обработке легированных сталей непосредственно зависит от их состава. Для нержавеющих жаропрочных необходима проволока с хромом, никелем в составе, а некоторые разновидности не могут вариться без присадочного материала, включающего в себя еще и молибден.

С чугуном работают при помощи науглероживающего пламени – оно не позволяет протекать реакции пиролиза кремния и предотвращает формирование зерен хрупкого белого чугуна.

Сварка меди предполагает использование мощного пламени. Поскольку этот материал очень текучий, между заготовками стараются оставлять минимальный зазор. Роль присадки может играть медная проволока или флюс, способствующий раскислению металла шва.

Неправильная работа с латунью приводит к тому, что из ее состава улетучится цинк, в результате получается слишком пористый шов. Не оказаться в такой ситуации позволяет использование латунной проволоки в качестве присадки и подача большей доли кислорода в пламя горелки.

При работе с бронзой используют восстановительное пламя, поскольку оно не способно выжечь олово, алюминий и кремний, содержащиеся в этом сплаве. Присадочным материалом служит близкая по составу проволока из бронзы, в которую добавлен кремний, необходимый для раскисления металла шва.

Считается, что варить алюминий по данной технологии достаточно просто, однако и здесь есть свои тонкости. Так, данный металл обладает плохими свойствами свариваемости, что значительно усложняет работу. Главные затруднения связаны с тем, что всегда очень велик риск получения брака, а также с тем, что расплавленный алюминий обладает высокой текучестью. Также непросто справиться с естественной оксидной пленкой. Дело в том, что она расплавляется лишь при +2 000 °С, тогда как сам металл приобретает другое агрегатное состояние уже при +700 °С. При нагреве цвет алюминия не меняется – чтобы заметить начало его плавления, сварщик должен обладать соответствующим опытом.

Важно помнить о низкой температуре плавления и высокой теплопроводности алюминия, ведь грамотный выбор мощности сварочного пламени во многом зависит от этих свойств. Для литейных алюминиевых сплавов выбирают присадочный металл, соответствующий основному по составу.

Плюсы и минусы технологии газовой сварки металлов

Газовая технология, как и все остальные виды сварки, имеет свои плюсы и минусы. О них ни в коем случае нельзя забывать при выборе способа сваривания, ведь вам важно получить качественный шов и сократить затраты на работу.

Достоинства технологии газовой сварки:

Недостатки технологии газовой сварки:

Интересно, что низкая скорость нагревания и остывания встречается как среди преимуществ, так и в перечне недостатков. Если рассматривать это качество как достоинство, то нужно понимать, что многие металлы и сплавы требуют мягких условий при сваривании. Иными словами, им необходимо постепенное повышение температуры. Поэтому газовая сварка лучше всего подходит для работы с цветными металлами и рядом инструментальных сталей.