Существуют два основных способа газовой сварки — левый и правый. Схемы левого и правого способа показы на рисунке: (на схеме а) — правый способ сварки, на схеме б) — левый).
Особенности газовой сварки
Для сваривания металлоконструкций подходят газы, которые легко воспламеняются при вступлении в реакцию с кислородом. Это пропан, метан, водород, пары бензина. Работа проводится вручную. Сварочная аппаратура работает без электричества. Кислород подается из специализированного баллона, который в соответствии с ГОСТом окрашен в синие оттенки.
При условии равномерной подачи кислорода, осуществляющейся под низким давлением, процесс горения проходит беспрерывно. Контролируется этот фактор входящим в комплектацию оборудования редуктором. От горелки выходят шланги, обеспечивающие подачу кислорода и ацетилена. Основные процессы протекают в камере. Здесь составляющие перемешиваются и выходят через наконечник в виде пламени.
Общие правила безопасности
При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила безопасности. Использовать можно только исправное оборудование. Место работы должно находиться не менее чем в 10 м от источника открытого огня.
Рекомендуем к прочтению Принцип ацетиленовой сварки с кислородом
Пост должен быть оснащен индивидуальными средствами для тушения пожаров. Если используется только ацетилен, то обязательно наличие углекислого огнетушителя или песка.
Воду для тушения пожаров, вызванных этим веществом, использовать нельзя. При воспламенении нужно перегнуть шланг в области редуктора, а затем завернуть все вентили.
Технологический процесс газовой сварки
Перед стыкосваркой необходимо провести подготовительные работы. Среди них очистка кромок шва, выбор горелок, способов и технологий сварочного процесса. Выделяют две основных техники, сущность которых заключается в характере движения оборудования.
Левый способ
Сварка справа налево – наиболее востребованный способ соединения металлоконструкций. Применяется по отношению к тонкостенным конструкциям и легкоплавным металлам. Перед пламенем, которое направляется на не соединенные края деталей, продвигается проволока. Кончик проволоки располагается в восстановительной области. Сварщик может легко наблюдать за процессом спайки. Металл прогревается лучше.
Правый способ
Сварка слева направо. Применяются для работы с металлическими изделиями толщиной более 3 мм. В данном случае присадка проводится за пламенем, расположенным в сторону соединенного участка. Обеспечивается уменьшение расхода газа и присадочного материала. Шов ложится ровно.
При сварке металлических листов толщиной менее 8 мм выполняются колебательные движения мундштука. Если металл толще заданного значения, необходимость в совершении подобных действий отпадает. Между мундштуком и обрабатываемой поверхностью образуется угол от 30° до 40°. Разделка кромок толстых металлических листов проводится под меньшим углом. Кончик проволоки держат в сварочной ванне. Жидкий металл перемешивается по спирали, что обеспечивает беспроблемное удаление дефектов.
Среди других технологий выделяется работа полуавтоматом. Она производится с использованием защитных газов и электрической дуги.
Определение режимов газовой сварки
Режимы газовой сварки подбираются под конкретную марку соединяемого метала в соответствии с характеристиками сплава и показателями диаметра присадки. Их отличие состоит в тепловой мощности, которая рассчитывается при умножении выраженной в миллиметрах толщины свариваемого сплава (S) и зависящего от вида стали коэффициента пропорциональности (к). Отсюда получается формула:
Vа = k*S,
где Vа – тепловая мощность, выраженная расходом ацетилена.
Чаще всего для сварки правым методом за исходную тепловой мощности берется расход ацетилена в объеме 120 – 150 л/ч. В случае выбора левого способа сварки этот показатель находится в диапазоне от 100 до 130 л/ч на 1 мл.
Угол наклона мундштука выражается в значениях, представленных с помощью таблицы:
| Угол наклона | 80° | 70° | 60° | 50° | 40° | 30° | 20° |
| Толщина металла, мм | От 15 | 10-15 | 7-10 | 5-7 | 3-5 | 1-3 | До 1 |
Подбирая присадочный материал, принимают во внимание выбранные способ наложения шва и толщину металла. Чаще всего его диаметр приравнивается к половине показателя толщины свариваемого металла. Так при толщине материала превышающей 15 мм. подбирается присадка диаметром в 6 – 8 мм.
Для определения скорости сварки применятся формула:
V = А/S,
где V – скорость сварки;
А – коэффициент, присущий материалу с определенными свойствами;
S – толщина свариваемого металла, выраженная в миллиметрах.
Преимущества и недостатки газовой сварки
Особенности газовой сварки таковы, что ее некоторые свойства можно расценивать в зависимости от условий работы как преимущества или как недостатки. Определить безусловные плюсы и минусы такой техники скрепления металлоконструкций поможет таблица:
| Преимущества | Недостатки |
| Простой технологический процесс | Низкий коэффициент полезного действия |
| Доступность агрегатов и газовых смесей | Высокая стоимость ацетилена |
| Работа без подключения к мощным источникам энергии | Большая область нагрева |
| Возможность выбора вида и мощности пламени | Возможность проводить сварку исключительно вручную (процесс работы автоматизируется если используется многопламенная горелка и свариваются конструкции с тонкими стенками) |
| Предоставление контроля над режимами |
Границы оплавляемой зоны при сварке газом большие. Скорость их нагрева низкая. При сварке инструментальной стали, чугуна и цветных металлов такая особенность позиционируется как достоинство. Ведь их надо плавно нагревать и охлаждать. В других случаях небольшая скорость нагрева превращается в недостаток.
Требования по ГОСТу
Газосварочный процесс является ручным, качество шва оценивается субъективно и зависит от мастерства сварщика. ГОСТа на результат работы не существует. Однако есть ряд требований к соблюдению технологии.
Качество карбида кальция, применяющегося при сварке, регулируется ГОСТ 1460-2013. Кроме того, нормативными актами установлены параметры давления в редукторе и баллоне, характеристики присадочной проволоки, требования к генератору. Существуют ГОСТы для горелок и шлангов.
Принципы работы сварочной аппаратуры
Газосварочные работы требуют строго соблюдения техники безопасности. Пост сварщика должен быть оборудован специальным столом, удерживающими приспособлениями и набором инструментов. Вся аппаратура должна соответствовать отраслевому стандарту (ОСТ). Перед работой нужно продуть вентили и установить редуктор на болоны. Винт для его регулировки и контргайку заворачивают до упора против часовой стрелки. К редуктору крепятся шланги, которые нужно продуть, присоединить к горелке и мундштуку. Далее устанавливаются рабочее давление и зажигание горелки.
Соблюдение схемы работ поможет избежать обратного удара (сгорания газа с высокой скоростью в направлении, обратного подаче).
Нюансы сварки различных металлов
Сварочный аппарат оборудован редуктором. С его помощью контролируется состав используемой смеси. Выбирается тип пламени – окислительное, восстановительное или высококонцентрированное (с большим концентрацией горючего газа). При сварке образуется расплавленная ванна. В ней протекают окислительно-восстановительные процессы. Окисление проходит активнее, если во время работы используются алюминий и магний. Есть и другие нюансы при сваривании деталей из конкретных металлов:
- Низкоуглеродистая сталь. Для сварки подходят разные газы. Как присадка применяется стальная проволока с добавлением незначительного количества углерода.
- Легированная сталь. Выбор метода сварки зависит от состава сплава. Жаропрочные конструкции из нержавеющих материалов свариваются присадкой, в состав которой входят хром с никелем. При сваривании некоторых типов металлов в проволоке должен присутствовать молибден.
- Чугун. Для сварки выбирается науглероживающее пламя. За счет этого предотвращается разложение кремния и образование зерен белого чугуна с хрупкими свойствами.
- Медь. Пламя выставляется на большую мощность. Между деталями создается минимальный зазор. Присадка – медь и флюс.
- Латунь. В пламени горелки создают большую концентрацию кислорода. Выбирают присадку из латуни. Это препятствует образованию пористых швов.
- Бронза. Сваривается восстановительным пламенем с применением бронзовой присадки, в состав которой добавлен кремний. Такая технология позволяет сохранить в сплаве олово, кремний и алюминий.
Создать качественный шов помогает соблюдение установленных правил. Предварительно металл проходит подготовку. После соединения происходит термическая ковка металла. Это позволяет увеличить прочность зон, прилегающих к шву.
Пара слов о расходных материалах
Какой газ используют при сварке – вопрос не маловажный, в котором нужно разбираться, чтобы сделать верный выбор. Типы используемых газов разные, выбор зависит от нескольких факторов.
Кислород
Кислород, к примеру, отличается полным отсутствием цвета и запаха. Роль у него особая, он выполняет функцию катализатора процессов плавления металлов во время сварки. Хранение и транспортировка кислорода производятся в баллонах с постоянным давлением. Это дело непростое, но вполне выполнимое.
Главное – знать и выполнять правила безопасности в обращении с кислородными баллонами и самим газом. Например, присутствие технического масла может привести к возгоранию: следовательно, нужно категорически исключить малейший контакт с таким маслом.
Пламя газовой горелки.
В помещениях, где хранятся баллоны, ни в коем случае не должно быть ни источником тепла, ни прямого солнечного света.
Как получают сварочный кислород: это делается достаточно просто – из атмосферного воздуха с помощью специализированного оборудования.
Кислород подразделяется по чистоте на три типа:
- высший сорт с концентрацией газа в 99,5%;
- первый сорт с 99,2%;
- второй – с 98,5%.
Ацетилен
Это второй по популярности газ, применяемый в ГС как для сварки, так и для резки. Он также без цвета и запаха. При повышенном давлении или нагревании ацетилен может взорваться. Производится он из карбида кальция и воды.
Ацетилен – не самый дешевый газ, но его преимущество делает его очень востребованным среди сварщиков. Все дело в температуре горения – она у ацетилена замечательно высокая, особенно в сравнении с такими более дешевыми газами как метан, пропан или пары керосина.
Флюс и присадочная проволока
Это главные участники процесса формирования сварочного шва. Присадочная проволока должна быть абсолютно очищенной от малейших признаков грязи или коррозии. Иногда вместо проволоки можно применять полоску из такого же металла, что и заготовки для сваривания.
Флюсы необходимы для защиты сварочной ванны от вредного воздействия внешних факторов. Чаще всего в качестве составных элементов флюсовых смесей берутся бура и борная кислота, которые могут наноситься прямо на свариваемые заготовки или на присадочную проволоку.
Единственный металл, который может обойтись без флюсовой смеси, это углеродистая сталь. Ну а особая нужда в присутствии флюса возникает при сварке меди, алюминия и их сплавов.
Виды оборудования для сварки
Различают следующие типы газосварочного оборудования:
- Мобильный агрегат для сварки газом. Может быть стационарном и переносным. Стационарный чаще всего используется на ПЗО (металлургических заводах). Портативные агрегаты можно доставлять к месту резки. Они имеют размер мини. Компактная сборка позволяет использовать их в домашних условиях. Однако применять их в квартире не рекомендуется.
- Газовый редуктор. Устанавливается на баллонах в целях понижения давления газа при его поступлении в шланги. Специальные датчики позволяют контролировать этот показатель.
- Газовые баллоны. Прибор использующийся для припоя трубных конструкций. В комплект входит два агрегата, в одном из которых кислород, в другом – газ. Различить содержимое позволяет окрашивание баллонов в разные оттенки или простановка разметок. С помощью такого оборудования можно работать в автономном режиме.
Ниже представлено видео — история о том, как собрать аппарат для газовой сварки своими руками:
Большой актуальностью пользуется такой метод сварки, как ТИГ. Он позволяет создавать аккуратные швы при сварке аргоном или другим газом. Используется на производстве или в автосервисах. Любой метод сварки требует соблюдения мер предосторожности. пример, использования очков с защитными линзами.
Перечень используемых газов для разных металлов
Во время работы могут потребоваться разные виды газов:
- ацетилен;
- легкий водород;
- коксовый угольный газ;
- горючий кислород;
- керосин;
- пропан;
- бутан;
- пиролизный газ и т.д.
Характеристики и чистота газа влияют на качество сварки и резки металлов.
Легкий водород
Это бесцветный газ без запаха, который примерно в 14,5 раза легче воздуха. Данное вещество получают путем разложения молекул воды электрическим током. Сочетание водорода с кислородом в неправильной пропорции образует взрывоопасную смесь.
Необходимо предельно точно соблюдать технику безопасности.
Газ для сварки должен соответствовать требованиям ГОСТ 3022-80. Кислородно-водородное соединение горит синим пламенем без четких очертаний, что затрудняет его регулирование.
Рекомендуем к прочтению Особенности электрошлаковой сварки
Пиролизный газ
Его получают во время переработки нефтепродуктов при температуре +720 °C…+740 °C. Пиролизный газ фасуют в баллоны под давлением 1,9 МПа. По характеристикам горения он схож с ацетиленом. Для сварки и резки применяется редко, т.к. провоцирует коррозии сварочного аппарата. Конец горелки требует тщательной чистки после каждого применения.
Керосиновое топливо
Это желтоватая прозрачная жидкость, являющаяся результатом переработки нефтепродуктов. Керосин быстро испаряется при плюсовой температуре, образуя горючий газ. Во время работы с ним необходимо строго соблюдать особые правила предосторожности, т.к. это вещество может взорваться в случае неправильного применения.
Газ часто задействуют для обработки цветных металлов. Керосин для сварочных работ и резки должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90.
Коксовый угольный газ
Он бесцветен, но имеет характерный запах сероводорода. Вещество получают в процессе переработки угля в кокс. В его составе есть пропан, водород, метан и т.д. Газ, предназначенный для сварки, предварительно очищают от примесей, смол и сернистых соединений.
Горение возможно только при сочетании с кислородом.
Коксовый газ применяют для сварки и пайки изделий из цветных металлов. К месту проведения работ его подают по трубопроводам под давлением 1,3-1,5 кПа. Реже используются баллоны.
Горючий кислород
Необходим для поддержания процесса горения. Он поставляется на место сварки в баллонах. В специальном аппарате кислород смешивается с выбранным горючим газом и подается на горелку.
Ацетилен
Наиболее часто применяется при сварке. Он бесцветен, но имеет характерный чесночный запах из-за включения примесей сероводорода, фосфористого водорода и аммиака. Его вдыхание может спровоцировать приступ головокружения, тошноту и другие признаки отравления. Ацетилен легче воздуха. Он поставляется на место проведения работ в баллонах, находящихся под давлением.
Природный газ
В природном газе, применяющемся для сварки, присутствуют примеси водорода, метан, оксид углевода и т.д. Чаще его используют для обработки легкосплавных металлов.
