Технология водородной сварки своими руками — Все о сварке

Газовая сварка горелка, рукава, технология, оборудование, способы, процессы, смеси, виды, применение

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.

Схема самодельного сварочного аппарата.

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.

Читайте также:  Что делают из нефти – ТОП 72 - Evcarsworld

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.

Схема сварочной безинжекторной горелки.

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.

Категорически запрещается проводить газосварочные работы рядом с легковоспламеняющимися веществами и материалами.

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.

Особенности газовой сварки, виды газов и оборудования

Применение газовой сварки: суть и назначение процесса, оборудование, преимущества и недостатки данного вида сварки, советы по выбору газа для различных видов металла.

Одним из широко распространенных видов соединения деталей из металлов и сплавов является газовая сварка. Она относится к группе, которая называется сваркой плавлением. По своей популярности она уступает первое место дуговой сварке. Для реализации процесса применяется так называемый сварочный газ. Его получают в готовом виде или в результате химических реакций. Особенности сварки заключаются в следующем:

  • применяют различные газовые смеси;
  • с ее помощью получают торцовые и стыковые швы.

Сущность процесса газовой сварки

Газопламенная сварка, или просто газовая, предполагает соединение двух деталей или листов металла с помощью создания расплавленных кромок с последующей диффузией основного металла с добавочным (припоем). Для этого в области шва создается высокотемпературная область благодаря горению определенного газа с заданной скоростью. Газовая сварка и резка металла производится за счет экзотермической реакции процесса горения подаваемой газовой смеси с жидким (расплавленным) металлом.

Для создания необходимой температуры горения используют смесь кислорода и одного из горючих газов. Одновременно подаются в газовый смеситель от отдельных источников. После смесителя их искусственно поджигают. Технология газовой сварки предполагает регулировку объема каждого компонента. Это создает наилучшие условия проведения сварки и резания металла. Такой принцип применяется во всех газопламенных агрегатах.

По второму способу сварка проводится в обратном направлении – от левого края к правому. Присадочную проволоку медленно перемещают за пламенем горелки, которое направляют на определенный участок. Обеспечивается лучшая глубина воздействия на края металла, улучшается схватывание за счет медленного остывания и постепенной кристаллизации расплавленного края. Данный метод позволяет получить меньшее рассеивание теплоты, что обеспечивает получение наклонных кромок в 70°. Такой угол способствует снижению объема наплавленного металла, повышению производительности, снижению расхода газовой смеси, припоя и флюса. Благодаря таким возможностям его применяют для сварки металла толще пяти миллиметров.

В обоих способах, кроме продольного движения струи пламени, делают небольшие поперечные движения. Они позволяют лучше прогревать поверхность металла, близкую к краю, и обеспечить надежное сваривание.

Назначение и область применения

  • сварку различных деталей;
  • паяние (в том числе ремонт поврежденных изделий);
  • наплавку;
  • резание листового проката и труб на отдельные заготовки.

Достоинства газовой сварки позволяют использовать ее в строительстве, промышленном производстве, коммунальном хозяйстве, ремонте автомобилей, при решении бытовых задач на дачах и в загородных домах. Сварка газом способна соединить практически любой материал. Ее применяют при соединении узлов изделий из цветных металлов, тонкостенных труб, элементов сложных конструкций. При правильном подборе условий и припоя возможно сваривание чугуна и наплавление на его поверхность латуни. Соединение и резка металлических элементов позволяет получать требуемый результат хорошего качества.

Пайка производится благодаря нагреву спаиваемых деталей и расплавлению припоя с добавлением флюса. В этом случае происходит поверхностная диффузия на стыках детали с расплавленным припоем. После остывания получается надежный и эстетичный шов, который можно подвергать обработке.

Наплавка предназначена для нанесения на поверхность основного изделия металла другого типа или структуры. В этом случае обрабатываемая поверхность прогревается до температуры так называемого запотевания. Этим методом восстанавливают изношенные детали, увеличивают размеры, наплавляют материал, обладающий более высокими характеристиками по прочности и изнашиваемости. Применение наплавки увеличивает срок службы деталей, сокращает расход дефицитного материала, снижает стоимость ремонта.

Читайте также:  Как подключить телефон к магнитоле в машине через USB, Bluetooth, AUX и другие способы

Плюсы и минусы газовой сварки

Профессионалы отмечают следующие плюсы:

  • доступность применения (сварочные работы можно производить в любом месте без привязки к сложному технологическому оборудованию и стационарным источникам энергии);
  • обеспечение широкого диапазона температур плавления;
  • возможность сварки большого количества разных по свойствам металлов: от чугуна до цветных сплавов;
  • при правильном подборе вида пламени и скорости горения совместно с соответствующим припоем и флюсом добиваются качественных и надежных швов;
  • последовательные нагрев и остывание не позволяют образовываться трещинам и пустотам, нарушающим целостность соединения;
  • транспортировать газовый аппарат достаточно просто;
  • себестоимость сварочных работ невысокая (не требуется дорогого сложного оборудования).
  • создается обширная площадь нагрева (может привести к повреждению близлежащих термонестойких элементов конструкции);
  • увеличение толщины заготовки приводит к существенному снижению производительности операции (применение данной технологии для листов или деталей, толщина которых превышает пять миллиметров, становится нерентабельным);
  • имеет ограничение по применению (проведение сварочной операции внахлест нецелесообразно в связи с высокой вероятностью создания неблагоприятных напряжений в металле, которые могут привести к деформации или разрушению места стыка);
  • реализация этой технологии плохо поддается автоматизации;
  • высокая опасность пожара и взрыва используемых компонентов при хранении и переноске к месту проведения работ.

Оборудование и материалы для газовой сварки

  • газовый генератор, являющийся источником ацетилена;
  • баллон с кислородом (для обеспечения процесса горения);
  • газовый редуктор;
  • комплект предохранительных клапанов (позволяют повысить безопасность применения газового оборудования);
  • специальный газовый шланг для подачи соответствующего газа (для каждого вида рукава имеют свою конструктивную особенность, замена одного на другой категорически запрещена);
  • газовая горелка;
  • различные виды припоев и флюсов.

Для удобства применения оборудование для газовой сварки размещают на специальной тележке. Это позволяет придать всей конструкции определенную мобильность и облегчить транспортировку от одного объекта к другому.

Горелки подразделяются на два типа: обычные и инжекторные. При использовании газовой горелки необходимо контролировать скорость выхода газа, длину пламени и создаваемую температуру. Флюс для выполнения сварки выбирают на основании известных характеристик металла и требуемых задач. В качестве припоя используется проволока. Она служит источником дополнительного металла при сварке. Применение присадочного материала позволяет качественно выполнить сварку и получить надежное соединение.

При проведении операции резания металла вместо горелки применяют газовый резак. Кроме основного оборудования, сварочный пост оснащается набором слесарного инструмента, необходимого в процессе проведения работ.

Проволока и флюс

В качестве флюса применяют специальные химические составы на основе борной или кремниевой кислоты с соответствующими добавками. Они выпускаются в форме паст, порошков, растворов. Для получения наилучшего эффекта такие растворы изготавливают самостоятельно.

Виды и назначение используемых газов

Газ выбирают в зависимости от технических условий процесса сварки и резания металла.

В качестве основных газов для создания горючей смеси применяют:

  • кислород (служит катализатором плавления и поддержания стабильности процесса горения);
  • ацетилен (это смесь водорода и кислорода с содержанием аммония, полученная в результате химической реакции диссоциации);
  • метан;
  • пропан.

Кислород бывает трех категорий: высшей, первой и второй. Категория зависит от процентного содержания кислорода. Чистота газа влияет на качество сварки, особенно на процесс резки. Смеси ацетилена и кислорода хранятся в баллонах или получаются в газогенераторе.

Как выбрать газ в зависимости от вида металла

На правильный выбор требуемого газа основное влияние оказывает толщина листа металла, с которым предстоит работать. Такой выбор легко сделать, обратившись к соответствующим таблицам. Они составлены на основе расчетов и учета опыта применения газов в различных условиях. Например, для сварки листов углеродистой стали целесообразно применять смесь аргона и диоксида углерода с последующим добавлением кислорода.

Имеете опыт работы с газовой сваркой? Обязательно поделитесь им в комментариях к данной статье!

Особенности газового сварочного аппарата

Из всех известных способов обработки металлов газовая сварка – самый распространённый и недорогой, что объясняется сравнительно низкой стоимостью используемого энергоносителя. И действительно, цена на применяемые при сварке газы, такие, к примеру, как пропан, бутан, ацетилен и кислород несравнима с тем же показателем для относительно дорогого метода сварки электрической дугой.

Поэтому способ соединения свариваемых заготовок сгораемыми газовыми смесями получил широкое распространение не только в промышленном производстве, но и в быту. А для работы с газами нужен соответствующий сварочный аппарат.

Области применения

Доступность и относительная дешевизна монтажных работ с применением газовых сварочных аппаратов определили и сферу их использования в практической деятельности человека. Методы газовой сварки широко применяются в следующих ситуациях:

  • при проведении большинства видов строительных и монтажных работ;
  • в коммунальном хозяйстве (при ремонте и замене газовых, тепловых и водных магистралей);
  • в металлургии, автомобиле- и судостроении, а также при проведении высотных работ на строящихся объектах любых категорий сложности;
  • в частных подсобных хозяйствах (при наличии соответствующего оборудования и профессиональных навыков).
Читайте также:  Станки по дереву для домашней мастерской фото, чертежи, видео

В домашних условиях этот вид сваривания деталей применяется не так часто, однако при наличии соответствующего разрешения от пожарных служб он вполне допустим.

С помощью газовой сварки и с применением соответствующих аппаратов удаётся соединять практически все виды сплавов, включая цветные металлы (при толщине заготовок до 80-ти миллиметров). В случае меньшей толщины деталей этот способ подходит и для работы с низкоуглеродистыми и нелегированными сталями.

Особенности оборудования

Ещё одним достоинством газовой сварки, влияющим на оценочные характеристики этого метода работ, является невысокая стоимость газового сварочного аппарата и большая по сравнению с другими агрегатами мобильность.

Типовой комплект газового сварочного оборудования состоит из пары баллонов, специальных рукавов или шлангов и горелки, что в общей массе редко превышает 100 килограммов. Баллоны с газом подвозят к месту работ и соединяют с горелкой герметичными прорезиненными рукавами. По сути это и есть сварочный аппарат или газовый пост.

Редуктор

Для регулировки параметров сварочного процесса (давления газового состава, например) в комплектующий набор оборудования входит специальный редуктор, подключаемый к каждому типу ёмкости индивидуально.

Его основным рабочим параметром, определяющим выбор конкретного вида сваривания, является пропускная способность. То или иное значение этого показателя подбирается в соответствии с условиями проведения работ и применяемых для сварки резаков, в которых осуществляется непосредственное смешивание газов.

Корпус резака делают из специальной углеродистой стали. Он располагает возможностью оперативной замены всех своих составляющих, включая инжектор, клапана и мундштук. Эти универсальные комплектующие могут различаться по мощности (или производительности), определяющей выбор подходящей по типоразмеру горелки.

Горелка

Последний элемент аппарата (имеется в виду горелка) в зависимости от типа используемой газовой сварочной смеси может иметь самые различные исполнения.

Так для ацетиленовой сварки подходят изделия малой и средней производительности с наконечниками от нулевого до седьмого размера (они предназначаются для сваривания металлов толщиной от 0,3 до 30 миллиметров). Нередко применяются горелки, не имеющие инжектора и функционирующие под давлением поступающей смеси газов.

Для сварки пропанобутановой смесью выпускается два типоразмера этих приборов:

  • вариант исполнения ГЗУ-3, используемый для сваривания заготовок толщиной от 0,3-х до 7-ми миллиметров;
  • модель ГЗМ-4, предназначенная для предварительного подогрева металла.

Помимо рассмотренных видов газового сварочного оборудования используются универсальные или специализированные горелки, предназначенные для обработки всех известных видов газа.

К особенностям рассматриваемого сварочного аппарата и самой технологии газосварки следует отнести взрывоопасность используемых при сплавлении веществ и как следствие – необходимость в крайне осторожном обращении с баллонами. Вот почему рассмотрению этого вопроса следует уделить особое внимание.

Требования к баллонам

В комплект газового оборудования, используемого для сварки и резки металлических конструкций, входят герметически закрывающиеся сосуды или баллоны, в которых газ находится под высоким давлением.

Для содержания любого вида газообразных составов (другое их название – «активные газы») предназначается особая ёмкость, имеющая отличающуюся от других баллонов форму и размеры. Вентили для различных газовых смесей также отличаются по своей конструкции.

Кислородные баллоны, в частности, изготавливаются из бесшовных труб, производимых на основе углеродистых или легированных сталей, и рассчитаны на работу под высоким давлением.

При газовой сварке с более низким показателем давления могут применяться трубные конструкции сварного типа с рабочей ёмкостью до 40 литров (изготавливаются согласно ГОСТ 949–73).

Порядок производства сварочных баллонов для ацетилена нормируется требованиями ГОСТ 5948–60, в соответствии с которыми предписывается применять двухкамерные ёмкости, обеспечивающие более эффективное выравнивание давлений.

Рабочие ёмкости для пропанобутановых смесей изготавливаются согласно ГОСТ 15860–70, в котором оговариваются их основные параметры (вместимость и предельное давление).

Все виды перечисленных сварочных емкостей должны быть надёжно защищены от попадания на их вентильное устройство технических масел и жиров, что может привести к взрывоопасной ситуации.

Поскольку эти составляющие сварки газом относятся к разряду изделий повышенной взрывоопасности – к обслуживающему их персоналу предъявляются предельно жёсткие требования.

Без предварительного обучения и оформления разового допуска на проведение работ непросто получить разрешение даже на их транспортировку.

Бытовая сварка

При подготовке организации работ с применением газового сварочного аппарата в бытовых условиях должны соблюдаться особые меры предосторожности, которые в условиях производства контролируются в штатном режиме.

Основное внимание следует уделить безопасным приёмам обращения с газовыми баллонами, для перевозки которых в пределах строительной площадки вполне подходит простейшее средство передвижения (тележка, например).

Однако при использовании такого транспорта необходимо помнить о том, что баллон с ацетиленом должен надёжно закрепляться в вертикальном положении. Переносить же газосварочное оборудование с места на место (на короткие дистанции) вполне по силам двум физически здоровым мужчинам.

Несмотря на простоту используемых газовых аппаратов, данный вид обработки металлических заготовок требует высокой квалификации каждого частного исполнителя.

В заключении ещё раз надо отметить, что газосварка относится к самым дешевым методам обработки металлов плавлением, не требующим наличия поблизости электрических сетей. Благодаря указанному преимуществу этот способ сварки используют в отдалённых районах и сельских местностях, лишённых централизованного электроснабжения.

Ссылка на основную публикацию
Техническое обслуживание автомобиля (сервисное, ежедневное, сезонное)
Сезонное техническое обслуживание (СО) - Техническое обслуживание автомобиля - Автомобиль категории Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится 2 раза в год...
Тесты летних шин 2017 года (и рейтинг лучших по результатам тестирования)
Летние шины 2017 новинки Несмотря на то, что до конца зимы еще достаточно времени, многих интересует вопрос о новинках летнего...
Технические характеристика КамАЗ Технические характеристики
КамАЗ-53212 технические характеристики Один из родоначальников современного дальнобоя Многими автолюбителями очень хорошо узнаваем КамАЗ-53212. Причём не только спереди, но и...
Техническое обслуживание автомобиля
Техническое обслуживание автомобиля; что в него входит; Автоновости и советы автолюбителям Существует непреложная истина — нужно регулярно проводить техническое обслуживание...
Adblock detector