Какой газ не используется при газовой сварке

Газовая сварка является одним из видов и способов соединения металлов и их сплавов под действием высокой температуры. Сегодня поговорим об основах, ее технологии способах и приемах, достоинствах и недостатках. Данная статья будет полезна начинающим газосварщикам желающим освоить эту нелегкую профессию, а также опытным мастерам, желающим подкрепить свои знания в этой области.

Сварка пропаном

Основные преимущества сварки пропаном — универсальность как для сварки металлов различных толщин, так и для сварки металлов с различными физико-химическими свойствами. Газовой сваркой могут быть получены все виды сварных соединений и большинство типов швов в различных пространственных положениях. В этом отношении сварка пропаном также универсальна, как и дуговая.

Технология сварки на пропане позволяет обрабатывать все металлы, применяемые в механизмах. Хороший эффект дает сварка пропаном меди, чугуна, латуни, свинца, бронзы, алюминиевых сплавов. Сварка пропаном используется при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, ремонтной сварке литых изделий и монтажной сварке стыков трубопроводов малых и средних диаметров с толщиной стенки до 5 мм и фасонных частей к ним, сварке узлов конструкций из тонкостенных труб, при наплавке латуни и бронзы на детали из стали и чугуна, наплавке твердых и износостойких сплавов, пайке-сварке ковкого и высокопрочного чугуна. Из-за простоты оборудования, независимости от источника энергоснабжения, возможности широкого регулирования скорости нагрева и охлаждения металла технология сварки на пропане находит применение в ремонтных и монтажных работах.

Области применения и способы газовой сварки

Газовая сварка относится к группе сварки плавлением. Метод газовой сварки прост, не требует сложного оборудования и источника электрической энергии. К недостаткам газовой сварки относятся меньшая скорость и большая зона нагрева, чем при дуговой сварке.

Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, монтаже труб малого и среднего диаметров, сварке соединений и узлов, изготовляемых из тонкостенных труб, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца, сварке чугуна с применением в качестве присадки чугунных, латунных и бронзовых прутков, наплавке твердых сплавов и латуни на стальные и чугунные детали.

Газовой сваркой могут соединяться почти все металлы и сплавы, применяемые в настоящее время в промышленности. Наиболее широкое применение газовая сварка получила при строительно-монтажных работах, в сельском хозяйстве и при ремонтных работах.

Для выполнения сварочных работ необходимо, чтобы сварочное пламя обладало достаточной тепловой мощностью. Мощность пламени горелки определяется количеством ацетилена, проходящего за один час через горелку, и регулируется наконечниками горелки. Мощность пламени выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и его свойств. Количество ацетилена в час, необходимое на 1 мм толщины свариваемого металла, устанавливается практикой.

Пример. При сварке низкоуглеродистой стали на 1 мм толщины свариваемого металла требуется 100-130 дм3 ацетилена в час.

Для сварки низкоуглеродистой стали толщиной 4 мм минимальная мощность сварочной горелки составит 100х4=400 дм3/ч, наибольшая — 130х4=520 дм3/ч.

Для газовой сварки различных металлов требуется определенный вид пламени — нормальное, окислительное, науглероживающее. Газосварщик регулирует и устанавливает вид сварочного пламени на глаз. При ручной сварке сварщик держит в правой руке сварочную горелку, а в левой — присадочную проволоку. Пламя горелки сварщик направляет на свариваемый металл так, чтобы свариваемые кромки находились в восстановительной зоне на расстоянии 2- 6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки должен находиться в восстановительной зоне или в сварочной ванне.

Скорость нагрева регулируется изменением угла наклона а мундштука к поверхности свариваемого металла.

Рисунок 1 — Угол наклона (а) и способы перемещения мундштука горелки (б)

Величина угла выбирается в зависимости от толщины и рода свариваемого металла. Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла. В начале сварки для лучшего прогрева металла угол наклона устанавливают больше, затем по мере прогрева свариваемого металла его уменьшают до величины, соответствующей данной толщине металла, а в конце сварки постепенно уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла.

Рукоятка горелки может быть расположена вдоль оси шва или перпендикулярно ей. То или иное положение выбирается в зависимости от условий (удобств) работы газосварщика, чтобы рука сварщика не нагревалась теплотой, излучаемой нагретым металлом.

В процессе газовой сварки газосварщик концом мундштука горелки совершает одновременно два движения: поперечное — перпендикулярно оси шва и продольное — вдоль оси шва. Основным является продольное движение, поперечное служит для равномерного прогрева кромок основного и присадочного металла и получения шва необходимой ширины.

Читайте также:  Таблица пайки полипропиленовых труб

Способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять при газовой сварке не рекомендуется, так как при этом возможно окисление расплавленного металла кислородом воздуха. Способ 2 — по спирали и способ 3 — полумесяцем рекомендуются при сварке металла средней толщины, способ 4 — при сварке тонких листов (рисунок 1).

Присадочной проволокой можно совершать такие же колебательные движения, но в направлении, обратном движениям конца мундштука горелки.

Конец присадочной проволоки не рекомендуется извлекать из сварочной ванны и особенно из восстановительной зоны пламени. Движения, совершаемые концом мундштука горелки и концом присадочной проволоки в процессе сварки, зависят от положения шва в пространстве, толщины свариваемого металла, рода металла и требуемых размеров сварочного шва. Для сварки швов в нижнем положении наиболее распространено движение полумесяцем.

Режимы газовой сварки

Главная характеристика газовой сварки, это мощность пламени. Она зависит от типа металла и ряда других его характеристик, например, теплофизических свойств. Другими словами, чем толще металл, тем больше температура плавления металла, тем выше должна быть температура пламени.

Мощность пламени определяет расход горючего газа и кислорода. К, примеру, при обработке стали или чугуна расход количества газа и толщины металла связан следующей пропорцией:

Va (100–150)*S  л/ч, где Va -расход горючего газа, S- толщина металла.

Регулировка данного параметра осуществляется подбором номера наконечника горелки:

Кроме этого, важную роль играет наклон горелки и размер присадки. Таким образом к параметрам и режимам сварки относятся:

  1. Мощность пламени и ее характер;
  2. Диаметр присадочной проволоки;
  3. Скорость сварки, определяемая способами выполнения сварочных швов и положения мундштука относительно плоскости заготовки.

Левый способ

При таком методе сварки деталей, сварщик перемещает горелку справа налево, присадка должна располагаться впереди горелки. Пламя направляется от шва. Это обеспечивает сварщику хороший обзор шва и как результат он может обеспечить равномерность ширины и высоты валика. Такой метод сварки применяют при работе с деталями до 5 мм.

Правый способ

Режимы газовой сварки

Такой способ предполагает, что сварщик передвигает горелку слева направо. Проволока должна перемещаться за горелкой. Пламя направляется на шов. При таком методе остывание шва длится дольше и качество шва повышается, но вот его внешний вид оставляет желать лучшего, так как сварщик не может толком видеть его формообразование. Такой метод применяют при толщине листа больше 5 мм.

Диаметр присадочной проволоки

Подбор диаметра присадки(dп) осуществляют в зависимости от толщины свариваемого металла (S), а также от способа сваривания: левый или правый.

Основные параметры газовой сварки распространенных типов и составов сталей можно представить в виде таблицы

Положение мундштука горелки

Режимы газовой сварки

Скорость сварки ацетиленом или плавления металла регулируют изменением угла расположения мундштука относительно плоскости свариваемого металла. Он определяется теплопроводностью, толщиной и родом металла. Толстый металл с высокой теплопроводностью требует большего угла наклона горелки ввиду долгого прогрева и приложения наибольшей мощности пламени для формирования сварочной ванны.

Для понимания характера воздействия пламени на металл при различном положении достаточно взглянуть на рисунок, представленный ниже.

Как видим ,максимальное проплавление происходит при вертикальном положении горелки. Именно поэтому в начале сварки, для лучшего и быстрого прогрева мундштук располагают под углом 90 °, постепенно снижая его в соответствии с толщиной металла.

Важно! Завершающий этап газовой сварки(формирование кратера) совершают на минимальном угле для предотвращения прожига металла.

Движения горелки

Режимы газовой сварки

В процессе работы сварщик совершает продольные и поперечные движения горелкой. Основным типов является продольное, оно направлено вдоль линии шва, предназначено для заполнения шва металлов. Поперечное движение выполняется для равномерного прогрева кромок металла и предназначено для формирования нужной ширины шва.

В свою очередь, движения присадочной осуществляются такие же колебательные движения, но в противоположную сторону движению конца горелки. Чтобы избежать дефектов в сварочном шве, конец присадки не рекомендуется извлекать из сварочной ванны, особенно из восстановительной зоны пламени.

Вид движения зависит от пространственного положения шва, его геометрических размеров, толщины и рода металла.

Рынок технических газов

На сегодняшний день крупнейшими представителями отечественного рынка производителей газов являются: Промышленная Группа Компаний «Криогенмаш», «Линде Газ Рус», ОАО «Логика» и ОАО «Московский коксогазовый завод» (Московская область); ЗАО «Лентехгаз» (Северо-запад страны); ОАО «Уралтехгаз» (Урал); ОАО «Сибтехгаз» (Сибирь) и ОАО «Дальтехгаз» (Дальний Восток). На мировом рынке доминируют три компании: французская Air Liquide, немецкая Linde Gaz и американская Air Products.

По словам Игоря Васильева, директора по развитию компании «НИИ КМ», российского переработчика и поставщика различных технических и специальных газов, объем отечественного рынка оценивается приблизительно в €600 миллионов и растет в среднем на 15-20% в год. К слову, прирост на мировом рынке до 2010 года составит только 7-8% в год. Объясняется это общим слабым развитием производственных фондов в России и, как следствие, меньшей конкуренцией между газовыми компаниями.

Участники отечественного рынка ТГ условно делятся на три группы. Первая – это крупнейшие производители сжиженных техгазов. Они работают только на собственных воздухоразделительных установках и поставляют свой газ крупным и средним потребителям. Во вторую категорию попали переработчики ТГ и перепродавцы газа мелким потребителям. Чаще всего эти компании занимаются переводом газа из жидкого в газообразное состояние, его очисткой и распределением в баллоны. Наконец, третья группа представляет продавцов баллонного газа.

Очень любопытной на российском рынке ТГ выглядит ценовая политика компаний. Разница в цене на все виды технических газов, не смотря на слабую конкуренцию между производителями, составляет не более 10-15%. К примеру, у серьезного иностранного поставщика она может быть на 25% выше, чем у конкурентов.

И последнее. Рентабельность газовых компаний, расположенных на территории РФ, составляет от 20 до 40%. Зависит это от региона, вида и марки газов.

Соблюдение техники безопасности

В нашей стране мало уделяется внимания газовой безопасности. Здравомыслящий человек, работающий с газовыми баллонами, понимает, что они взрывоопасны. Многие мастера по старинке работают со стальными баллонами, не зная, что сегодня им на смену пришли более технологичные металлокомпозитные и композитные емкости.

Композитные материалы, применяемые при производстве таких емкостей, свели проблему взрывоопасности к нулю. Композитные емкости не взрываются, в отличие от емкостей из стали. Человек, работающий со взрывоопасными материалами, знает, что даже взрыв баллона с пятью литрами газа будет очень мощным.

Другим неоспоримым преимуществом емкостей из композитных материалов считается их малый вес. Такие емкости легко смогут поднимать женщины и люди преклонного возраста.

Такие баллоны позволяют сэкономить средства на приобретении манометра, в силу своей прозрачности. Прозрачность баллонам придает фиберглас, который позволяет видеть баллон и его содержимое. Теперь мастеру не придется сомневаться в количестве оставшегося газа, и он будет уверенно продолжать работу или отправиться заправлять баллон.

Соблюдение техники безопасности

Очевидным минусом на современном этапе можно считать высокую стоимость. В интернет-магазине один такой баллон может обойтись от 6 тыс. до 9 тыс. рублей, в зависимости от его емкости. Но все-таки это не столь высокая цена и человеческие жизни стоят намного дороже.

Среди очевидных преимуществ композитных баллонов можно выделить:

  • Взрывобезопасность.
  • Прозрачность и легкость контроля над жидкостью внутри.
  • Не подверженность коррозии.
  • Экологическую безопасность.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Защита баллона от ультрафиолета.
  • Широкая сфера применения: промышленность, строительство, отопление домов.

Состав сварочного пламени

Примерный химический состав нормального ацетилен-кислородного пламени приведен ниже в таблице.

Нужно отметить, что ацетилен-кислородная смесь дает самую высокую температуру пламени. Изменение горючих газов несколько снижает температуру пламени и распределение ее по объему.

Химический состав нормального ацетилен-кислородного пламени

Часть пламени Содержание по объёму %
СО Н2 CО2 Н2О N2 О2 Прочие газы
Вблизи конца ядра 60 31 8 1
В конце восстановительной зоны 33 15 9 6 33 4
В средней части факела 3,7 2,5 22 2,6 58 8 32
Вблизи конца факела 8 2,2 74 15 0,8

Техника безопасности

Газовая сварка и резка не обходятся без соблюдения правил техники безопасности. Во время работы сварщик подвергается всевозможным потенциальным опасностям

Меры предосторожности комплексные:

От поражения электротоком нужна такая защита:

Инструкции по технике безопасности

  • Заземление аппарата.
  • Изоляция токопроводящих частей оборудования.
  • Сухая, неповрежденная одежда.
  • Исключение работ в мокрую погоду.

Защита зрения требует использования специальной маски со светофильтрами.

Газовая сварка – это угроза ожогов, взрывов пожаров. Избежать аварийной ситуации помогут:

  • Экипировка в спецодежду.
  • Отсутствие в местах проводимых работ открытых горючих, легковоспламеняющихся веществ.
  • Наличие средств пожаротушения.
  • Соблюдение технологического режима.

Против отравления ядовитыми парами используют:

  • Респираторы.
  • Эффективную вентиляцию в помещении.
  • Маски, схожие с противогазами.

Газы используемые при газовой сварке

Газовая сварка — плавление кромок соединяемых деталей в высокотемпературном пламени горелки с формированием шва. Выбор газа для сварки зависит от множества факторов:

  • соединяемого металла;
  • желаемой формы шва;
  • типа газового оборудования;
  • условий работы;
  • свойств химического состава;
  • необходимой температуры плавления.

Давайте перечислим, какие газы используются в газовой сварке: это может быть ацетилен, МАФ, пропан, бутан, бензол, керосин, кислород, коксовый и углекислый газы и другие. Наиболее активно используется ацетилен, который при наличии кислорода дает температуру в 3 тысячи градусов.

Заменители ацетилена

К газам-заменителям С2Н2 относятся пропан и пропан-бутановая смесь, водород, коксовый газ, бензин, керосин. Они обладают достаточно высокими теплотворными способностями. Однако для качественной работы требуется больше кислорода, а t пламени при этом все равно ниже, чем у ацетилена. Поэтому пропан, бутан и другие варианты используются чаще при изготовлении металлоконструкций из цветных, легкоплавких металлов. Сталь соединить ими трудно.

Углекислый газ

Углекислый газ (СО2) имеет сильный запах и ярко выраженные окислительные свойства. Хорошо растворяется в воде и весит в полтора раза больше воздуха. Различают 3 сорта вещества, которые используются при соединении чугунных, углеродистых металлов и сплавов, коррозийных сталей и низколегированных конструкций.

Защитные элементы

При газовой сварке используются также инертные газы, которые служат защитой сварочной ванны от воздуха. Они не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем, у них нет цвета и запаха.

  • Аргон. Негорючий, тяжелее воздуха в 1,5 раза. Высший сорт используется для аргонодуговой сварки активных, редких металлов и сплавов. Первый подходит для алюминиевых и стальных изделий.
  • Гелий. Легче воздуха. Рекомендуется для газовой сварки чистых и активных металлов, а также алюминия и стали.
  • Азот. Применяется для меди и сплавов из нее. Различают 4 сорта азота с разной долей содержания вещества.
Читайте также:  Как выбрать бензиновую виброплиту?

Улучшают процесс и качество шва при изготовлении металлоконструкций сварочные смеси: гелий с аргоном, аргон с кислородом или/и углекислым газом-помощником и другие.

Особенности газовой сварки

Существуют разные способы соединения металлических деталей. Наиболее эффективной технологией является термообработка, включающая несколько методов. Одним из популярных считается газовая сварка.

Газовая сварка металлической 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.

Для сварки металлических деталей можно использовать любой горючий газ с добавлением кислорода. Однако лучшим вариантом является ацетилен. Связано это с рабочей температурой, которую может обеспечить этот газ — до 3400 градусов по Цельсию. У пропана этот показатель доходит до 2800 градусов.

Область применения

Чтобы понимать, где применяется технология термического соединения металлов, требуется разобраться с тем, какие материалы можно сваривать этим способом:

  1. Тонкие листы стали, жести (до 5 мм).
  2. Чугун.
  3. Цветные металлы.
  4. Инструментальная сталь.

Оборудование

Виды оборудования для газовой сварки:

  1. Бензино-кислородные.
  2. Ацетилено-кислородные.
  3. Керосино-кислородные.
  4. Пропано-кислородные.
Особенности газовой сварки

К другим ключевым элементам газосварочного аппарата относятся:

  1. Предохранительный затвор. Это деталь обеспечивает безопасность при работе.
  2. Баллоны для газов. По ГОСТу они должны быть покрашены в определённый цвет, зависимо от того, что находится внутри.
  3. Вентиль устанавливаемый на баллон. Должен изготавливаться из латуни.
  4. Редуктор — ключевой элемент оборудования. Обеспечивает надёжное соединение горелки с баллоном.
  5. Горелка для подачи рабочей смеси. Существует два вида — ацетиленовая, пропановая. Представляет собой рабочую часть оборудования, на которой располагаются вентили для регулировки подачи газов. Они смешиваются с помощью системы трубок, которые расположены на горелке.

На выходе с резака установлено сопло, через которое готовая смесь подаётся на рабочую поверхность.

Этапы сварки труб

После выбора газа для сварки сварщик должен подготовить оборудование, проверить работоспособность отдельных элементов. Далее начинается проведения работ. Техника газовой сварки представляет собой несколько этапов, которые должны идти последовательно:

  1. Подготовка рабочих поверхностей. Они размечаются, зачищаются от налёта, грязи, ржавчины.
  2. Начинать соединение отдельных металлических элементов необходимо прихватить их сварочным аппаратом.
  3. Выставить заготовки относительно друг друга. Дополнительно провести проверку точности. Начать равномерное нагревание рабочей частью оборудования. После нагрева до начала плавления, металла, резак нужно медленно передвигать по границам будущего шва, подавать в рабочую зону присадочный материал.

С помощью резака можно разделять металлические заготовки на части.

Зачистка металлической поверхности

Техника безопасности

Прежде чем начинать работать, важно изучить правила техники безопасности и придерживаться их:

  1. Не использовать оборудование рядом с легковоспламеняющимися веществами, жидкостями.
  2. Работать только в хорошо проветриваемом помещении. Если же здание не проветривается, делать перерывы во время работы, чтобы сварщик мог подышать свежим воздухом. Желательно использовать респиратор.
  3. Важно проверять чтобы элементы оборудования не были испачканы маслом.
  4. Для охлаждения сопла рядом должна находиться ёмкость с холодной водой.
  5. Подготавливать рабочую зону до начала сварки. Помехи при работе могут привести к травмам, браку заготовок.
  6. Использовать защитные очки, специальный сварочный костюм, перчатки.

До начала работ проверять насколько надёжно подключены соединяющие шланги. Не должно быть утечки газа.

Газовая сварка — востребованный способ термического соединения металлических деталей. Перед тем как начинать сварочные работы, требуется ознакомиться с особенностями технологического процесса, подготовить оборудование, свариваемые детали. Чтобы не навредить организму, важно соблюдать правила техники безопасности.

Советы по выбору рукава для газовой сварки

Тот, кто регулярно занимается обработкой металлический поверхностей, наверняка сталкивался с [необходимость выбора рукавов для газовой сварки].

Его основным преимуществом является то, что для работы нет необходимости приобретать дорогостоящее оборудование, цена на него является достаточно демократичной.

При помощи газовой сварки можно производить необходимые работы без дополнительного источника питания, что особенно актуально для отдаленных районов, где есть проблемы с электричеством.

Сварка газом позволяет работать с такими сложными металлами, как чугун, свинец, латунь и даже медь.

Также стоит отметить и прочность швов, при определенных условиях может быть несколько выше, чем при работе с электродуговой сваркой.

Стоит отметить и то, что газовая сварка позволяет не только соединять между собой металлические конструкции, но и при необходимости осуществлять резку металла.

В этом случае приобретают актуальность используемые рукава для газовой сварки и резки металлов, которые преимущественно изготовляют резиновые с добавлением тканевой основы.

В специализированных магазинах представлен большой выбор рукавов для данного типа сварки, цена на которые зависит от нескольких факторов.