Ацетиленовая сварка металлов: оборудование и технологии

Большая энциклопедия нефти и газа

Cтраница 3

Приацетилено-кислородной сварке малоуглеродистой стали, содержащей не более 0 3 % углерода, в качестве присадочного металла применяют проволоку следующего состава: 0 10 — 0 25 % углерода; около 0 5 % марганца; до 0 03 % кремния; не более 0 04 % серы и не более 0 04 % фосфора.  [31]

Приацетилено-кислородной сварке предварительного нагрева деталей весом до 70 кГ не производится.  [32]

При примененииацетилено-кислородной сварки до начала работ необходимо: пасту из флюса и кокильную краску ( вместо кокильной краски может быть использован тальк или мел) развести до густоты сметаны; выбрать мундштук сварочной горелки по табл.

 [34]

Для выполненияацетилено-кислородной сварки требуются следующее оборудование и аппаратуры: ацетиленовый генератор ( или баллоны, наполненные ацетиленом), баллоны, наполненные кислородом, редукторы для сжатых газов, резинотканевые рукава ( шланги), горелки и резаки, манометры.  [36]

Кислород дляацетилено-кислородной сварки доставляется в заводских кислородных баллонах, окрашенных в голубой цвет и имеющих надпись черными буквами кислород.

Эти баллоны испытываются каждые 3 года под давлением 225 ати, ( нормальное рабочее их давление 1 50 ати.

С такой же периодичностью испытываются и ацетиленовые баллоны, о давлением 30 ати, нормальное их рабочее давление 16 ати при температуре 20 С.  [37]

Наибольшее применение имеетацетилено-кислородная сварка.

Процесс газовой сварки заключается в том, что кромки свариваемых деталей в местах их соединения нагревают до расплавления основного металла пламенем сварочной горелки, причем в пламя горелки вводят одновременно присадочный материал ( пруток или проволоку), имеющий одинаковый химический состав с основным металлом.

В главе рассматриваетсятолько ацетилено-кислородная сварка.  [39]

Горелки предназначены дляацетилено-кислородной сварки, пайки и подогрева черных и цветных металлов.  [40]

Мощность горелки дляацетилено-кислородной сварки подбирается из расчета 100 л / ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.  [41]

Сварочное отделение выполняетэлектродуговую и ацетилено-кислородную сварку. Ацетилено-кислородная сварка применяется для ремонта чугунных деталей, требующих последующей обработки режущим инструментом, ремонта деталей из цветных металлов, а также для резки металла. Электродуговая сварка широко используется при ремонте резервуарных емкостей и трубопроводов нефтебаз.  [43]

Применительно к нержавеющим сталямацетилено-кислородная сварка имеет следующие серьезные недостатки. При избытке ацетилена возможно науглероживание металла шва, а в ряде случаев и околошовной зоны. В результате этого снижается коррозионная стойкость сварного соединения и появляется опасность образования горячих трещин.  [44]

Горелка инжекторная универсальная дляацетилено-кислородной сварки.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Виды редукторов

1. Газовый редуктор — это устройство для контроля давления газа. Для газосварки и резки понадобятся разные типы редукторов.
2. Кислородные применяют при сварке металлов и газовой сварки. На него наносится голубая маркировка. Подлежит использованию в агрессивной среде, так как не боится коррозии.
3. Ацетиленовые редукторы прикрепляются к баллону накидным хомутом и маркируются белым цветом. К данному виду редуктора прилагаются два манометра: один следит за давлением газа в баллоне, второй — за давлением в рабочей камере.
4. Углекислотные редукторы широко применяются в химической и пищевой промышленностях. Комплектуются одним или двумя манометрами и подключаются к вертикальному манометру.
5. В аргонодуговой сварке применяются аргоновые редукторы, работающие с негорючими газами.
6. Газовые горелки используются во всевозможных отраслях промышленности. Все горелки по своей конструкции похожи. Каждая состоит из корпуса, к которому прикрепляется несколько деталей: вентиль, контролирующий подачу газа; рычаг, контролирующий высоту огня; наконечник.

При помощи редуктора выполняется соединение с баллоном. Горелка может комплектоваться пьезоподжигом и ветрозащитой.

Горелка при работе с пропаном отличается своей безопасностью. Поддерживает высокую температуру огня, которой достаточно для большого количества сварочных работ. Некоторые виды сварки проводятся ацетиленовыми горелками при смеси кислорода и ацетилена.

Водородная сварка – альтернатива ацетиленовой газосварке

Появление на современном рынке нового вида сварочных аппаратов вполне естественный процесс. Технологии не стоят на месте, и разработчики неустанно работают не только над улучшением эффективности работы сварочных аппаратов, но и над удобством и безопасностью их использования.

Прекрасной альтернативой ацетилено-кислородной сварке стала водородная сварка, принцип работы которой основан на генерировании водорода из обыкновенной дистиллированной воды. Водородно-кислородное пламя, создаваемое водородным сварочным аппаратом, имеет температуру горения 2600-3000 С.

Благодаря этому аппаратом можно осуществлять не только сварку, но и пайку, порошковую наплавку, резку металлов толщиной 10 мм и более, термоупрочнение и многое другое.

Экономия водородной сварки по сравнению с ацетиленовой весьма существенна и в первую очередь становится заметной, когда отпадает необходимость в покупке баллонов с ацетиленом и кислородом.

Если средний расход материалов (газа) на 5 рабочих дней при ацетиленовой газосварке составляет около 100$ (1 баллон ацетилена и 10 баллонов кислорода), то водородная сварка потребует лишь около 75 кВт/ч электричества и 15 л дистиллированной воды, что составляет около 5-6$.

Экономия на расходных материалах в неделю составляет 95%, что делает вложение в водородный сварочный аппарат практически мгновенно окупаемым.

Преимущества водородной сварки:

• Минимальные затраты на расходные материалы; •
• Небольшие размеры сварочного аппарата; •
• Высокая производительность; •
• Возможность беспрерывной работы; •
• Ровные швы и идеально гладкие разрезы; •
• Простое автоматическое или ручное управление мощностью.

Особенности водородного сварочного аппарата:

1. В отличие от ацетиленовой сварки, водородная не загрязняет окружающую среду, т.к. в процессе работы образуется лишь водяной пар; 2.
2. Компактные размеры и отсутствие ацетиленовых и кислородных баллонов позволяет легко и безопасно транспортировать аппарат. 3.
3. Экономия места, благодаря отсутствию необходимости запасаться баллонами с газом. 4.
4. Возможность работы с различными металлами, стеклом, керамикой и другими материалами.

Сфера применения водородной сварки значительно шире, за счет особенностей:

• Минимальная толщина пламени (как швейная игла) позволяет выполнять микросварку в ювелирном деле и других отраслях, требующих кропотливой работы; •
• Отсутствие вредных испарений при работе позволяет использовать водородную сварку в колодцах, туннелях и других закрытых труднодоступных местах, где запрещено использование ацетиленовой сварки.

Выбор режимов

Для увеличения качества шва и его герметичности в зависимости от материала необходимо знать некоторые секреты профессиональных газосварщиков.

Высокоуглеродистые стали с помощью ацетиленовой сварки варят очень редко. А вот низкоуглеродистые, конструкционные стали – это область применения газосварки.

При этом достигаются хорошие результаты при любом пространственном положении шва. Средняя мощность горения не должна превышать 120 кубических дециметров в час.

Лучшим будет способ ведения горелки от себя. Присадку надо использовать из низкоуглеродистой стали, но можно оббивать электроды для электросварки. При расплавлении металла, из него выходит кремний, марганец и образуется крупнозернистое строение стали. Проволока из СТ.2, с содержанием кремния меньше 1%, марганца 1,1% обеспечит однородный, по структуре шов.

Легированную сталь не рекомендуется варить с помощью ацетиленового метода. При сильном нагреве происходит деформация деталей, поэтому при сваривании некоторых марок стали, необходимо выполнять следующие рекомендации.

Для соединения низколегированных сталей необходимо использовать флюсы. Сварка ацетиленом осуществляется нормальным пламенем. Горелка должна работать на низкой мощности, подавая слабое пламя, если сваривают с сталь с высоким содержанием хрома и никеля.

Для соединения жаропрочных сталей применяется присадка с содержанием 21% никеля и хрома 25%. Сварить сталь с высокой стойкостью к образованию коррозий будет проще, если использовать проволоку с содержанием никеля, хрома и молибдена.

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.

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.

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 деятельности (на заводах машиностроения, сельском хозяйстве, ремонтных, строительно-монтажных работах и др.).

Достоинства и недостатки газовой сварки

В своем первоначальном виде сварка существовала еще в Древнем Египте. С некоторой долей погрешности можно считать, что спаивать и сваривать металлы люди научились одновременно с освоением остальных методов обработки металлов.

Естественно, эффективность методик сварки древних людей была очень далека от современных, но многие конструкции, сваренные много столетий назад, продолжают до сих пор служить креплениями для дворцов, храмов и других сооружений.

К примеру, почти вся архитектура периода Возрождения держится именно на сварных конструкциях.

Совершенствовались кислородные баки и баллоны, изменялась вспомогательная аппаратура, улучшались редукторы и прокладочные материалы.

Газовая сварка, также как и лазерная и электродуговая имеет свои преимущества и недостатки, которые обязательно следует знать и учитывать при выборе метода сварки. Поскольку в результате, нам ведь чрезвычайно важно высокое качество шва при минимальных затратах на выполнение работ.

Достоинства газовой сварки:

1. Сваривать можно где угодно, поскольку нет необходимости в дополнительном дорогом оборудовании и источниках энергии
2. При помощи газовой сварки можно сваривать металлы с различными температурами плавления
3. Свинец, чугун, латунь и медь лучше всего свариваются именно при помощи газовой сварки
4. Если правильно подобрать вид и мощность пламени, а также хорошую присадочную проволоку, можно получить очень качественные и прочные швы
5. Нагревание и остывание поверхностей происходит достаточно медленно.  ,

Недостатки газовой сварки

1. Очень большая зона нагрева, что может способствовать повреждению близлежащих к сварке неустойчивых компонентов.
2. Чем толще металл, тем ниже производительность сварки (так сварка металла, толщина которого превышает пять миллиметров, абсолютно невыгодна).
3. При сваривании металлов внахлест использовать газовую сварку не рекомендуют, поскольку в таком случае велика вероятность напряжения в металле, что может привести к разрушению и деформациям места спайки.
4. При сварке используются очень опасные вещества, которые в сочетании с воздухом образуют взрывоопасные смеси (ацетилен, водород и пр.).

Какая сварочная проволока применяется для газовой сварки?

Для сварки в качестве присадочных материалов применяют обычно проволоку, прутки и гранулы с химическим составом, аналогичным свариваемому металлу.

Их температура плавления должна быть равна или ниже, по сравнению с обрабатываемым материалом. Поверхность проволоки – чистая, без ржавчины, масел, окалины.

Проволока для газосварки и наплавки производится в соответствии с тем же стандартом, что и для дуговой сварки, – ГОСТом 2246.

Как выбрать проволоку в соответствии со свариваемым материалом и эксплуатационным назначением изготавливаемой продукции?

• Для ответственных сварных металлоконструкций и изделий рекомендуется применять марганцевую и кремнемарганцевую проволоку: Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С.
• Для низколегированных марок используют низколегированную проволоку, содержащую хром.
• Для чугуна предназначаются прутки, выпускаемые по ГОСТу 2671. Они делятся на марку А, востребованную для горячей сварки с общим предварительным подогревом изделия, и Б – для сварки с местным подогревом. Марки НЧ-1 и НЧ-2 используют для низкотемпературной газосварки литых элементов.
• Для сварки алюминия и сплавов на его основе предназначена проволока, соответствующая ГОСТу 7871: Св-А1, Св-АМц, Св-АК-5, Св-АМг.
• Для меди и ее сплавов выпускается присадочная проволока, регламентируемая ГОСТом 16130 (М1, МСр1), или прутки М1р и М3р.

Недостатки газовой сварки

1. Большая зона нагрева. Близлежащие к месту сварки термически неустойчивые элементы могут быть повреждены из-за повышенной зоны нагрева.2. С толщиной падает производительность. Сварка металлов толщиной более 5 миллиметров невыгодна. В этих случаях применяют электродуговую сварку.3.

При соединении внахлёст металлов толщиной более 3 миллиметров применять газовую сварку не рекомендуется, потому что возникают напряжения в металле, которые могут привести к деформации и разрушению места спайки.4. При газовой сварке применяются достаточно опасные вещества, дающие с кислородом воздуха взрывные смеси (водород, ацетилен и т.д.

) Газовые баллоны, применяемые при сварке, должны быть максимально удалены от органических веществ (жиров, масел, углеводородов). Несоблюдение правил техники безопасности может привести к пожарам и взрывам.5. Медленный нагрев и остывание свариваемых поверхностей.6. Практически не поддаётся механизации, в отличие от электродуговой сварки.7.

При газовой сварке не получается легировать наплавляемый металл. В то же время, качество швов, получаемых электродуговой сваркой очень сильно зависит от применяемых электродов и специальной обмазки.

8. Высокоуглеродистые стали не рекомендуется сваривать с помощью газовой сварки.

Достоинство заключается в том, что многие металлы и сплавы требуют мягких (постепенного нагрева) условий при сваривании.

Например, цветные металлы и некоторые инструментальные стали хорошо свариваются именно с помощью газовой сварки.

Необходимое оборудование

Наиболее используемые для сварочных работ — пропановые и ацетилено-кислородные аппараты, так как они при горении выделяют самую большую температуру.

Чаще используются ацетиленовые генераторы, которые выделяют ацетилен при смешивании воды и карбида кальция. Такой вид генератора существует в пяти типах, поэтому легко подобрать нужный вариант, для конкретного металла.

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

Немаловажную роль играют предохранительные затворы. Они обеспечивают безопасность, предотвращают проход обратного удара огня, возникающего при сварке. А также клапаны перекрывают обратный поток газа по резиновым шлангам.

Баллон — цилиндрическая ёмкость с отверстием и резьбой в горловине для вкручивания запорного вентиля. Производится из углеродистой или легированной стали. По ГОСТу окрашивается краской специального цвета, в зависимости от газа.

Вентиля для газовых баллонов производятся из латуни (так как сталь неустойчива к коррозии), обязательно с левой резьбой, меньшего диаметра, по сравнению с вентилем кислородного баллона (для того, чтобы не было возможности перепутать редукторы).

Ориентировочные режимы

Сварку ведут участками длиной 10-15 мм. Сначала сплавляют кромки (без присадка), а затем накладывают первый — корневой — слой. После этого перемещаются на следующий участок.

При толщине стенки трубы до 4 мм сварка ведется в один слой, а при большей толщине — в два слоя. Второй слой выполняют после корневого шва, наложенного но всему периметру стыка.

Перед сваркой и прихваткой стык прогревают горелкой для выравнивания температ уры металла. Прогрев стыка необходим и после вынужденных перерывов в работе.

При сварке первого слоя нужно тщательно переплавить все прихватки. После постановки прихватки в одной точке сварку сразу же начинают с диаметрально противоположного участка.

Вертикальные неноворотные стыки сваривают снизу вверх.

Горизонтальные стыки сваривают с соблюдением правила смещения «замков».

Во время сварки одного стыка нельзя допускать перерывов в работе до заполнения всей разделки. При вынужденных перерывах и по окончании сварки пламя горелки отводят от расплавленного металла медленно, постепенно, иначе в металле шва могут возникнуть усадочные раковины и поры.

При сварке стыков из низколегированной стали нельзя допускать сквозняков внутри труб. Их концы закрывают заглушками.

Особенности газовой сварки

Чтобы они сгорели, понадобится кислородная струя. Сварка чаще всего проводится на основе ацетилена, который вырабатывается при реакции карбида кальция и воды. Горение происходит при температуре от 3200 до 3400 градусов Цельсия.

К ценным качествам газосварки относят следующие:

• доступность;
• ненужность наличия электричества;
• простоту сварочного оборудования.

Однако, процесс такой работы нельзя назвать высокопроизводительным, так как всё выполняется вручную. А эксплуатационные и механические свойства готового изделия не всегда соответствуют высокому качеству.

При работе сварочного аппарата, кислород подаётся из специального кислородного баллона, который по ГОСТу окрашивается в голубой или синий цвет. Чтобы обеспечить беспрерывный процесс, кислород должен подаваться на горелку при слабом давлении, равномерно.

Для таких целей баллоны комплектуются редукторами, которые контролируют и регулируют подачу кислорода. К горелке подводятся шланги — кислородный и ацетиленовый. Кислород подают по центральному каналу: струя разряжается, засасывает ацетилен, который поступает под небольшим давлением в горелку. В камере газы перемешиваются и выходят из наконечника наружу.

Применение кислородных баллонов в сварке

Кислород – это один из важнейших газов для сварочного производства. Для резки и сварки кислород используется в газообразном состоянии, поступающий из баллонов. Газообразный технический кислород по ГОСТу  5583-78 производиться первого и второго сорта. Баллон с этим газом окрашен в голубой цвет и имеет черную надпись «Кислород». Основой смеси для сварки является углекислый газ и кислород, способствующий улучшению окисления и повышению температуры.  Во время сварки углекислым газом повышается степень разбрызгивания расплавленного металла. Эти брызги привариваются к объекту сварки и в дальнейшем требуют трудоемкой и длительной зачистки. Использование кислорода во время сварки уменьшает разбрызгивание металла, снижает риск приваривания брызг к основному металлу, а также стабилизирует устойчивость горения дуги, способствует формированию более ровного, не бугристого шва. Оптимальный состав смеси углекислого газа и кислорода в пропорции 7080% на 3020% позволяет обеспечить гладкий и ровный шов, а также улучшает его плотность, благодаря глубокому проплавлению стали. В этом случае на поверхности сварочного шва образуется слой тонкой шлаковой корки, удалив которую шов получает серебристый цвет.

Сварка при помощи углекислоты и кислорода

баллон с кислородом должен располагаться на расстоянии не менее пяти метров от источника тепла. Во время снятия колпака предохранителя с баллона, не допускается воздействовать на него ударами инструментов, которые могут вызвать искру. Ни в коем случае не следует резко открывать или закрывать вентиль кислородного баллона, чтобы не допустить самовоспламенения газа. Категорически запрещено транспортировать кислородный баллон на плечах и руках, а также допускать его падение. По окончании сварочных работ редуктор должен быть отсоединен от баллона, вентиль его плотно закручен, а также навинчен колпак предохранитель.

Свойства кислорода и способы его получения | сварка и сварщик

Техника безопасности

Если процесс происходит в помещении, то работнику необходимо периодически дышать свежим воздухом. Работа должна проходить в проветриваемом помещении.

Если проводится газопламенная обработка металла, помещение надобно вентилировать и удалять вредоносные газы. Сварка и резка проходят с дистанции до десяти метров от ацетиленовых генераторов и перепускных рамп.

Горелка, резак, шланги, редуктор, кислородный баллон ни в коем случае не должны быть испачканы в масле. Такая деталь, как наконечник или сопло, перегревается. Для снижения температуры, всегда рядом должно находиться полведра воды. В потухшем состоянии, наконечник охлаждают в воде.

Сварщик, на рабочем месте обязан быть в брезентовом костюме, перчатках, закрытой обуви. При себе иметь защитные очки, головной убор.

Карбидом не переполнять секции загрузочных коробок. В корпусе генератора контролировать наполненность водой. Запрещается работа с кислородным баллоном, если его давление ниже нормы, 10 кг. на сантиметр кубический. Огонь горелки направлять в противоположную источнику газопитания, сторону.

Газосварочные работы должны проводиться с обязательным соблюдением правил безопасности, жизнедеятельности и применением качественного оборудования. Эти требования помогут сделать процесс работы безопасным, а сварочные соединения металлов надёжными.

Технологический процесс газосварки

Процесс работы начинается с открывания вентилей на баллонах и регулировки давления газа с помощью редукторов. Оптимальное значение напора газов – 2 атмосферы. При большем давлении, может быть затруднена регулировка пламени.

На горелке открываем вентиль подачи ацетилена и поджигаем газ. Затем постепенно открывая кислородный вентиль, регулируем пламя. Для сваривания черных металлов наиболее часто применяется нейтральное пламя горелки. Сам факел состоит из трех, хорошо видимых невооруженным глазом, частей.

Голубой цвет с незначительным зеленоватым отливом имеет ядро, которое расположено внутри пламени.

Далее идет рабочая область, отвечающая за нагрев и качество шва в процессе ацетиленовой сварки. Это восстановительное пламя и оно, как правило, светло-голубого цвета.

Самая большая часть – это факел горелки. Он отвечает за нагрев металла.

Для настройки нейтрального пламени, необходимо прислонить горелку к любой металлической поверхности и отрегулировать его вентилями подачи газа. Ядро не должно быть очень большим, а восстановительное пламя регулируется до определенного цвета.

Сначала выставляется размер факела. Это делается подачей ацетилена. Затем постепенно увеличивая подачу кислорода, добиваемся нормального пламени.

При этом не следует делать очень мощное пламя. Оно увеличит не только скорость ацетиленовой сварки, но и повысит количество прожогов и подрезов шва. Поэтому регулировка – это одна из основных операций, которая облегчает выполнение сварочных работ.

Нельзя выставлять длинный и оранжевый цвет факела. Такое горение будет снижать качество шва, внося в сварочную ванну избыток углерода.

Этапы сварки труб

Большую часть работы занимает именно подготовка. Это замеры, разметки, резка и многое другое. Сборку конструкции выполняют с помощью прихватки газовой сваркой, это предотвратит смещение и деформацию отрезков труб, что может сказаться на появлении трещин.

В результате неспешного нагрева зона воздействия при газосварке значительней, чем при дуговой. Пласты основного материала, непосредственно прилегающие к сварочной ванночке, постоянны и имеют крупнозернистую структуру.

У самой близости у границы шва располагается зона неполного расплавления металла с крупной структурой, типичной для ненагретого материала. В этой зоне прочность ниже, чем у металла шва, потому здесь и происходит разрушение сварочного соединения.

Резка проводится при использовании металлов и сплавов, которые могут гореть в струе чистого кислорода. Этот вид резки проделывается двумя способами: поверхностно и разделительно. Можно вырезать заготовки, разметить металл, разделать кромку будущего шва под сварку.

При помощи поверхностной резки удаляется поверхностный металл, заделываются канавки, удаляются дефекты. Такой вид работы выполняется специальными резакам