Способы газовой сварки металлов

Способы газовой сварки. Правый и левый способ

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).

Правый способ газовой сварки

При правом способе газовой сварки (схема а) на рисунке), её выполняют слева направо, поток сварочного пламени направляется на уже сваренный участок металла. Горелка (поз.3) двигается впереди присадочной проволоки (поз.2) и расплавляет основной металл (поз.1). При этом поток газового пламени (поз.4) направляется на образующийся сварной шов (поз.5).

Преимущества правого способа состоят в том, что сварочная ванна лучше защищена от проникновения в неё азота и кислорода из воздуха, увеличивается глубина проплавления основного металла и замедляется охлаждение металла сварного шва при его остывании. Эти преимущества получаются из-за того, что поток газового пламени, в процессе сварки металла, направлен на образующийся сварной шов.

При правом способе сварки пламя сварочной горелки ограничено с обеих сторон сварными кромками, а спереди — наплавленным сварным швом. Такое ограничение пламени снижает рассеивание теплоты и повышает степень её использования. Исходя из этого, суммарный угол разделки при таком способе, выполняют 60-70°, вместо 90°. Это позволяет уменьшить объём наплавляемого металла и уменьшить поводки и коробление.

Правый способ сварки позволяет увеличить производительность работы на 20-25%, по сравнению с левым способом. При этом расход горючих газов для газовой сварки снижается на 15-20%. Данный способ сварки целесообразнее применять при сваривании металлов, толщиной более 5мм, а также для сваривания металлов большой теплопроводности, например, для сварки меди или для сварки алюминия.

Левый способ газовой сварки

При левом способе газовой сварки, сварочная горелка движется справа налево, вслед за присадочным прутком (схема б) на рисунке). При этом поток газового пламени направлен на ещё не сваренные кромки металла, подогревая их и подготавливая металл к сварке.

Преимущества левого способа сварки состоят в том, что сварщику хорошо видно свариваемый металл, в результате внешний вид шва лучше и постоянную геометрию шва (высота и ширина) обеспечить проще. При сварке левым способом сварочное пламя свободно растекается по большой площади свариваемого металла, не концентрируясь в одном месте. И это существенно снижает вероятность пережога металла. Кроме того, предварительный подогрев свариваемого металла способствует тщательному перемешиванию расплавленной ванны.

Из-за этих преимуществ левый способ особенно часто применяют при сварке тонкого металла, а также при сварке легкоплавких материалов.

Выбор способа газовой сварки при сварке горизонтальных, вертикальных и потолочных швов

Выбор способа сварки зависит не только от толщины свариваемых деталей, но и от пространственного положения сварного соединения. При сварке в нижнем положении, способ сварки выбирают, как уже говорилось выше, в зависимости от толщины свариваемых деталей.

При сварке вертикальных швов снизу вверх, выбирают левый способ газовой сварки, справа налево, когда горелка двигается за присадочной проволокой. При сварке горизонтальных швов поток газового пламени из сварочной горелки направляют на формирующийся шов и также выбирают левый способ сварки (справа налево). Для того, чтобы жидкий металл не вытекал из расплавленной ванны, её выполняют с небольшим перекосом.

Для сварки потолочных швов предпочтительным является правый способ сварки. При таком способе сварки, сварочное пламя направляется напрямую на образующийся сварной шов, и препятствует стеканию расплавленного металла из жидкой ванны.

Источник

Газовая сварка – основные понятия и принцип действия

Газовая сварка – скрепление конструкций из металла между собой методом нагрева места спайки газом. Высокие показатели температуры создаются с помощью ацетилена или других формальдегидов. Технология применяется во время работы с тонкой углеродистой сталью, чугуном и другими черными или цветными металлами.

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.

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:

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:

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.

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.

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.

Источник

Технология газовой сварки металлов: материалы, техника

Такому способу соединения металлических деталей, как газовая сварка, уже более сотни лет. На протяжении этого времени данная технология продолжает успешно совершенствоваться, хотя другие методы сварки, в которых используется электрическая дуга, развиваются более активно и вытесняют сварку, в которой используется газовая горелка.

Плюсы и минусы газовой сварки

Такой метод соединения металлов, как газовая сварка, предполагает плавление соединяемых материалов, в результате чего формируется гомогенная структура. Горение газа, за счет которого и осуществляется нагрев и расплав металла, обеспечивается за счет введения в газовую смесь чистого кислорода. Такой метод соединения металлов отличается целым рядом преимуществ.

• Этот способ сварки не требует использования сложного оборудования (сварочного инвертора или полуавтоматического аппарата).
• Все расходные материалы для осуществления такой сварки несложно приобрести.
• Газовая сварка (соответственно, и газовая сварка труб) может выполняться даже без мощного источника энергии и порой без специальных защитных средств.
• Процесс такой сварки хорошо поддается регулированию: можно устанавливать требуемую мощность пламени горелки, контролировать степень нагрева металла.

У данного метода есть и недостатки.

• Металл нагревается очень медленно, в отличие от использования электрической дуги.
• Зона тепла, которая формируется газовой горелкой, является очень широкой.
• Очень сложно концентрировать тепло, создаваемое газовой горелкой, оно является более рассеянным, по сравнению с электродуговым способом.
• Газовую сварку можно отнести к достаточно дорогостоящим методам соединения металлов, если сравнивать ее с электродуговой сваркой. Стоимость затраченного кислорода и ацетилена значительно перекрывает цену электричества, затрачиваемого для сварки однотипных деталей.
• При сварке толстых металлических деталей значительно снижается скорость выполнения соединения. Обусловлено это тем, что концентрация тепла при использовании газовой горелки очень низкая.
• Газовая сварка плохо поддается автоматизации. Механизировать можно лишь процесс газовой сварки тонкостенных труб или резервуаров, который выполняется с использованием многопламенной горелкой.

Газовая сварка трубы из нижнего положения

Материалы для выполнения сварки с использованием газа

Технология газовой сварки предполагает использование различных типов газов, выбор которых зависит от целого ряда факторов.

Одним из газов, используемых для сварки, является кислород. Характеризуется этот газ отсутствием цвета и запаха, он выступает в качестве катализатора, активизируя процессы плавления соединяемого или разрезаемого материала.

Для того чтобы хранить и транспортировать кислород, используются специальные баллоны, в которых он содержится под постоянным давлением. При контакте с техническим маслом кислород может воспламениться, поэтому следует исключить саму возможность такого контакта. Баллоны, в которых содержится кислород, необходимо хранить в помещениях, защищенных от источников тепла и солнечного света.

Получают сварочный кислород путем его выделения из обычного воздуха, для чего используются специальные устройства. В зависимости от степени своей чистоты кислород бывает трех типов: высший (99,5%), первый (99,2%) и второй (98,5%) сорт.

Для различных манипуляций с металлами (сварки и резки) также применяется бесцветный газ ацетилен C2H2. При определенных условиях (давлении, превышающем 1,5 кг/см2 и температуре свыше 400 градусов) данный газ может самопроизвольно взорваться. Получают ацетилен при взаимодействии карбида кальция и воды.

Устройство ацетиленового редуктора

Преимущество использования ацетилена при сварке металлов заключается в том, что температура его горения позволяет без проблем осуществлять этот процесс. Между тем использование более дешевых газов (водород, метан, пропан, керосиновые пары) не дает возможности получить такую высокую температуру горения.

Проволока и флюс для выполнения сварки

Для осуществления сварки металлов, кроме газа, необходимы также проволока и флюс. Именно за счет этих материалов создается сварочный шов, формируются все его характеристики. Проволока, которая используется для сварки, должна быть чистой, без признаков коррозии и краски на ее поверхности. В отдельных случаях в качестве такой проволоки можно использовать полоску того же металла, который подвергается свариванию. Для того чтобы обеспечить защиту сварочной ванны от внешних факторов, необходимо использовать специальный флюс. В качестве такого флюса часто используются борная кислота и бура, которые наносятся непосредственно на поверхность свариваемого металла или на используемую для сварки проволоку. Без флюса может выполняться газовая сварка углеродистой стали, а при соединении деталей из алюминия, меди, магния и их сплавов такая защита необходима.

Оборудование для газовой сварки

Технология газовой сварки предполагает использование определенного оборудования.

Оборудование необходимое для сварки

Водяной затвор необходим для обеспечения защиты всех элементов оборудования (генератор ацетилена, трубы) от обратной тяги огня из горелки. Такой затвор, вода в котором должна находиться на определенном уровне, размещается между газовой горелкой и генератором ацетилена.

Баллон, в котором содержится газ

Такие баллоны окрашиваются разной краской в зависимости от того, какой газ в них планируется хранить. Между тем верхняя часть баллона не красится, чтобы исключить контакт газа с компонентами краски. Следует также иметь в виду, что на баллоны, в которых хранится ацетилен, нельзя устанавливать вентили из меди, так как это может привести к взрыву газа.

Он используется для снижения давления газа, выходящего из баллона. Редукторы могут быть прямого или обратного действия, а для сжиженного газа используются модели с оребрением, которые исключают его вымерзание при выходе.

Газовую сварку невозможно выполнять без использования специальных шлангов, по которым может подаваться как газ, так и горючие жидкости. Такие шланги делятся на три категории, маркируемые 1) красной полосой (работают при давлении до 6 атмосфер), 2) желтой полосой (для подачи горючих жидкостей), 3) синей полосой (работают при давлении до 20 атм).

Устройство газосварочного резака

Смешивание газов и их горение обеспечивается за счет использования горелки, которая может быть инжекторного и безинжекторного типа. Классифицируются горелки и по своей мощности, которая характеризует количество газа, пропускаемого в единицу времени. Так, бывают горелки большой, средней, малой и микромалой мощности.

Газовую сварку осуществляют на специально обустроенном месте, которое называется постом. По сути, таким местом является стол, который может быть с поворотной или фиксированной столешницей. Этот стол, оснащенный вытяжной вентиляцией и всем необходимым для хранения вспомогательного инструмента, значительно облегчает труд сварщика.

Особенности выполнения газовой сварки

Регулировка параметров пламени осуществляется при помощи редуктора, который позволяет менять состав газовой смеси. При помощи редуктора можно получать пламя трех основных типов: восстановительное (используемое для сварки практически всех металлов), окислительное и с повышенным количеством горючего газа. При сварке металлов в расплавленной ванне протекают одновременно два процесса – окисление и восстановление. При этом при сварке алюминия и магния окислительные процессы протекают активнее.

Сам сварочный шов и участок, прилегающий к нему, характеризуется разными параметрами. Так, участок металла, прилегающий к шву, отличается минимальной прочностью, именно он наиболее склонен к разрушению. Прилегающий к данной зоне металл имеет структуру с крупными зернами.

Схема газовой сварки

Чтобы улучшить качество шва и зоны, которая к нему прилегает, выполняют дополнительный нагрев или так называемую термическую ковку металла.

Технологии сварки различных металлов имеют свои нюансы.

• Газовую сварку деталей из низкоуглеродистой стали выполняют с помощью любого газа. В качестве присадочного материала при сварке таких сталей используется проволока из стали, содержащей небольшое количество углерода.
• Методы сварки легированных сталей выбираются в зависимости от их состава. Так, нержавеющие жаропрочные стали варятся с использованием проволоки, содержащей хром и никель, а отдельные марки требуют применения присадочного материала, дополнительно содержащего молибден.
• Чугун варится науглероживающим пламенем, которое предотвращает пиролиз кремния и образование зерен хрупкого белого чугуна.
• Для сварки меди необходимо использовать пламя большей мощности. Кроме того, по причине повышенной текучести меди детали из нее сваривают с минимальным зазором. В качестве присадочного материала используется проволока из меди, а также флюс, который способствует раскислению металла шва.
• При сварке латуни есть риск улетучивания цинка из ее состава, что может привести к повышенной пористости металла шва. Чтобы избежать этого, в пламя горелки подают больше кислорода, а в качестве присадки используют латунную проволоку.
• Сварка бронзы осуществляется восстановительным пламенем, которое не выжигает из этого сплава олово, алюминий и кремний. В качестве присадки применяется проволока из бронзы похожего состава, в которой дополнительно содержится кремний, способствующий раскислению металла шва.

Как выполняется газовая сварка в полуавтоматическом режиме

Для полуавтоматической технологии газовой сварки необходимо использование электрической дуги и защитного газа, что делает этот метод соединения металлов гибридным.

Данная технология, если ее разобрать подробнее, выглядит следующим образом:

• включение устройства;
• продевание проволоки через отверстие, расположенное в горелке;
• выставление при помощи редуктора требуемого давления газа;
• установка требуемой скорости подачи проволоки;
• выставление всех остальных параметров сварки (напряжения и силы тока);
• расположение горелки под требуемым углом перед началом сварки.

На каждый из параметров сварки, выполняемой полуавтоматическим способом, есть параметры, которые оговариваются соответствующими ГОСТами:

• давление, выдаваемое редуктором;
• параметры ацетиленового генератора;
• тип используемых шлангов;
• требования к баллонам для газа;
• тип используемых для сварки горелок;
• тип проволоки, используемой для сварки.

Источник