Особливості газополум’яної зварки металів, її матеріали і обладнання
Технічні особливості такі, що газове зварювання проводиться автономно, незалежно від електроенергії, а в якості джерела робочої речовини - газу і кисню, служать різної ємності балони, які можна переносити з собою. Таким чином, вся принадність даного виду зводиться до мобільності і незалежності від централізованих інженерних систем (електрики, газопроводу).
При цьому важливо розрізняти поняття газове зварювання і зварювання в середовищі захисних газів - це зовсім різні види. Зараз піде мова про саме газовому зварюванні, що використовує відповідне сировину для роботи. Про принцип роботи коротко ви можете ознайомитися в статті «Принцип дії газопламенной зварювання», а розглянемо ми обладнання та витратні матеріали для неї.
Пальне для виробництва газопламенной зварювання
Пальне в даному випадку представлено поруч газоподібних і рідких (подаються через розпилювач повітряно-крапельним шляхом) речовин, найпопулярнішим з яких є газ ацетилен. Пов'язано це з тим, що він має найбільшу температуру спалаху в суміші з технічним киснем - 3200 градусів Цельсія.
Зручність також полягає в тому, що його джерелом може служити карбід кальцію, який, затвор водою, виробляє даний газ. Його вироблення можуть виробляти на місці в переносних генераторах: з кожного завантаження кілограма карбіду, виходить близько 300 літрів ацетилену. Або ж його набувають в балонах, як правило, у вигляді розчиненого в ацетоні (1 літр ацетону на 20 літрів газу).
З ацетиленом можна виконувати всі види робіт, з будь-якими металами. Крім того, він взятий за основу і при використанні інших газів в суміші з киснем, йде розрахунок за коефіцієнтом заміни ацетилену (в таблиці нижче представлені ці коефіцієнти).
Температура факела горіння, Цельсія
Водень. який, будучи вибухонебезпечним пальним газом в суміші з киснем, їм виконується газове зварювання тонких (не більше 2 мм) металів, їх видів - чавуну, латуні, алюмінію. Раніше його виробляли промисловим способом і заправляли в балони, зараз же з'явилися спеціальні генератори, що працюють за двома різними принципами. В одному випадку водень отримують шляхом електролізного розкладання води на кисень і водень. Інший спосіб - суто хімічний: водень виробляється шляхом реакції сірчаної кислоти і металу - цинку або металевої стружки. Надалі, при змішуванні водню (2 частини) з технічним киснем (1 частина), виходить так званий «гримучий газ», також іменований газом Брауна. Таку ж назву носять і його генератори.
Коксовий, нафтовий і метан - це ряд чистих і змішаних газів, які застосовуються для зварювання легкоплавких металів, пайки і кисневого різання. Коксовий газ добувають при виробленні з кам'яного вугілля коксу; його заправляють в балони і подають централізовано. Нафтовий газ (пропан-бутан) - синтетичний, який є побічним продуктом від переробки нафтопродуктів, має досить високу вартість з тим же природним газом - метаном. Останній видобувається природним чином, його поклади дуже об'ємні, і тому матеріал має помірну вартість. Однак, метан має меншу щільність, і тому, при однакових обсягах балона, в порівнянні з пропан-бутаном, його виявляється менше.
Пропаном і бутаном варять сталь товщиною до 6 мм, а також кольорові метали; виробляють термічну зачистку, різання. Ці гази досить складні в роботі в сенсі регулювання полум'я і затуханий факела. При цьому, «как не странно, але запалити факел від гарячого металу чомусь, не вдається» - кажуть багато зварювальники-любителі. Це синтетичні гази, одержувані від нафтопереробки, видобутку. Відповідно, ціни на них, по ідеї, повинні бути прив'язані до курсу «чорного золота», але все одно, це дорожче природного метану.
Бензин і гас всім відомі види палива, і розглядати, з чого вони зроблені, не будемо. На їх основі виконується різання сталей і зварювання / пайка легкоплавких металів і сплавів. Суть полягає в тому, що газове зварювання такими видами горючих матеріалів проводиться шляхом розпилення, яке відбувається в спеціально призначених пальниках. У вигляді крапельно-кисневої суміші, струмінь підпалюється і з'являється факел, температура горіння якого - 2300-2400 градусів Цельсія, а витрата палива становить приблизно 0,1-0,5 кг / ч.
Витрата газу і кисню для виробництва газопламенной зварювання
Кисень технічний для зварювання газом подається балонами, в яких він в спресованому, рідкому вигляді. Цим забезпечується великий обьем при виході і переході в газоподібний стан: 1 літр рідкого кисню дорівнює 860 літрам газоподібного. Є сортування по ГОСТ: кисень першого сорту має чистоту 99,7%; другого - 99,5; третього - 99,2%. Суть в тому, що при зниженні чистоти кисню на кожен один відсоток, його витрата збільшується приблизно на півтора відсотка, а також спостерігається погіршення якості зварювання.
Приблизний витрата газу і кисню (л / ч) при зварюванні металів різної товщини, мм
У даній таблиці наведені вже готові розрахунки за коефіцієнтами заміщення ацетилену. Наприклад, той же пропан: для зварювання 0,5-1 мм товщини металу йде 75 л / год ацетилену, а пропан має коефіцієнт заміщення, рівний 0,6. Значить, 75 * 0,6 = 45 л / год пропану йде як заступника ацетилену при однаковому обсязі кисню. Це один з найменших коефіцієнтів, коли газу-заступника йде менше, ніж еталонного ацетилену. Є ж і найбільший - це водень, значення якого - 5,2, відповідно: 75 * 5,2 = 390 л / год. До речі, нагадаємо, що сварка з воднем придатна для металу товщиною не більше 2 мм, воно й не дивно, адже якщо розраховувати далі, то зверніть увагу, які колосальні обсяги витрат.
Присадні метали і флюси для газополум'яної зварки
Дуже важливим для отримання якісного шва є правильний підбір присадочного металу - складу у вигляді дроту в бухті або окремих прутків. При цьому є спеціальні препарати - флюси, які захищають метал від окислення в процесі зварювання і надають кращі технологічні характеристики зварювальним швам. Справа в тому, що під час зварювання, температурний режим і кисень діють на розплавлений метал таким чином, що він виділяє оксиди - речовини, які мають більш високу температуру плавлення, ніж основний метал.
Таким чином, підвищується тугоплавкость, і газове зварювання значно ускладнюється, а флюси не допускають окислів, оберігаючи метал від реакції з киснем. Ці препарати можуть бути в складі дроту сучасного зразка (порошкова присадний дріт), в якості спеціальної пасти, якою обробляють кромки перед зварюванням (а також присадочні прути / дроту / обрізки металу), або як порошковий / гранульований матеріал, який засипають в зазор між зварюються виробами.
Сварка міді виконується з флюсами, в якості яких служать речовини, що містять бор. Найбільш поширені з таких - це борна кислота і бура. Остання перед зварюванням підлягає прокалке, інакше вона буде пузиритися, виділяючи воду. Також в технічній літературі для зварювання міді і її сплавів згадуються такі речовини як флюсів, як дифосфат натрію, поташ безводний (також прожарений) і хлористий натрій. Ще застосовують для зварювання цих кольорових металів газоподібні флюси, які подаються через розпилювач в пальнику, прямо в полум'я факела, де вони, взаємодіючи з металом, вигорають. Але їх застосовують переважно для пайки та наплавки, пайку / зварюванні цих металів.
Таблиця марок присадних матеріалів для зварювання міді
В даній таблиці, наведені різні марки міді, з домішками інших металів, які діють як раскислители (різновиди флюсу), припиняючи виникнення оксидів в самій присадочной дроті в процесі розплавлення. На сьогодні популярністю у побутовій зварюванні користується дріт з чистої міді, яку попередньо обмазують флюс-пастою (як і крайки виробу), перед подачею в епіцентр нагріву.
Сварка латуні проводиться з усіма тими ж флюсами, що і міді та її сплавів. Це пов'язано з тим, що латунь сама являє собою поєднання міді та цинку, маючи схожі характеристики. Але є серйозна трудність при зварюванні такого сплаву - це низька температура вигоряння цинку (905 градусів Цельсія), яка нижче основного металу (1000 градусів Цельсія), в результаті чого, в звареному шві виходять дефекти у вигляді пір. Більш того, частина цинку при зіткненні з киснем, утворює його окис, яка у вигляді порошку вистилає околосварочное простір.
Таблиця марок присадних матеріалів для зварювання латуні
Хімічні компоненти,% (залишок - цинк)
мідь (60,5-63,5%), бор (0,03-0,07%), кремній (0,15-0,2), олово (0,4-0,6)
зварювання звичайних латуней зі звичайними вимогами до міцності шва без обов'язкового застосування флюсу окремо
в складі має флюс (бор), самофлюсірующій матеріал, завдяки чому скорочується час зварювання 20-40%
мідь (60,5-63,5%), кремній (0,3-0,7%), домішки (0,6%)
забезпечує малодимние процес зварювання, скорочуючи чад цинку до 2%
мідь (60,5-63,5%), кремній (0,15-0,2%), домішки (0,6%)
мідь (55-57%), кремній (0,25-0,3%), нікель (5,5-6%)
зварювання чавуну або сталі з латунню, зварювання легованих і нелегованих латуней
забезпечує бездимний процес зварювання, зводячи до мінімуму чад цинку
мідь (60,5-63,5%), решта - цинк
зварювання звичайних латуні відповідних марок із застосуванням порошкових або газових флюсів
не запобігає вигоряння цинку, але шви міцні, добре сформовані, хорошої якості
мідь (67-70%), решта - цинк
мідь (78-82%), кремній (3%), домішки (0,3%)
зварювання латуні та інших мідних сплавів зі звичайними вимогами до міцності шва
повноцінний замінник оловянистой бронзи, широке застосування
мідь (60,5-63,5%), олово (0,5-1%), домішки (1%)
газове зварювання латуні спеціальних відповідальних конструкцій при ацетіленокіслородной зварюванні
залежить від виду газового зварювання: кращу якість забезпечується при ацетіленокіслородной зварюванні; шов виходить високоякісним з високою стійкістю до корозії в умовах морської води
мідь (58-60%), кремній (0,2-0,4%), олово (0,7-1,1%), домішки (0,3%)
мідь (60,5-63,5%), кремній (0,3-0,7%), олово (0,3-0,5%), домішки (0,5%)
Сварка бронзи способом газового пальника має деякі обмеження, в залежності від складу сплавів. Саме газовим зварюванням може бути оброблена олов'яна бронза. Подібно латуні, олов'яна бронза має проблему чаду міститься в ній олова і цинку (у латуні це тільки один цинк) при більш низьких температурах, ніж температура плавлення основного металу. Флюси застосовують все ті ж, що і для зварювання міді і її сплавів: бура, борна кислота, газоподібні флюси БМ-1 і МБ-2.
Таблиця марок присадних матеріалів для газового зварювання олов'яної бронзи
Марка олов'яної бронзи
Хімічні компоненти,% (залишок - мідь)
олово (7-9%), цинк (4-6%), свинець (0,5%), алюміній (0,02%), залізо (0,3%), кремній (0,02%), фосфор ( 0,05%), сурма (0,3%)
газове зварювання ненавантажених конструкцій з олов'яної бронзи, сантехнічної водопровідної арматури, листових, декоративно-художніх та інших виробів
олово (9-100%), цинк (1-3%), свинець (0,5%), алюміній (0,02%), залізо (0,3%), кремній (0,02%), фосфор ( 0,05%), сурма (0,3%)
олово (5-7%), цинк (5-7%), свинець (2-4%), алюміній (0,05%), залізо (0,4%), кремній (0,02%), фосфор ( 0,05%), сурма (0,5%)
мідь (78-82%), кремній (3%), домішки (0,3%), решта - цинк
зварювання латуні, бронзи та інших мідних сплавів зі звичайними вимогами до міцності шва; повноцінний замінник оловянистой бронзи, широке застосування
Найкращі присадочні матеріали для газового зварювання бронзи в технічній літературі вказані як фосфорсодержащие сплави оловянистой бронзи, вказані в таблиці вище. Однак, можна прекрасно обійтися і іншими складами, або просто нарізати тонкими смужками із залишків того ж матеріалу, який буде зварюватись.