Способы газовой сварки (назначение, техника выполнения).

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Принцип газовой сварки
• Область применения газовой сварки
• Плюсы и минусы газовой сварки в целом
• Преимущества и недостатки левого способа газовой сварки
• Преимущества и недостатки правого способа газовой сварки
• Критерии выбора левого и правого способа сварки
• Другие востребованные способы газовой сварки
• Технику безопасности при газовой сварке

Существуют разнообразные способы газовой сварки. Одни из них более востребованы, другие – менее. У каждого метода определенный набор достоинств и недостатков – выбор зависит от конкретной ситуации.

В одном случае наиболее эффективной окажется правый способ газовой сварки, в другом – левый. Иногда необходима сварка с помощью ванночек, подчас – с использованием сквозного валика. Какой и когда лучше всего использовать метод? Об этом – в нашей статье.

Принцип газовой сварки

Особенность метода газовой сварки состоит в том, что во время работы на участок спайки подается поток раскаленного газа. Он разогревает стыковочные поверхности заготовок до критичной температуры и разжижает присадочный материал. Последний подается к месту нагрева с противоположной стороны или же закрепляется непосредственно на сопле.

Все известные способы газовой сварки предполагают защиту материала от образования оксидной пленки за счет того, что воздух вытесняется с места воздействия специальным газом. После плавного остывания шва элементы прочно скрепляются воедино. Для выполнения работ такого типа используют несколько видов газа:

• водород и кислород;
• кислород и ацетилен;
• метан и кислород;
• пропан и кислород;

Способы газовой сварки металлов допускают использование любого горючего газа с примесью кислорода, однако лучше всего для этих целей подходит ацетилен. Его рабочая температура достигает +3400 °С, в то время как у пропана – всего +2800 °С.

Область применения газовой сварки

Использование газосварки позволяет решить такие производственные задачи, как:

• пайка (включая ремонтные работы);
• наплавка;
• резание металлопроката и металлических труб на отдельные детали;
• сварка элементов в одну конструкцию.

Газовый сварочный аппарат часто применяется в промышленном производстве и в гаражных мастерских, в строительстве и автомастерских, а также в коммунальном хозяйстве. С помощью такого агрегата соединяют различные элементы сложных конструкций, тонкостенные трубы, выполняют стыковочные узлы изделий из цветных металлов.

Спайка и раскрой, выполненные способом газовой сварки, позволяют добиться нужного результата при надлежащем качестве.

Пайка осуществляется за счет трех ключевых факторов: происходит сильный нагрев краев соединяемых элементов, расплавляется припой и к этим двум составляющим добавляется специальное антиокислительное вещество – флюс. За счет взаимного проникновения молекул припоя и материала деталей конструкции (диффузии) на месте соединения образуется прочный аккуратный шов. При необходимости он может быть подвергнут последующей обработке.

VT-metall предлагает услуги:

Наплавка представляет собой покрытие основного материала слоем металла с другими характеристиками. Для этого поверхность спайки предварительно нагревается до температуры «запотевания». С помощью такого способа выполнения газовой сварки часто производят ремонт изношенных поверхностей, удлиняют или расширяют детали, улучшают показатели износостойкости и прочности элементов. Благодаря этому можно снизить стоимость починки, уменьшить расход редкого или дорогостоящего материала, продлить срок службы изделия.

Перечень используемых газов для разных металлов

Во время работы могут потребоваться разные виды газов:

• ацетилен;
• легкий водород;
• коксовый угольный газ;
• горючий кислород;
• керосин;
• пропан;
• бутан;
• пиролизный газ и т.д.

Характеристики и чистота газа влияют на качество сварки и резки металлов.

Легкий водород

Это бесцветный газ без запаха, который примерно в 14,5 раза легче воздуха. Данное вещество получают путем разложения молекул воды электрическим током. Сочетание водорода с кислородом в неправильной пропорции образует взрывоопасную смесь.

Необходимо предельно точно соблюдать технику безопасности.

Газ для сварки должен соответствовать требованиям ГОСТ 3022-80. Кислородно-водородное соединение горит синим пламенем без четких очертаний, что затрудняет его регулирование.

Рекомендуем к прочтению Выбор сварочного инвертора

Пиролизный газ

Его получают во время переработки нефтепродуктов при температуре +720 °C…+740 °C. Пиролизный газ фасуют в баллоны под давлением 1,9 МПа. По характеристикам горения он схож с ацетиленом. Для сварки и резки применяется редко, т.к. провоцирует коррозии сварочного аппарата. Конец горелки требует тщательной чистки после каждого применения.

Керосиновое топливо

Это желтоватая прозрачная жидкость, являющаяся результатом переработки нефтепродуктов. Керосин быстро испаряется при плюсовой температуре, образуя горючий газ. Во время работы с ним необходимо строго соблюдать особые правила предосторожности, т.к. это вещество может взорваться в случае неправильного применения.

Газ часто задействуют для обработки цветных металлов. Керосин для сварочных работ и резки должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90.

Коксовый угольный газ

Он бесцветен, но имеет характерный запах сероводорода. Вещество получают в процессе переработки угля в кокс. В его составе есть пропан, водород, метан и т.д. Газ, предназначенный для сварки, предварительно очищают от примесей, смол и сернистых соединений.

Горение возможно только при сочетании с кислородом.

Коксовый газ применяют для сварки и пайки изделий из цветных металлов. К месту проведения работ его подают по трубопроводам под давлением 1,3-1,5 кПа. Реже используются баллоны.

Горючий кислород

Необходим для поддержания процесса горения. Он поставляется на место сварки в баллонах. В специальном аппарате кислород смешивается с выбранным горючим газом и подается на горелку.

Ацетилен

Наиболее часто применяется при сварке. Он бесцветен, но имеет характерный чесночный запах из-за включения примесей сероводорода, фосфористого водорода и аммиака. Его вдыхание может спровоцировать приступ головокружения, тошноту и другие признаки отравления. Ацетилен легче воздуха. Он поставляется на место проведения работ в баллонах, находящихся под давлением.

Природный газ

В природном газе, применяющемся для сварки, присутствуют примеси водорода, метан, оксид углевода и т.д. Чаще его используют для обработки легкосплавных металлов.

Плюсы и минусы газовой сварки в целом

Любой способ соединения металлических элементов в единую конструкцию имеет свои достоинства и недостатки. Газосварочный метод, к примеру, отличается тем, что под струей газа рабочая поверхность нагревается относительно медленно. Однако нельзя четко определить, хорошо это или плохо.

К преимуществам такой интенсивности нагрева рабочей поверхности относятся:

• Плавность термического воздействия. Особенно важно это свойство при работе с цветными металлами.
• Отсутствие необходимости в мощном источнике питания.
• Возможность настройки силы раскаленной газовой струи.
• Легкость переключения режимов работы за счет дополнительных контроллеров.

Недостатки медленного нагрева рабочей поверхности при использовании способа газовой сварки:

• Большая часть тепла во время работы рассеивается впустую, поэтому у такого способа соединения деталей низкий КПД.
• Из-за увеличенной зоны теплового воздействия невозможно выполнять работы, требующие высокой точности.
• Экономические затраты на газ при выполнении работ такого типа превышают расходы на электроэнергию.
• Составляющие газосварочного оборудования (шланги, баллоны и пр.) нелегко транспортировать.
• Для получения швов высокого качества требуется большой практический опыт.

Значительная часть оборудования такого типа для выполнения резки по металлу или сварочных работ имеет ручное управление, поэтому в подобных случаях автоматизировать производственный процесс невозможно. На сегодняшний день существует два основных способа газовой сварки: левый и правый. Остановимся подробнее на каждом из них.

Преимущества и недостатки левого способа газовой сварки

Принцип работы при левом способе заключается в том, что движение сопла направлено справа налево. При этом пламя стремится вперед, на еще непрогретый участок изделия, а присадочный материал закрепляют перед огненным потоком. Равномерные диффузия и прогрев краев деталей обеспечиваются зигзагообразными движениями аппарата.

Этот метод позволяет добиться шва высокого качества с одинаковой высотой и шириной, а также внушительной эффективности при малых финансовых затратах. Однако все это вы получите, только если толщина металла при левом способе газовой сварки не превышает 3 мм.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Такая особенность связана с тем, что пламя подогревает лежащий впереди металл. Левый способ считается менее сложным и требует меньшего мастерства.

Как правило, его используют для работы с 2-3-миллиметровыми заготовками из стали, а также для металлов с низкой температурой плавления. При обработке деталей толще 5 мм правый способ будет быстрее.

Диаметр присадочной проволоки для левой сварки определяется по формуле:

Плюсы левого способа следующие:

• шов получается эстетичный – гладкий с небольшой чешуйчатостью;
• оказывается малое термическое воздействие;
• быстро и эффективно справляется с заготовками тоньше 3 мм.

Минусы левого способа:

• теряется много тепла;
• сварочная ванна опережает движение аппарата;
• сложно регулировать провар;
• действие защитной атмосферы ограничено в пространстве.

Достоинства и недостатки

Метод газосварки имеет следующие достоинства:

• доступность расходных материалов;
• простота транспортировки баллонов с газом и другого оборудования к месту работы;
• обеспечение нужного диапазона температур для плавления;
• допустимость применения для сварки многих видов металлов;
• регуляция скорости горения и вида пламени при использовании флюса или припоя.

К преимуществам такого метода относится равномерное прогревание и остывание обрабатываемых поверхностей. Это препятствует появлению пустот и трещин в готовом покрытии. Достоинством газовой сварки считается и низкая цена расходных материалов.

У этого способа сварки немало недостатков. Использование открытого пламени приводит к нагреву большого участка металла. Повышается риск повреждения элементов с низкой термической устойчивостью.

Кроме того, такой метод сварки не применяют для обработки заготовок, толщина которых больше 5 мм, т.к. это становится причиной снижения производительности работ.

Существуют особенности и ограничения на применение этой технологии. Газопламенная сварка не рекомендована для создания нахлестного соединения. Она создает дополнительное напряжение в металле и в дальнейшем может спровоцировать деформацию или разгерметизацию шва.

К недостаткам этого вида сварки относится невозможность автоматизации процесса и необходимость строгого соблюдения правил техники безопасности для недопущения взрыва и пожара.

Рекомендуем к прочтению Все о конденсаторной сварке

Преимущества и недостатки правого способа газовой сварки

При выполнении сварки правым способом направление работы меняется: в этом случае сопло передвигается слева направо. При этом пламя устремлено к уже обработанным участкам, а присадочный прутик крепится непосредственно за ним.

Во время операции манипулой горелки выполняются поперечные колебания небольшой амплитуды. За счет того, что пламя направлено в сторону рубца, обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от воздуха и содержащихся в нем азота и кислорода. Кроме того, шов при таком способе газовой сварки застывает более плавно.

Жар от пламени горелки распространяется не только на область сварочной ванны, но и на металлический шов и область вокруг него. Таким образом, как бы происходит дополнительная термическая обработка.

Присадочным прутком, так же как и при левом способе, выполняются зигзагообразные движения, но с меньшей амплитудой.

КПД правого способа выше, так как меньшее количество тепла расходуется впустую. Благодаря этому угол разделки шва уменьшается с 90° до 60–70°, что, помимо прочего, сокращает объем наплавляемого материала, уменьшает коробление изделия.

Как отмечалось ранее, оптимальная толщина металла при правом способе газовой сварки составляет от 5 мм. Данный метод также подходит для работы с материалами с высокой теплопроводностью. Диаметр присадочной проволоки в этом случае вычисляется по формуле:

Плюсы правого способа:

• достаточное количество выделяемого тепла;
• прочный шов;
• постепенное остывание металла;
• эффективная защитная атмосфера факела.

Минусы правого способа:

• рельеф шва чешуйчатый;
• работа с заготовками тоньше 3 мм затруднительна.

При обработке деталей толщиной до 8 мм сопло перемещают вдоль линии кромки ровно, без колебаний. Конец присадочной проволоки при этом опускают в сварочную ванну и как бы перемешивают им разжиженный металл спиралевидными движениями. Таким образом упрощается избавление от шлаков и окислов.

Левый и правый способы сварки: критерии выбора

Толщина заготовок – не единственный критерий подбора способа ручной газовой сварки. Влияние на выбор также оказывает пространственное положение элементов. Если они находятся в нижнем положении, то выбирают на основании толщины металла так, как это описывалось ранее.

Если предполагаемый шов находится в вертикальной плоскости, применяют левый способ, то есть горелка движется по направлению справа налево вслед за присадочным прутком. При работе с рубцами в горизонтальной плоскости также выбирают левый способ. Пламя в этом случае направляют в сторону формирующегося шва. Во избежание вытекания разжиженного материала из сварочной ванны ее выполняют с небольшим перекосом.

Если место предполагаемого рубца находится на потолке, применяют правый способ газовой сварки. В этом случае поток пламени направлен в сторону образовавшегося шва, что предупреждает вытекание материала из сварочной ванны.

Эффективность того или иного метода зависит от условий, в которых он применяется. Принято считать, что правый способ отличается большей производительностью и энергоэффективностью, однако это так лишь в случаях, когда толщина заготовки превышает 5 мм, а сам материал обладает высокой теплопроводностью. Для более тонких металлов оптимальным является левый способ.

Электрогазосварщик

Подробности Подробности Опубликовано 27.05.2012 13:: 14786
Различают следующие способы ручной газовой сварки.

Левый способ сварки. При левом способе сварки горелка перемещается справа налево, а присадочная проволока движется впереди горелки. Пламя сварочной горелки направлено от шва на не сваренные кромки металла.

На рисунке показаны схема левого способа сварки и схема движения конца мундштука горелки и конца присадочной проволоки. Левый способ сварки наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. Правый способ сварки. При правом способе сварки горелка перемещается слева направо, а присадочная проволока движется вслед за горелкой. Пламя сварочной горелки направлено на шов. На рисунке показана схема правого способа сварки.

В отличие от левого способа сварки при правом способе сварки пламя направлено на сваренный шов. Это обеспечивает лучшую защиту шва от окружающего воздуха и его замедленное охлаждение. Благодаря этому качество шва при правом способе сварки получается выше, чем при левом. Однако внешний вид шва лучше при левом способе сварки, так как при этом способе сварщик хорошо видит только что сваренный шов и поэтому обеспечивает равномерную высоту и ширину валика. При левом способе сварки пламя направлено на кромки металла, ничем спереди не ограничено и свободно растекается по поверхности металла, что снижает степень использования тепла. При правом способе сварки пламя ограничено с двух сторон кромками свариваемого металла, а спереди наплавленным валиком, что препятствует рассеиванию пламени, способствует концентрации тепла и улучшает степень его использования. Поэтому в данном случае угол раскрытия шва можно делать не 90°, а 60—70°. Это уменьшает количество наплавленного металла, а следовательно, и время сварки, дает экономию проволоки и газов, уменьшает коробление изделия от усадки металла шва, что особенно заметно при сварке металла толщиной свыше 5 мм. Таким образом, вследствие лучшего использования тепла пламени правый способ сварки экономичнее левого тем больше, чем больше толщина свариваемого металла. Увеличение производительности сварки при правом способе по сравнению с левым может достигать 20—25%, а уменьшение расхода газов 15—25%.

При правом способе сварки мощность горелки выбирают до 150 л ацетилена в час на 1 мм толщины металла (при левом способе мощность выбирают 100—130 л/ч). Угол наклона мундштука к свариваемому металлу должен быть на 10—20° больше, чем при сварке левым способом и не менее 45°.

При сварке металла толщиной до 3 мм более производительным является левый способ сварки.

Выбор правого или левого способа сварки следует производить с учетом положения шва в пространстве. При сварке швов в нижнем положении можно применять как левый, так и правый способы сварки; в этом случае выбор способа, как правило, определяется производительностью, которая зависит от толщины металла. При сварке вертикальных швов снизу вверх удобнее производить сварку левым способом. Горизонтальные швы легче выполнять правым способом, при котором газовый поток пламени направлен на шов и тем самым препятствует стеканию металла из сварочной ванны. В отличие от обычного правого способа сварки в этом случае сварку производят справа налево и сварочной ванне придают некоторый перекос, облегчающий формирование шва. Сварку потолочных швов также лучше производить правым способом, так как в этом случае конец присадочной проволоки и давление газового потока препятствуют стеканию металла.

Сварка пламенем повышенной мощности. При этом способе сварки горелка берется мощностью в два раза большей, чем при обычном способе сварки, и устанавливается пламя с избытком ацетилена на 7—10%. Кромки металла нагреваются только до начала оплавления. Сварка стали производится следующим образом. Кромки нагреваются ацетиленистым пламенем, вследствие чего верхний слой их обогащается углеродом и температура плавления металла понижается. При температуре 1200° С кромки начинают оплавляться (потеть). В это время в сварочный шов вводят присадочную проволоку, нагретую до плавления. Расплавленный металл проволоки растворяет науглероженный верхний слой основного металла и прочно соединяется с ним. Глубокое расплавление кромок производить нельзя, так как получится высокоуглеродистый хрупкий слой.

Диаметр проволоки берут больший, чем при обычной сварке. Скос кромок 60—70°. Сварка производится правым способом.

Этот способ обеспечивает большую скорость сварки, но требует высокой квалификации сварщика.

Многослойная сварка. При многослойной сварке шов заполняется в несколько слоев. Сварка ведется короткими участками. Стыки швов в различных слоях не должны совпадать.

При наложении каждого последующего слоя поверхность предыдущего должна быть тщательно очищена от окалины и шлаков металлической щеткой.

По сравнению с однослойной сваркой многослойная имеет преимущества: уменьшается зона нагрева металла, происходит отжиг нижележащих слоев при наплавке последующих, можно производить проковку каждого слоя. Недостатком многослойной сварки являются меньшая производительность и больший расход газов по сравнению с однослойной, поэтому она применяется при сварке ответственных изделий и сварке металла большой толщины.

Наряду с рассмотренными выше способами ручной газовой сварки в практике находит применение автоматическая газовая сварка. Автоматическая газовая сварка может с успехом применяться в массовом производстве при сварке длинных прямолинейных швов и небольшой толщине металла — до 2 мм, например при сварке продольных швов тонкостенных труб. Она обеспечивает очень высокую скорость сварки и не требует сложного оборудования. Свайка производится специальной многопламенной линейной горелкой.

electrowelder.ru

Другие востребованные способы газовой сварки

• Сварка с применением ванночек.

Принцип действия напрямую отражен в названии способа – по ходу выполнения работ образуются все новые и новые сварочные ванны. Когда возникает одна из них, в нее опускается конец присадочного прутка. Он там разжижается, а после погружается в восстановительный участок пламени. В это время сопло перемещают дальше вдоль шва – туда, где будет образована следующая ванночка. Каждая из них выполняется как бы внахлест, перекрывая предыдущую примерно на треть диаметра присадочного материала.

Этот способ выполнения газовой сварки широко применяется при угловой спайке труб из стальных низколегированных или малоуглеродистых сплавов, а также при работе с тонкими металлическими пластинами.

• Сварка при помощи сквозного валика.

Сварочная операция при этом выглядит следующим образом: сперва металлические элементы конструкции устанавливают в вертикальной плоскости так, чтобы между ними оказался зазор, по ширине равный половине толщины листа. Затем сопло равномерно перемещается вдоль борозды, подплавляя при этом верхнюю кромку отверстия заготовки. Параллельно накладывается слой расплавленного металла на нижнюю часть борозды. При этом образуется рубец в виде валика, который и соединяет элементы конструкции. Шов получается плотный, без шлаков и пор.

Техника безопасности при газовой сварке

Сварочные работы отличаются повышенной опасностью. Использование газосварочного метода – не исключение. Стоит отметить, что он требует повышенных мер предосторожности, поскольку дополнительную угрозу представляют сварочные газы: кислород и ацетилен. Соблюдение норм техники безопасности убережет мастера от производственных травм.

Генератор и газовый баллон должны находиться на расстоянии не меньше 5 м друг от друга. Во избежание повреждения соединительных шлангов их необходимо подвешивать. Если в помещении для выполнения газосварочных операций также работают другие специалисты, то по его периметру должны быть выставлены предметы защиты.

Перед зажиганием горелки проводится продувка шлангов: сперва открывается подача кислорода, а затем – ацетилена. Только после этого горючую смесь можно воспламенять. Стоит следить за тем, чтобы каналы всегда были чистыми, иначе могут произойти хлопки или обратные удары.

Нельзя работать со сварочным аппаратом с замасленными руками или допускать прочий контакт оборудования с маслом – это может привести к взрыву. Если обратный удар все же произошел, необходимо оперативно перекрыть вентили подачи газа на резаке, баллонах и водяном затворе. Пламя распространяется по шлангам медленно, однако если не предпринять указанные меры незамедлительно, может произойти детонация.

Во избежание обратных ударов при работе одним из способов газовой сварки важно исключить следующие факторы:

• падение давления кислорода – это может произойти из-за окончания газа в баллоне, засорения инжектора или замерзания редуктора;
• слишком близкое расстояние от сопла до детали – это снижает скорость газового потока;
• чрезмерный нагрев сварочного мундштука или труб;
• засорение мундштука – это провоцирует сокращение проходного отверстия и, как следствие, падение скорости подачи газа.

В случае перегрева горелки необходимо приостановить сварочные работы и остудить ее, например, в воде. Генератор с ацетиленом нельзя опустошать до тех пор, пока газ не закончится. В противном случае это может вызвать обратный удар.

При выполнении работ любым из способов газовой сварки нельзя допускать протечек газа. Наиболее уязвимые места: краны и пробки. Определить дыру можно при помощи мыльного раствора.

Общие правила безопасности

При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила безопасности. Использовать можно только исправное оборудование. Место работы должно находиться не менее чем в 10 м от источника открытого огня.

Рекомендуем к прочтению Что такое холодная сварка и как ею пользоваться

Пост должен быть оснащен индивидуальными средствами для тушения пожаров. Если используется только ацетилен, то обязательно наличие углекислого огнетушителя или песка.

Воду для тушения пожаров, вызванных этим веществом, использовать нельзя. При воспламенении нужно перегнуть шланг в области редуктора, а затем завернуть все вентили.