какие материалы используют при газовой сварке
Материалы применяемые для газосварки
Газосварка представляет собой процесс, при котором кромки соединяемых элементов нагреваются сгоранием горючих газов в смеси с кислородом. Газовая сварка своими руками применяется для изготовления и ремонта изделий из листовой стали толщиной 1-5 мм, чугуна, латуни, меди, алюминия, исправления литьевых дефектов, наплавки твердых сплавов. Сварочные материалы для газовой сварки включают: горючий газ (ацетилен, пропан, водород), технически чистый кислород, присадочную проволоку, флюсы, в случае их потребности при работе с конкретным металлом или сплавом.
Сварочная проволока: разновидности и особенности применения
В большинстве случаев для сварки газом используют сварочную проволоку, близкую по химическому составу к металлу изделия. Ее поверхность должна быть гладкой, очищенной от окалины и других загрязнений. Температура плавления присадочной проволоки не должна превышать температуру плавления основного металла. Если для сварки цветных металлов и сплавов — меди, латуни, свинца — нет соответствующей проволоки, применяют нарезанные из свариваемого металла полоски.
Сварочная проволока для газосварки
Способы ручной газосварки — левый или правый — выбирают в зависимости от положения шва в пространстве. При потолочном шве и правом способе сварочная проволока также играет роль препятствия для стекания металла.
Сварочная проволока для сварки газом изготавливается из:
Присадочные материалы для газовой сварки и наплавки чугуна выпускают в виде прутков, имеющих следующую маркировку:
Виды применяемых горючих газов
Газовая сварка цветных металлов и углеродистых сталей чаще всего осуществляется с использованием ацетилена. Это объясняется высокой температурой пламени и хорошей теплотой сгорания. Ацетилен представляет собой газ с характерным запахом, который придают присутствующие в нем примеси фтористого водорода и сероводорода. При нагревании до 500 градусов и при определенных концентрациях в смесях с кислородом и воздухом ацетилен становится взрывоопасным. Образование ацетилена происходит в результате реакции карбида кальция с водой. Сам карбид кальция образуется в результате сплавления обожженной извести и кокса.
В качестве горючих могут использоваться нефтяной и пиролизный газы. Они представляют собой газовые смеси, образующиеся при термическом разложении нефти и ее продуктов. Применяются для сваривания, резки и пайки стальных деталей толщиной, не превышающей 3 мм, и для сварки цветных металлов и их сплавов. Природный газ является продуктом разработки газовых месторождений и на 93-99% состоит из метана.
Баллон
Технический пропан и пропан-бутановая смесь являются побочными продуктами при добыче и переработке нефти и естественных нефтяных газов. Их применяют при сваривании деталей толщиной до 6 мм, в отдельных случаях — до 12 мм. С помощью этих газов можно сваривать и паять чугун, цветные металлы и сплавы, осуществлять кислородную и кислородно-флюсовую резку, наплавку, напыление пластмасс.
Сваривание металла в домашних условиях с помощью водорода стала возможна благодаря разработке специальных электролизеров, которые могут работать и от домашней двухфазной, и от трехфазной сети. В этих аппаратах вода разлагается на кислород и водород, причем, в нужных для сварочного процесса пропорциях. Размерный ряд выпускаемых электролизеров позволяет охватить практически все виды газовой сварки, пайки, наплавки, порошкового напыления, ручной и машинной кислородной резки. Аппараты разной мощности позволяют производить как микросварку и микропайку, так и резку листовой стали толщиной порядка 300 мм.
Виды флюсов для газосварки
Газовая сварка меди, алюминия, магния и их сплавов сопровождается активным образованием оксидов на поверхности свариваемых металлов под воздействием кислорода, содержащегося в воздухе. Тугоплавкие оксиды значительно затрудняют сварочный процесс.
С целью защиты металлов от окисления при сваривании используют флюсы для газовой сварки, которые представляют собой специальные сварочные порошки или пасты. В качестве флюсов используют борную кислоту и прокаленную буру. Их наносят на кромки свариваемого металла, на сварочную проволоку и прутки. При температуре сварки легкоплавкие флюсы образуют шлаки, всплывающие на поверхность расплавленного металла и предохраняющие его от окисления.
Создание аппарата для контактной сварки своими руками поможет сэкономить кругленькую сумму. Подробную инструкцию вы найдете в этой статье.
Хотите сварить алюминий или медь? Есть альтернативный способ! Подробнее по https://elsvarkin.ru/texnologiya/xolodnaya-svarka-metalla/ ссылке.
Основы теоретической подготовки специалистов по газовой сварке
Для студентов, изучающих курс «Технология газовой сварки», реферат можно подготовить, используя следующую литературу:
По курсу «Газовая сварка» реферат должен отразить следующие основные моменты:
Материалы, применяемые при газовой сварке
При газовой сварке в качестве присадочного материала применяется сварочная проволока, близкая по химическому составу свариваемому металлу. Нельзя применять для сварки случайную проволоку неизвестной марки и неизвестного химического состава. Для сварки газопроводов применяются следующие марки сварочной проволоки, выпускаемые по ГОСТ 2246-70:
Проволока должна быть чистой, без следов окалин, ржавчины, масла, краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже температуры плавления свариваемого металла.
Проволока должна плавиться: спокойно и равномерно без сильного разбрызгивания и вскипания, образуя при застывании плотный однородный наплавленный металл без посторонних включений, пор, шлаков и прочих дефектов.
Сварочная проволока, применяемая для сварки газопроводов, должна иметь сертификат. При отсутствии сертификатов проволоку для сварки использовать нельзя.
Получают карбид кальция в электрических печах сплавлением кокса и обожженной извести Полученный карбид кальция сливают в изложницы, где он застывает, после чего его дробят и сортируют на куски различной величины.
По внешнему виду карбид кальция представляет собой твердое тело темно-серого или коричневого цвета. Поставляется карбид кальция в герметически закрытых барабанах из кровельной стали емкостью по 50 и 100 литров.
Ацетилен является химическим соединением углерода с водородом, это бесцветный горючий газ, имеющий резкий характерный запах, легче воздуха, хорошо растворяется различных жидкостях, особенно в ацетоне. При сгорании в смеси с кислородом дает температуру пламени до 3150°С.
Ацетилен хранится в баллонах белого цвета под давлением 1,9 МПа, имеющих пористую внутреннюю структуру, растворенным в ацетоне.
Высокая температура газового пламени достигается сжиганием горючего газа или паров жидкости в кислороде.
При соприкосновении сжатого газообразного кислорода с маслами или жирами последние могут самовоспламеняться, что может быть причиной пожара или взрыва. Поэтому при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходимо тщательно следить за тем чтобы на них не попадали даже незначительные следы масла и жира. Особенно опасным является пропитывание жидким кислородом пористых веществ (угля, сажи, войлока, ваты и пр.), которые этом случае становятся сильными взрывчатыми веществами.
Для сварки и резки технический кислород выпускается трех сортов:
-1 сорта с содержанием кислорода не ниже 99,7%;
Чем чище кислород применяется при сварке, тем производительнее процесс сварки и качественнее сварное соединение.
Хранится в сжиженном состоянии в баллонах красного цвета под давлением 1,6 МПа.
 |
 |
Сварочные материалы: классификация и характеристики
Во время сварки изделий применяются сварочные материалы. Они позволяют обеспечить стабильное горение дуги, беспористые сварные швы, которые устойчивы к образованию повреждений. Ниже будет представлена их классификация и назначение.
Материалы для сварки выполняют такие функции:
Классификация сварочных материалов
Итак, на какие категории подразделяются данные материалы:
Электроды и проволоки
Проволоки и электроды нужны для обеспечения подачи электропитания в сварочную зону с целью нагрева. Плавящиеся электроды с покрытием, некоторые виды проволоки и защитный флюс для дуговой сварки включают в себя специальные компоненты, которые способны защитить металл от воздействия воздуха, поддерживают стабильность процесса работы и помогают получить определенный химический состав металла шва и не только. А присадочный пруток в шов вводится при сварке.
Плавящиеся проволоки используются в работе в таких ситуациях:
Стальные проволоки бывают трех видов:
Всего по сортаменту насчитывается 77 разновидностей.
При выборе той или иной марки меняется химический состав сварного шва. Чаще всего применяют проволоку, по составу напоминающую металл, который обрабатывается. Материал должен соответствовать ГОСТу и быть указан на упаковке изделия.
В свою очередь, низкоуглеродистая и легированная сталь для производства проволоки бывает омедненной и неомедненной. Для ручного типа сварки применяется проволока, которая порублена на куски по 360−400 мм в длину. Приобрести ее можно в мотках по 20−85 кг весом. Каждый такой моток имеет этикетку, где указаны производитель и технические параметры изделия.
Для работы нельзя использовать проволоку сомнительного производства неизвестной марки. Поверхность присадочной проволоки должна быть гладкой, на ней не должно быть жира, ржавчины или окалины. Выбирать ее нужно по показателю плавления, он должен быть ниже аналогичной характеристики у соединяемых материалов.
Одно из качественных свойств проволоки — это способность плавиться постепенно, без резкого выброса брызг. Если специальной проволоки для соединения изделий из нержавейки, латуни, свинца или меди нет, то применяют полоски порезанного металла из того же материала, который сваривается.
Пластины и стержни
Пластины используются для электрошлаковой сварки, а дуговая сварка осуществляется с применением электродного металлического стержня с покрытием на основе электрода. Толщина электродов бывает трех видов:
Тип сварочного материала с разным покрытием обозначается буквами таким образом:
При резке и газовой сварке применяют горючие газы и те, что поддерживают горение. Сюда относятся:
Защитные газы предназначены для обеспечения газовой защиты материала в расплавленном виде от воздуха. Защитные газы такие:
Инертный газ в химическую реакцию с металлом вступать не умеет и почти в нем не растворяется, а активные газы способны вступать в такую реакцию и растворяться в металлах.
Что касается кислорода, то он тяжелее воздуха и помогает газам и парам сгореть максимально быстро, при этом способно выделяться тепло, а температура плавления при этом максимальная. При этом сжатый кислород при взаимодействии со смазочными материалами и жирными маслами может привести к взрыву и самопроизвольному воспламенению, соответственно, работать с кислородными баллонами следует только в чистых условиях, где подобное исключено. Сварочные материалы кислородного типа нужно хранить, только соблюдая нормы пожарной безопасности.
Сварочный кислород бывает техническим, получается из атмосферы. А воздух при этом обрабатывается в разделительном аппарате, в итоге удаляются углекислые примеси, а готовый продукт сушат. В жидком виде кислород для хранения и перевозки содержится в специальных емкостях, имеющих высокую теплоизоляцию.
Другой газ, ацетилен, — это кислород, соединенный с водородом. При нормальной температуре ацетилен имеет газообразное состояние. Он бесцветный и включает примеси сероводорода и аммиака. Опасность представляют воспламеняющиеся компоненты такого материала, сварочное давление от 1,5 кгс/см2 или же ускоренное нагревание до температуры в 400 градусов также могут привести к взрыву.
Газ производится посредством электродугового разряда, который разделяет жидкие горючие компоненты, или через разложение карбида кальция под воздействием жидкости.
Существуют и заменители ацетилена. Согласно требованиям к материалам для сварочных работ, возможно применение паров жидкостей и прочих материалов. Их используют, если температура нагрева в два раза больше показателя плавления металла.
Чтобы горел тот или иной вид газа, нужно определенное количество кислорода в горелке. Те или иные горючие вещества используются вместо ацетилена, поскольку они недорогие и их легко добыть. Использовать их можно в разных промышленных сферах, но применение таких веществ ограничено ввиду их относительно низкой границы нагрева.
Флюсы для сварки и другие материалы
Флюс в процессе сварочных работ имеет разное назначение. Благодаря ему можно растворить окислы на поверхности металла, что способствует облегчению процесса смачивания заготовки расплавленным металлом. Еще флюс является барьером для доступа кислорода, выступая в роли покрытия горячей поверхности заготовки, и не допускает окисления металла. А еще расплав флюса может выступать как теплообменная среда, облегчая нагревание стыка.
Флюсы отличаются друг от друга по следующим параметрам:
Например, по способу производства они бывают плавлеными и неплавлеными. Плавленые флюсы производятся посредством сплавления частей шихты в печах. А вот неплавленые части флюсовой шихты могут быть скреплены без сплавления.
Флюс состоит из порошка или пасты определенного состава, его производят на основе борной кислоты или же прокаленной буры. Флюсы не применяют для соединения легированных сталей.
А другой вид материала для сварки, керамическая подкладка, применяется для того, чтобы создать качественный шов и сформировать обратный валик.
Все перечисленные сварочные материалы еще могут подразделяться по типу свариваемых металлов и сталей. Например, одни предназначаются для соединения углеродистых сталей, другие — для нержавеющих или низколегированных либо чугуна, меди и прочих материалов.
Общие требования к сварочным материалам
Независимо от того, какой используется тип сварки, следует применять материалы согласно существующим стандартам, где прописаны все требования к ним. Все заводские изделия должны иметь сертификат с указанием технических характеристик:
Для всех электродов важным требованием является хорошо сформированный шов и дуга со стабильным горением. Металл полученной направки обязан соответствовать заранее заданному химическому составу, во время работы должно происходить равномерное расплавление стержня, без брызг и выделения токсичных компонентов. Проволока позволяет осуществить качественную работу. Электроды могут очень долго сохранять свои технические параметры.
Чтобы произвести качественную работу, важно учитывать каждую деталь. Чтобы соединение было прочным и стойким, используйте только качественные материалы и делайте все согласно требованиям.
Нюансы использования газовой сварки
Газовая сварка – это наиболее часто используемый способ соединения отдельных металлических деталей в монолитную конструкцию. Популярность такого метода объясняется низкой стоимостью оборудования и простотой его применения.
Что такое газовая сварка и где она применяется
Сварка газом используется для соединения металлических поверхностей в одно целое. Сущность этого способа заключается в расплавлении кромок обрабатываемых элементов за счет высокой температуры горения газа, подаваемого под давлением.
Для формирования шва используется добавочный припой. Таким образом, газовая сварка и резка металлов выполняются за счет экзотермической реакции взаимодействия горячей газовой смеси и обрабатываемого материала, находящегося в расплавленном состоянии.
В процессе обработки обязательно задействуется специальное оборудование. Чтобы получить необходимую температуру, требуются один из горючих газов и кислород. Эти компоненты подаются из отдельных емкостей в смеситель. Поджигание выполняется искусственно.
Газовую сварку применяют для:
Этот способ обработки металлических элементов нашел применение в промышленном производстве, строительстве и т.д. Его нередко используют при ремонте автомобилей, устранении бытовых поломок, для фиксации узлов из цветных металлов.
Подходит он и тогда, когда необходимо соединить элементы из чугуна и латуни. Наплавка газосваркой часто применяется для увеличения размеров деталей, устранения изношенных частей и повышения прочности.
Требования по ГОСТу
Газосварочный процесс является ручным, качество шва оценивается субъективно и зависит от мастерства сварщика. ГОСТа на результат работы не существует. Однако есть ряд требований к соблюдению технологии.
Качество карбида кальция, применяющегося при сварке, регулируется ГОСТ 1460-2013. Кроме того, нормативными актами установлены параметры давления в редукторе и баллоне, характеристики присадочной проволоки, требования к генератору. Существуют ГОСТы для горелок и шлангов.
Перечень используемых газов для разных металлов
Во время работы могут потребоваться разные виды газов:
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.
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
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
Достоинства и недостатки
Метод газосварки имеет следующие достоинства:
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.
Оборудование для газовой сварки
Для проведения газосварочных работ требуется комплект оборудования, включающий:
Понадобится специальная тележка, предназначенная для размещения всего оборудования. Она обеспечит лучшую мобильность при проведении работ.
Разновидности горелок
Горелки выполняют ряд важных функций. Они участвуют в смешении газа, стабилизации фронта воспламенения, регулируют подачу горючей смеси и интенсивность горения.
В зависимости от конструкционных особенностей горелки бывают инженерными, диффузными, оснащенными системами принудительного нагнетания кислорода, а также комбинированными.
Кроме того, они классифицируются по:
В зависимости от особенностей конструкции они могут выдерживать от 5 000 Па до 0,3 МПа.
Баллоны с газом
Специальные шланги
В процессе сварочных работ применяют специальные шланги. Они предназначены для подачи горячих жидкостей и газов. К этим элементам оборудования предъявляются особые требования.
Они должны выдерживать большое давление. Если на шланге присутствует желтая полоса, он может использоваться для горячих жидкостей. Шланги с красной отметкой выдерживают 6 атмосфер, а с синей – до 20.
Водяной затвор
Водяной затвор предназначен для защиты генератора, трубы и других элементов газосварочного оборудования. Его располагают между ацетиленовой трубой и горелкой.
Пост для сварки газом
Это специальный стол, который можно фиксировать и поворачивать. Некоторые модели оснащены вентиляцией и системой для хранения инструментов.
Проволока и присадки
Для проведения работ используют особую присадочную проволоку. Ее диаметр подбирают в зависимости от толщины детали. В процессе сварки применяют флюсы. Эти вещества производят на основе кремниевой и борной кислоты и выпускают в виде растворов, порошков и паст.
Редуктор
Это важнейший элемент конструкции. Он необходим для снижения давления газа, исходящего из баллона. Редукторы бывают прямого и непрямого действия. Некоторые из них имеют устройства, предотвращающие замерзание газа при его выходе из баллона.
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.
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.
Описание технологии сварки
Технология сварки газом имеет некоторые особенности. Существует несколько вариантов проведения работ.
Правая и левая
Различают правую и левую схемы сварки. Первый вариант применяется наиболее часто. Он предполагает продвижение горелки от правого края к левому. В этом случае струю пламени направляют непосредственно на проволоку, которую продвигают перед горелкой. Этим методом часто сваривают мелкие детали, тонкие слиты и материалы, которые плавятся даже при низкой температуре.
Второй вариант предполагает движение горелки от левого края к правому. В этом случае проволоку продвигают после пламени. Левая сварка обеспечивает более глубокое воздействие и лучшее схватывание.
Многослойный метод
Этот способ применяется тогда, когда необходимо сформировать высокопрочный шов. Он предполагает отжиг нижнего слоя и дальнейшую наплавку верхнего. Таким образом, прокаливаются все слои. Это положительно влияет на качество шва.
Сквозной валик
Такой метод требует постепенного оплавления верхнего края имеющегося отверстия на заготовке с последующим наложением расплавленного металла на нижний край отверстия. Для проведения работ необходимо вертикально зафиксировать металлические листы. Таким образом, шов приобретает форму валика.
Сварочные ванночки
Этот способ предполагает формирование ванночек по ходу шва. В каждое такое образование вводится присадочная проволока, которая оплавляется и заполняет пустоты. Сопло двигается на новый участок, а следующая ванночка перекрывает ранее созданную.
Окислительное пламя
Метод применяется для соединения элементов, изготовленных из малоуглеродистых сплавов из стали. Пламя в этом случае окисляет материал, что ведет к формированию окиси железа. Для раскисления используют присадочную проволоку, включающую кремний и марганец.
Отдельно о сварке труб
При сварке труб на месте стыковки с внутренней стороны швов не должны образовываться наплывы. Они будут препятствовать продвижению жидкости по трубе. Кроме того, нельзя насквозь проплавлять стенки.
Сварка труб проводится за счет одного слоя и всего за один проход. При этом выпуклость шва не должна превышать 1-3 мм. Место стыка должно быть максимально ровным.
Газовая резка и виды резаков
Газовая резка – это наиболее простой и эффективный способ разделения цельных металлических поверхностей. Для проведения подобной работы требуется специальное оборудование – резаки.
Выделяются следующие виды:
В зависимости от конструкционных особенностей резаки подразделяются на воздушно-дуговые и трехтрубные. Для проведения резки необходимо открыть вентиль с кислородом, а затем с горючим газом. После этого смесь поджигается. Место резки прогревается, выполняется разрез.