Ацетиленовая горелка: критерии выбора

Инструменты и материалы

Перед тем как приступать к сварке ацетиленом и кислородом, стоит рассмотреть какое оборудование должно применяться для данной технологии. Обычно для нее требуются доступные и относительно недорогие приборы.

Но все же чтобы во время процесса сваривания не возникло проблем и ошибок, стоит предварительно рассмотреть некоторые нюансы:

• раньше для получения ацетилена для сварки применялись генераторы. Однако с развитие современных технологий данные элементы заменили на баллоны, которые смогли намного облегчить процесс сваривания;
• баллон с газом всегда имеет белую окраску. Для поддержки горения применяется кислород баллонного типа. Перевозка баллонов выполняется при помощи специальных тележек;
• обязательно нужны газовые горелки для сварки ацетиленом, а также сопла. Но они могут быть разных размеров;
• если требуется сильное нагревание толстых металлических элементов, то в этих случаях рекомендуется применять наибольший номер с большим отверстием. Оно должно подавать достаточное количество газовой смеси в сварочную ванну и обеспечивать нормальное прогревание области стыка;
• дополнительно к горелке подсоединяются шланги с ацетиленом и газом;
• давление ацетилена и кислорода при сварке регулируется при помощи редукторов. Они защищают баллон от обратного удара;
• необходима присадочная проволока. В зависимости от вида свариваемого материала она может быть выполнена из стали или из металлов с добавлением легирующих добавок.

Если подготовить все вышеперечисленные элементы и материалы, то можно будет получить прочное и износостойкое соединение металлических деталей. Главное запомнить важные особенности и нюансы процессе.

И не стоит забывать, что ацетилен используется не только для сварки, но и для резки металлов. Однако работать с этим газом должны опытные специалисты, которые знают правила технологии. Все таки этот вид сваривания требует максимальной точности и соблюдения важных мер техники безопасности.

Самые востребованные способы

Сварка в нижнем положении.

Способы газовой сварки могут описываться и перечисляться в нескольких толстых томах.

Возьмем самые распространенные из них:

Левая сварка

Левый способ газовой сварки – самый распространенный среди мастеров любой квалификации. Используется для соединения металлов с тонким краем и невысоким уровнем температуры плавления. Левая и правая сварка – две стороны одной медали, запомнить это легко.

Правая сварка

Правый способ сварки годится для работы с металлами с толщиной больше 3-х мм и высокой теплопроводностью. Нужно заметить, что сварочный шов при правой сварке получается более качественным благодаря лучшей защите металла пламенем.

Использование тепла пламени при правом способе экономичнее, а скорость процесса выше почти на 20%. В эту же копилку плюсов можно добавить экономию расходов газов около 10%.

Присадочную проволоку нужно брать с диаметром, меньшим ровно в два раза толщины металлической заготовки. Проволока не может быть толще 8-ми мм.

Сварка с использованием сквозного валика

Эта технология газовой сварки предполагает постепенное, шаг за шагом, перемещение пламени с плавлением верхней кромки отверстия в заготовке и накладыванием слоя расплавленного металла на нижний край этого же отверстия.

Предварительно листы металла фиксируют вертикально, оставляя зазор между ними в половину толщины самой заготовки. Шов формируется в форме валика, который и соединяет детали. Он отличается плотностью, без каких-либо пор или шлаковых остатков.

Сварка с помощью ванночек

Здесь название говорит само за себя. Принцип метода заключается в образовании новых и новых ванночек по ходу шва. Как только образовывается одна из них, в нее вводится конец присадочной проволоки, там плавится, а затем перемещается в восстановительный участок огня горелки.

Этим способом соединяют тонкие листы, когда нужно выполнить стыковые или угловые типы швов. Это любимый вид сварки для труб из стальных низколегированных или малоуглеродистых сплавов.

Многослойная газовая сварка

Применяется при очень ответственных видах работ, так как характеризуется довольно низкой производительностью, да и сварочные газы здесь требуются в большом объеме – метод не из дешевых. В нем происходит отжиг нижних слоев при наплавке верхних – последующих.

В результате идет отличная проковка каждого слоя перед формированием следующего шва. Такой способ значительно повышает качество металла шва.

Процесс идет в коротких участках

Особое внимание уделять очистке поверхности нижележащего слоя перед наложением следующего

Сварка окислительным пламенем и раскислением

Баллоны для газовой сварки.

Эта технология создана для соединения деталей из малоуглеродистых стальных сплавов. Пламя здесь имеет резко окислительный характер, вследствие чего в сварочной ванне образуются окислы железа. Если есть окисление, необходимо и так называемое раскисление.

Его добиваются с помощью специальной присадочной проволоки с высокими долями марганца и кремния. Отличный способ с производительностью выше на 10%, чем остальные методы.

Необходимое оборудование для газовой сварки

Водяной затвор

Это простая и эффективная защита трубы, генератора ацетилена и других элементов от огня в виде обратной тяги из газовой горелки. Вода в этом затворе должна быть на уровне, за которым нужно следить. Обычно он находится между горелкой и ацетиленовой трубой.

Газовые баллоны

Эти баллоны разного цвета в зависимости от вида газа. Ко всем баллонам применяется строгое правило: никогда не красить верхнюю часть, чтобы не случилось контакта краски и газа. Еще один технический нюанс: на ацетиленовые баллоны нельзя ставить медные вентили из-за высокого риска взрыва от взаимодействия ацетилена и меди.

Шланги разного назначения

Устройство горелки.

Шланги нужно много для чего: подачи газов и горячих жидкостей. Кроме того, они должны работать под давлением, так что это совсем не садовые шланги для полива огородика, а серьезные приспособления с особыми техническими характеристиками.

Шланги бывают трех категорий:

• с красной полосой для давления до 6-ти атмосфер;
• с желтой полосой для горючих веществ;
• с синей полосой для давления вплоть до 20-ти атмосфер.

Газовые горелки

Газы и пары от горючих жидкостей смешиваются в смесителе горелки. Они выпускаются в огромном разнообразии, делясь на инжекторные и горелки без него, разной мощности и так далее.

Газовый пост

Это специальный рабочий стол для сварки. Лучший вариант поста – столешница с возможностью ее поворачивать и фиксировать. Хороший пост оборудован вытяжной вентиляцией и хорошей системой складирования и хранения инструментов сварщика.

https://www.youtube.com/watch?v=7_k6hZ0SyPo

Информация о методе ацетиленовой сварки

Основным компонентом в данном виде сварки является ацетилен. Его получают искусственным путем в процессе смешивания воды и карбида кальция. В горелке образуется его смесь с кислородом, горение которой позволяет создавать высокую температуру.

В результате горения ацетилена в кислородной среде создается высокая температура, что позволяет оплавлять края деталей и прочно соединять их между собой.

Сложность газовой сварки

Основная сложность сварки ацетиленом и кислородом в том, чтобы получить C2H2. Раньше это делали в специальном аппарате, затем газ подавался по шлангам в горелку.

В нее же подводился кислород из баллона, они смешивались, и образовывалось пламя. Карбид кальция и вода заливались в генератор вручную. Этот трудоемкий процесс выполнялся перед каждой сваркой. После выполнения работ воду сливали и повторно использовали оставшийся карбид.

Сейчас проводить ацетиленовую сварку намного проще. Уже не надо вручную смешивать воду с карбидом: есть специальные баллоны и ацетиленом, их надо только подключить к горелке.

Описание технологии

Для проведения сварки сначала на горелке открывают подачу ацетилена. На то, что он выходит, указывает неприятный запах. Затем поджигают газ и медленно начинают подавать кислород из баллона.

Пламя должно приобрести синий цвет. На емкостях с кислородом и ацетиленом имеются редукторы. Для первого газа давление выставляют до 2 атм., а для второго — 2-4 атм. Большие значения усложняют процесс сварки.

В процессе газовой сварки под действием высокой температуры края соединяемых заготовок переходят в жидкое состояние, а после их застывания получается прочное соединение. Баллоны с кислородом окрашивают в голубой цвет, а с ацетиленом — в белый.

Баллоны с кислородом и ацетиленом.

Преимущества данного метода

При горении такого газа в среде кислорода достигается температура, превышающая градус плавления стали и других металлов. Квалифицированный сварщик с помощью такого оборудования выполняет работы качественно и с высокой эффективностью.

Кроме этого, ацетиленовая сварка имеет такие преимущества, как:

• высокая мобильность (не требуется подключения к электричеству);
• возможность регулировки температуры пламени (это позволяет предотвратить деформацию деталей и стыка, контролировать скорость выполнения работ);
• удобное выполнение поворотного шва, когда расстояние до стены небольшое (в других видах сварки приходится делать операционный стык);
• возможность соединять заготовки из металлов с разной температурой плавления;
• возможность сваривать тонколистовые изделия из конструкционной стали, меди, чугуна, латуни (в таких случаях другие методы сваривания неэффективны);
• применение разных присадочных проволок, помогающее улучшить качество шва.

Недостатки использования ацетилена

Среди недостатков такого способа сварки надо отметить следующие:

1. Взрывоопасность ацетилена высокая, но здесь многое зависит от человека.
2. Во время работы нагревается большая площадь соединяемых изделий, что приводит к изменению свойств материала. В машиностроении такой метод не используют.
3. Если надо соединить детали толщиной более 5 мм, то лучше использовать электросварку.
4. Ацетилен не подходит для работы с высокоуглеродистой сталью.
5. Если соединять внахлест, то в изделиях образуются большие напряжения, и они деформируются.
6. На материалы и оборудование затраты увеличиваются, в отличие от электродуговой сварки.
7. Выполнять работы может только опытный сварщик.

Только опытный специалист может справиться с ацетиленовой сваркой.

Для каких металлов подходит

Данный вид сварки подходит для большинства черных и цветных металлов. Он практически незаменим при соединении тонкостенных труб и аналогичных деталей, при работе с медью, чугуном, заготовками из конструкционной стали.

Используемое оборудование

В недавнем прошлом обеспечить качественное соединение при помощи ацетилена было затруднительно, что объяснялось несовершенством используемых технологий. Однако сегодня появилось высококачественное оборудование, которое позволяет получать на выходе пламя с ровными параметрами, а сварщик имеет возможность с легкостью регулировать интенсивность и температуру горения пламени горелки. Такое оборудование для сварки ацетиленом включает соответствующий генератор, который в процессе работы заправляется карбидом и позволяет контролировать уровень давления в системе. Современные установки для такой сварки ацетиленом отличаются полной безопасностью в эксплуатации, они надежны, и просты в использовании.

Также возможно использование вместо кислорода и генератора сразу же баллона, заправленного ацетиленом, что позволяет существенно упростить выполнение сварочных работ. Тем самым снижаются трудозатраты и повышается производительность выполнения такой сварки. Однако необходимо учитывать, что использование уже заправленных ацетиленовых баллонов приводит к некоторому увеличению себестоимости выполняемой сварки металлических элементов.

Газовая сварка ацетиленом металлических изделий

Одним из несомненных преимуществ этой технологии сварки является ее простота. Для такой работы потребуются специальные горелки для работы с ацетиленом. Такие горелки промаркированы индексами от 0 до 5. Оборудование с индексом 0 имеет наименьшую производительность и предназначено для работы с легкосплавными металлами. А вот установки с маркировкой 5 отличаются максимальной производительностью, что позволяет использовать их для работы с тугоплавкими металлами.

Залогом качественного выполнения такой сварки ацетиленом станет правильный выбор горелки и ее грамотная регулировка. Необходимо также учитывать, что номер используемых электродов должен соответствовать маркировке горелки. В целом же, выбор электродов не представляет сложности. По параметрам они должны соответствовать показателям тугоплавкости металлов и быть приближены к нему своим сплавом.

Горелку продувают горючим газом из генератора и лишь после появления характерного запаха ацетилена можно поджигать горелку и добавлять небольшое количество кислорода из баллона. Регулируя вентиль на баллоне с кислородом, сварщик может регулировать интенсивность пламени, его температуру и насыщенность. Давление редуктора должно составлять приблизительно 2 атмосферы для кислородного баллона и от 2 до 4 атмосферы для генератора. В каждом конкретном случае эти показатели должны выбираться в зависимости от особенностей свариваемых металлических элементов.

Поверхности металлических элементов для сварки ацетиленом должны быть очищены от краски и других загрязнений. Их подгоняют максимально близко друг к другу. Далее необходимо пламя горелки направлять на шов соединения, а присадочный материал должен перемещаться вслед за горелкой. Подобная технология работы позволит обеспечить эластичность и прочность соединения. Также можно использовать технологию сварки, когда пламя от горелки направлено в сторону от получающегося шва. При этом присадочный материал вносится в высокотемпературную сварочную ванну, расплавляется и стекает в получаемый соединительный шов. Недостатком подобной технологии является увеличение зоны нагрева, что может привести к короблению металлических элементов и изменению структуры металла.

Пара слов о расходных материалах

Какой газ используют при сварке – вопрос не маловажный, в котором нужно разбираться, чтобы сделать верный выбор. Типы используемых газов разные, выбор зависит от нескольких факторов.

Кислород

Кислород, к примеру, отличается полным отсутствием цвета и запаха. Роль у него особая, он выполняет функцию катализатора процессов плавления металлов во время сварки. Хранение и транспортировка кислорода производятся в баллонах с постоянным давлением. Это дело непростое, но вполне выполнимое.

Пламя газовой горелки.

В помещениях, где хранятся баллоны, ни в коем случае не должно быть ни источником тепла, ни прямого солнечного света.

Как получают сварочный кислород: это делается достаточно просто – из атмосферного воздуха с помощью специализированного оборудования.

Кислород подразделяется по чистоте на три типа:

• высший сорт с концентрацией газа в 99,5%;
• первый сорт с 99,2%;
• второй – с 98,5%.

Ацетилен

Это второй по популярности газ, применяемый в ГС как для сварки, так и для резки. Он также без цвета и запаха. При повышенном давлении или нагревании ацетилен может взорваться. Производится он из карбида кальция и воды.

Ацетилен – не самый дешевый газ, но его преимущество делает его очень востребованным среди сварщиков. Все дело в температуре горения – она у ацетилена замечательно высокая, особенно в сравнении с такими более дешевыми газами как метан, пропан или пары керосина.

Флюс и присадочная проволока

Это главные участники процесса формирования сварочного шва. Присадочная проволока должна быть абсолютно очищенной от малейших признаков грязи или коррозии. Иногда вместо проволоки можно применять полоску из такого же металла, что и заготовки для сваривания.

Единственный металл, который может обойтись без флюсовой смеси, это углеродистая сталь. Ну а особая нужда в присутствии флюса возникает при сварке меди, алюминия и их сплавов.

Виды пламени

Одним из достоинств газосварки является возможность использования огня с разными химическими свойствами: окислительным, восстановительным, с повышенным содержанием ацетилена.

«Нормальным» считается восстановительное пламя, при котором металл окисляется с той же скоростью, что восстанавливается. Оно применяется в большинстве случаев. Для соединения деталей из бронзы и других сплавов с содержанием олова применяется только восстановительный огонь.

Окислительное пламя образуется при увеличении количества кислорода в газовой смеси. В некоторых случаях оно предпочтительно и даже необходимо, например, при соединении латуни и пайке твердым припоем.

Особое свойство окислительного пламени состоит в возможности увеличить скорость газовой сварки. Но при этом необходимо применять специальную присадку, содержащую раскислители — марганец и кремний.

Если использовать с окислительным пламенем в качестве присадочной проволоки тот же материал, что и в свариваемых деталях (за исключением латуни) — шов выйдет хрупким, с большим количеством пор и каверн.

https://youtube.com/watch?v=rXRycorsAOo

Пламя с увеличенным содержанием горючего газа применяется для наплавки на какую-либо деталь другой детали из более твердого сплава, а также при варке деталей из чугуна и алюминия.

Плюсы и минусы

Самым главным достоинством этого вида сварки является автономность, поэтому отсутствует необходимость в источнике тока, что особо приемлемо при выполнении монтажно-строительных работ на площадках, где отсутствует электроэнергия.

Преимущества ацетиленовой сварки:

1. Возможность регулирования расстояния до свариваемой поверхности и рабочих режимов, что позволяет исключить брак в виде прожогов, даже в случае соединения тонких металлических листов.
2. Мобильность перемещений и транспортировка по монтажно-строительной площадке.
3. Надежность и высокое качество производимых работ.
4. Контроль за процессом сварки.
5. Возможность выполнения неповоротного шва, вблизи препятствий, например, стены без необходимости осуществления операционного стыка.
6. Создание неразъемных металлических соединений с различными температурами точек плавления.
7. Настройка силы и размера сварочного пламени.
8. Повышение качества шва с применением легирующей стальной проволоки.
9. Устранение процессов возникновения деформационных сдвигов конструкции и стыка, путем регулировки температурного режима нагрева, тем самым достигая расчетный режим сваривания металлов.
10. Низкая стоимость оборудования и расходников для устройства.

Недостатки при использовании мини ацетиленовой горелки:

1. Работы могут выполнять только обученные и аттестованные работники.
2. Низкая производительность работ по сварке.
3. Изменение химических и структурных свойств материала на большой площади нагрева.
4. Применение ацетилена создает высокую пожароопасность среды;
5. Большая загазованность в месте сварочных работ.
6. Низкокачественное пайка узлов из легированных стальных материалов.
7. Невозможность выполнения сварки внахлёст.

Краткая характеристика

Сварка ацетиленом является древним методом сваривания деталей из металла. Ацетилен получают в результате соединения карбида кальция и воды. Раньше смешивание производилось вручную с использованием специального генератора. Дополнительно применялся баллон с кислородом, шланги, горелка.

Главная особенность ацетилена, как химического элемента, состоит в строении его молекулы C2H2. Она обладает двумя слабыми водородными связями и высокоэнергичной тройной связью между атомами углерода. Именно эти свойства позволили использовать газ при проведении сварочной технологии. Он производит качественное и прочное соединение конструкций из разных видов металла.

Однако у этой технологии был большой недостаток — использование генератора и ручное смешивание ацетилена. Эта мера отличалась сложностью, и ее требовалось выполнять перед каждым свариванием. Но не все так плохо, положительные моменты все же имелись, остатки газа после сливались, они применялись снова.

Однако через некоторое время сварка ацетиленом и кислородом начала проводиться с использованием специальных баллонов с необходимым газом. По этой причине сейчас нет необходимости производить ручное соединение карбида кальция и воды.