Физико-химические основы газовой сварки:

Газовая сварка относится к термическому классу сварки, где края соединяемых деталей плавятся до образования сварочной ванны. Процесс активирует химические реакции и создает условия для диффузионных процессов соединения металлов. Нагрев и плавление металлов осуществляются под воздействием теплоты, выделяющейся из горелки в результате реакции окисления ацетилена и кислорода.

Прочность сварных швов: 

Уникальной особенностью материала сваренного шва является его высокая прочность, часто превосходящая прочность исходных материалов. Это качество подтверждено как лабораторными исследованиями, так и практическими случаями, где материал вокруг шва разрушается, сохраняя целостность самого шва.

Эволюция газовой сварки: от открытий Шателье до подводных работ в начале XX века

Опыты по сварке и резке металлов с использованием горючих газов начались в конце XIX века, когда Анри Луи Шателье продемонстрировал высокотемпературное пламя ацетилена в кислороде в 1895 году. Этот успех открытия был предшествован разработкой метода получения карбида кальция из известняка и угля.

Газовая сварка в России: первые шаги в 1906 году

Россия впервые ознакомилась с газовой сваркой в 1906 году, когда она была представлена в Московском техническом училище. Невысокая стоимость и простота оборудования сделали этот метод привлекательным, но ограниченным низким объемом производства карбида кальция в стране.

Выбор газов для эффективной сварки: кислород и ацетилен

Для надежной газосварочной работы необходимо уделять внимание выбору газов. Кислород разделяется на три сорта в зависимости от чистоты. Ацетилен, используемый в газовой сварке, предоставляет высокие температуры горения, позволяя сваривать практически все виды стали. Баллонная доставка ацетилена, хотя сложна из-за его взрывоопасности, становится возможной благодаря специальным мерам безопасности, включающим пропитку баллонов ацетоном для снижения взрывоопасности.

Использование других газов обусловлено прежде всего высокой стоимостью ацетилена. Как заменители чаще всего применяют пропан или пропанобутановую смесь. Хотя эти газы обладают высокой теплотворной способностью, их использование требует втрое больше кислорода, что почти аннулирует экономический эффект. Пропан, благодаря его способности сваривать цветные металлы с меньшим расходом, реже используется как заменитель ацетилена.

Редко применяются и другие заменители ацетилена из-за их ещё более низкой температуры сгорания. Однако их использование может быть оправданным в определенных случаях.

Достоинства и недостатки

Основным преимуществом, способствовавшим широкому распространению газовой сварки, является ее простота. Минимальный перечень необходимого оборудования делает этот метод незаменимым для неспециализированных производств, где доступ к электросети и другим ресурсам может быть ограничен. Простота метода не только в оборудовании, но и в управлении сваркой: регулируя количество газа и наклон горелки, можно изменять скорость и площадь нагрева для различных режимов сварки.

К недостаткам относят высокую стоимость ацетилена, низкую производительность его заменителей из-за медленного прогрева металла, а также повышенную стоимость работ из-за большой площади нагрева. Важно также учитывать значительную взрывоопасность процесса.

Сочетание положительных и отрицательных характеристик газовой сварки определяет ее применение в различных условиях. Несмотря на вызовы, газовая сварка твердо укоренилась в технологических процессах и, вероятно, сохранит свою актуальность в ближайшем будущем.

Оборудование:

Основным инструментом газосварщика является газовая горелка, представляющая собой неотъемлемое рабочее средство. Средняя часть горелки оборудована двумя вентилями для точного контроля подачи горючего газа и кислорода. Чтобы исключить случайное открытие ненужных вентилей, они обозначены выпуклыми надписями и окрашены в различные цвета. На одном конце средней части (через уплотнительное кольцо) устанавливается наконечник с мундштуком, а на другом – два штуцера для подсоединения шлангов, поставляющих кислород и ацетилен.

Конструктивно горелки могут быть выполнены в виде инжекторных или безинжекторных. Различают несколько видов горелок, включая газовые, жидкостные, однопламенные и многопламенные.

По мощности горелки подразделяются на категории: малой, средней и большой мощности. Горелки большой мощности применяются редко, в то время как горелки малой мощности нашли широкое применение, особенно при сварке листов металла толщиной от 0,2 до 7 мм. Горелки средней мощности используются для сварки листов толщиной от 0,5 до 30 мм. Для оптимальной рентабельности и производительности горелки малой мощности оснащаются четырьмя видами насадок, в то время как горелки средней мощности могут иметь до семи различных насадок.

Существует также класс микромощных горелок, хотя их применение встречается крайне редко. Современные модели горелок могут быть оснащены системой пьезоподжига для удобства использования.

Технология и методы 

Технологический процесс газовой сварки начинается с очистки краев свариваемых деталей от мусора, грязи, окалины и шлака. Предварительная прихватка вдоль шва предусмотрена для предотвращения деформации металла в процессе сварки.

На следующем этапе выбирается горелка в соответствии с мощностью, причем более толстым металлам требуется более мощная горелка. Существуют два основных способа газовой сварки: левый и правый. Левым способом сваривают металлы толщиной до 3 мм, при этом горелка движется справа налево. Правый способ используется для сварки листов более 3 мм, горелка двигается слева направо.

Оба способа имеют свои преимущества и недостатки, и выбор зависит от множества факторов, включая требования конкретной задачи.

• СКВОЗНОЙ ВАЛИК Этот метод, являющийся наиболее простым и часто используемым, предполагает соединение листов с зазором в половину толщины металла. Кромки оплавляются до появления сквозного отверстия, после чего его заливают расплавленным металлом.
• ГАЗОВАЯ СВАРКА ВАННОЧКАМИ Используется для соединения углов и стыков при толщине металла не более 3 мм. Присадочный пруток или проволока вводят в сварочную ванну на шве, и после расплавления части прутка его перемещают в темную часть пламени, обладающую восстановительными свойствами.
• МНОГОСЛОЙНАЯ ГАЗОВАЯ СВАРКА Применяется для сварки ответственных изделий, обеспечивая высокое качество. Тем не менее, этот метод требует значительных затрат времени и газа. Сварка проводится короткими участками с очисткой каждого предыдущего слоя перед наложением следующего.

Практичекое применение: 

Трудно указать область, где газовую сварку не используют. Этот метод универсален и применяется в зависимости от экономической целесообразности. Особенно ценен он в кузовном ремонте и других областях, требующих сварки тонких листовых сталей.

Традиционно газовую сварку предпочитают при:

• монтаже труб диаметром до 50 мм;
• сварке цветных металлов (алюминия, меди) и их сплавов;
• сварке чугунных изделий.

Этот метод также эффективен при устранении дефектов чугунного, латунного и бронзового литья, а также при наплавке твёрдых сплавов. Простота метода обуславливает его широкое применение в ремонтных работах, сельском хозяйстве и строительно-монтажных работах.

© «Балтийский Центр Лазерной Резки» 192102, г. Санкт-Петербург, ул.Самойловой д.5, ПСК "Нобелевская дорога"