Закрыть ... [X]

Что такое и как сделать водяной затвор для вина

Газовая сварка практически всегда ассоциируется с ацетиленом, так как именно этот газ дает самую высокую температуру пламени при горении с добавлением очищенного кислорода. Это позволяет экономически выгодно использовать одинаковые объемы ацетиленового газа по сравнению с другими газовыми смесями.

Широкое использование и производство ацетилена несколько упало за последние десятилетия. Это вызвано внедрением высококачественных электродов для автоматической и дуговой сварки под флюсом. Некоторые отрасли промышленности навсегда отказались от использования газовой сварки, но выполнение некоторых ремонтных и полевых работ без нее остаются невозможными.

Ацетилен для сварки (C2H2)

Общая информация

Ацетилен имеет углеводородный состав с тройной углеродной связью. Дешевый способ получения из карбида кальция и воды сделал его самым распространенным горючим газом для сварки. Высокая температура горения ацетилена приводит к выделению твердых частиц углерода, которые начинают ярко светиться от желтого пламени к белому. Это позволило применять ацетилен и для фонарей.

Ацетилен транспортируется и хранится в газовых баллонах белого или красного (для сжиженного состояния) цвета по 40 л под давлением 1,6 МПа. Он является взрывоопасным при добавлении кислорода или воздуха, а так же при высоком давлении.

Свойства ацетилена

  • При температуре минус 83,3 0С ацетилен переходит в жидкое состояние.
  • При достижении минуса более 90 0С газ затвердевает.
  • Этот газ растворим в воде, и полностью растворяется в органических растворителях, таких как ацетон.
  • При высоких температурах (500 0С) ацетилен взрывается, а так же при давлении более чем 2 атм.

Преимущества и недостатки ацетиленовой горючей смеси для сварки

Преимущества:

  • Самая высокая температура горения.
  • Возможность получения ацетилена из генераторов и приобретения более качественного в заводских баллонах.
  • По сравнению с другими горючими газами является самым выгодным.

Недостатки:

  • Повышенная взрывоопасность и строгие условия техники безопасности.
  • Высокая загазованность помещений при работе.
  • Возможные возникновения дефектов: пережог и перегрев тонких металлов.

Оборудование и материалы для ацетиленовой сварки

При газовой сварке в качестве горючего газа чаще всего применяется ацетилен, но из-за ряда причин его так же и заменяют другими газами. Кроме того ацетилен является не единственным газом и расходным материалом, который необходим для получения качественного соединения металлов.

Расходные материалы при газовой сварке

  • Ацетилен или заменяющий его газ

Он может быть в готовом виде (в баллоне), а так же в получаемом при разложении жидкости под действием электродугового разряда или при разложении карбида кальция водой. Остальные газы-заменители с низкой теплопроводностью применяются для отдельных металлов в качестве раскислителей. На их сгорание требуется разное количество кислорода, но они не являются экономичными.

температура пламени

  • Кислород

Для обеспечения достаточных температур и быстрого расплавления металлов пары горючих газов или сам газ сжигается с добавлением чистого кислорода. Для сварки используют технический кислород трех сортов, который оценивается по объему при атмосферном давлении:

  1. высший сорт — частота 99.5% + 0.5% азот;
  2. первый сорт — частота 99.2% + азот, аргон;
  3. второй сорт — частота 98.5% + азот и аргон.

Жидкий кислород при сварке не используется, но он более удобен и безопасен для транспортировки в теплоизолированных емкостях.

  • Присадочная проволока

Сварочная проволокаСварочная проволока используется в соответствии с химическим составом свариваемых металлов. Главным критерием ее подбора является температура плавления, которая должна быть чуть ниже температуры плавления металлов. В виде исключения для стали, меди, латуни и свинца проволока может быть заменена нарезанными тонкими полосками металла той же марки.

  • Флюсы

Сварочные пасты или порошки, называемые флюсами, применяются при сварке ацетиленом и его заменителями для защиты расплавленного металла от окисления и быстрого удаления уже образовавшихся пленок-окислов.

Проволока и края металлов обрабатываются флюсами, которые при нагреве образуют шлаки и всплывают на поверхность жидкого металла. Шлаковая пленка защищает сварочную ванну жидкого металла от окисления. выбор состава флюсов, как и присадочная проволока, зависит от вида свариваемых металлов.

Аппаратура для сварки

Водяной затворПрименение газовой сварки требует одинакового набора аппаратуры вне зависимости от вида используемого горючего газа. Основным набором сварщика на сварочном посту является:

  • Водяной затвор. Он необходим для предотвращения воспламенения ацетилено-кислородной смеси в газовых каналах при так называемом обратном ударе. Защитный затвор всегда подсоединяется между горелкой или резаком и газопроводом к баллону или ацетиленовому генератору.
  • Ацетиленовый генератор. Используется для получения ацетилена из карбида кальция путем добавления воды.
  • Баллоны. Стальные бесшовные сосуды с запорным вентилем. Они необходимы для сжатого кислорода, а так же ацетилена, который находится под давлением и растворен в ацетоне. Все баллоны различаются по цветам.тележка с балонами
  • Вентили для баллонов. Используются только латунные для кислородных баллонов и только стальные для ацетиленовых. Запрещается использовать медь, так как ацетилен и медь образуют взрывчатое соединение.
  • Редукторы. Используются для понижения давления отбираемого из баллона ацетилена и поддержания его на необходимом уровне. По конструкции они бывают однокамерные и двухкамерные.
  • Рукава (шланги). Для подачи газа применяются шланги из вулканизированной резины и прокладками из ткани. Рукава для ацетилена и кислорода отличаются, но можно использовать и трубопровод с защитным клапаном.
  • Газовые горелки. При ручной газовой сварки используются разнообразные горелки, которые необходимы для смешивания кислорода и ацетилена, то есть для регулировки мощности пламени.схема газовой горелки

 

  • Средства защиты сварщика и инструмент. Сварочная маска, очки, рукавицы, ключи баллонные, молоток и щетка по металлу для зачистки что такое и как сделать водяной затвор для вина сварных швов.

Весь этот набор оборудования и расходных материалов является обязательным, но не минимальным. Для кислородной резки используют еще и горелку-резак. Из-за опасности проведения сварочных работ взрывоопасной смесью все оборудование должно проходить регулярные проверки и быть в полной исправности.

Технологический процесс сварки с помощью ацетилена

Ацетилен является наиболее выгодным газом при сварке толстых металлов, а так же наиболее удобным при использовании его в полевых условиях. При этом технология получения сварного шва довольно проста и давно освоена, но требует особой внимательности сварщика.

Технология сварки ацетиленом

  1. Исходя из толщины свариваемых металлов, подбирается необходимая горелка (от 0 до 5). Ее толщина будет влиять на ширину шва и расход горючего газа.
  2. Горелка обязательно продувается ацетиленом до появления запаха и проверяется на готовность к работе.
  3. Поджигается горючий газ и медленно добавляется кислород до образования устойчивого пламени. При этом выходное давление на редукторах: ацетилен — 3-4 атм., кислород — 2 атм.
  4. Регулировкой горелки подбирается необходимое сварочное пламя, его мощность.
  5. Тщательно очищенные поверхности металлов передвигаются друг к другу и медленно разогреваются горелкой.
  6. Сам процесс сварки проводится либо левым, либо правым способом сваривания металлов.
  7. Следом за горелкой перемещается присадочная проволока.

Ацетиленовая сварка позволяет получить надежное соединение, а качество шва зависит от мастерства сварщика. Но стоит учитывать, что температура горения ацетилена очень высокая, поэтому многое зависит от правильно выбранного соответствия сварочного пламени металлу.

Выбор сварочного пламени

Состав горючей смеси определяет температуру, внешний вид и соответственно мощность сварочного пламени. Регулируя соотношение кислорода и ацетилена в смеси, сварщик может получить три основных вида пламени:пламя сварки

 

  1. Науглероживающее (избыток ацетилена). Применяется при соединении твердых металлов, а так же алюминия и магниевых сплавов.
  2. Нормальное (нейтральное). Наиболее часто применяемый вид пламени для сварки “черных” металлов. Пламя имеет четко выраженную корону и состоит из трех цветовых зон: ядро — ярко-голубая, восстановительная зона — бледно-голубая, факел — желтая. Восстановительная зона и факел являются рабочими областями пламени горелки.
  3. Окислительное (избыток кислорода). Используется при резке металла, сварки латуни и пайке припоев вместе с присадочной проволокой.

температура пламени

Сварочное пламя непосредственно влияет на качество и прочность сварочного шва. Его мощность должна соответствовать теплофизическим свойствам металла и его толщине. Так же проволока, флюс и выбор угла наклона газовой горелки являются определяющими параметрами процесса сваривания металлов.

Металлургические процессы ацетиленовой сварки

Использование ацетилена приводит к характерным особенностям процесса образования шва:

  • образовывается небольшая ванна расплавленного металла;
  • в точке сваривания достигается вина высокая температура и основная концентрация тепла;
  • металл быстро расплавляется и быстро остывает, но не так как при электродуговой сварке;
  • жидкий металл ванны успевает интенсивно перемешиваться газовым потоком пламени и проволоки, что обеспечивает гладкость сварному шву;
  • осуществляется химическое взаимодействие между расплавленным металлом и газами сварочного пламени.

Основные реакции газовой сварки:

  • Окисление: металлы, которые обладают родством с кислородом (магний, алюминий).
  • Восстановление: железо, никель и так далее.

От вида металла и происходящей реакции во время сваривания зависит применение тех или иных флюсов, проволоки.

Структурные изменения свариваемых металлов

Зоной влияния пламени является участок шириной в 3 раза превышающий толщину свариваемых металлов. Соответственно процесс расплавления ацетиленом металлов толщиной более 5 мм представляет сложность и в этом случае обязательно делается скос кромок. Но общая зона влияния газового пламени больше, чем при дуговой сварке, что позволяет соединять более толстые металлы.

При равномерном прогревании слои основного металла, примыкающие к сварочной ванне, приобретают крупнозернистую структуру. Наиболее крупная и отчетливо прослеживающаяся структура наблюдается в зоне приближенной к самому шву.

Это зона неполного расплавления металла, которая является самой непрочной и подверженной образованию дефектов. За зоной возможных разрушений следует так же зона крупнозернистой структуры металла — зона не рекристаллизации, которая характеризуется меньшими температурами плавления. Все последующие зоны на расстоянии нескольких миллиметров от шва свою мелкозернистую (нормальную) структуру не меняют.

Для уменьшения зоны возможных дефектов используют либо предварительный нагрев непосредственно в зоне сваривания, либо общую термообработку детали, либо горячую проволоку для шва. Все это позволяет наплавленному металлу шва иметь меньшее удлинение и меньший коэффициент вязкости по сравнению с основным металлом, что обеспечивает повышенную пластичность соединения.

Режимы сварки ацетиленом некоторых металлов

Углеродистая сталь

Высокоуглеродистые стали не рекомендуется сваривать ацетиленом. А для низкоуглеродистых сталей газовая сварка применима в любых вариантах, с выбором любого метода сваривания. При нормальном пламени горелки и средней мощности 120 дм3/ч используется правый метод сваривания. Для повышения качества шва чаще всего используется проволока из малоуглеродистой стали. При нагреве часть марганца, кремния и углерода выгорает, что обеспечивает получение крупнозернистой структуры основного металла. проволока с содержанием 0,17 % углерода, 1,1% марганца и 0,9% кремния используется для получения слоя наплавленного металла ровной структуры.

Легированная сталь

Теплопроводность легированных сталей приводит к высокой степени деформации при значительных температурах, что затрудняет процесс сварки ацетиленом.

  • Низколегированные стали: хорошо свариваются нормальным пламенем с применением соответствующих флюсов.
  • Хромоникелевые стали: свариваются нормальным пламенем низкой мощности (до 75 дм3/ч).
  • Жаропрочные стали: используется проволока с содержанием 25% хрома и 21% никеля.
  • Коррозиестойкие стали: применяется проволока с 3% молибдена, 11% никеля и 17% хрома.

Чугун

Окислительное пламя пагубно влияет на структуру чугуна. При его применении выгорает кремний в зоне разогрева и в металле шва образуются зерна белого чугуна. Такое соединение не является прочным и легко колется. Для соединения частей деталей из чугуна возможно использование нормального или науглероживающего пламени газовой горелки.

Медь

Высокий коэффициент теплопроводности меди требует подвода от газовой горелки значительно большего количества тепла, чем для сталей. При этом медь очень быстро плавится и является сверхтекучим материалом в жидком состоянии. Поэтому ее соединение необходимо производить без зазора между кромками деталей или с использованием проволоки из чистой меди. Для удаления медных шлаков используют специальные флюсы, которые к тому же обеспечивают и раскисления шва.

Латунь

Электродуговой сварке соединение латуни не поддается, поэтому применяют газовую сварку. При образовании шва необходимо использовать температуры около 900 0С, которых достаточно для возникновения соединения, но не хватает для полного испарения цинка из металла. При газовой сварке допустимый процент испарения цинка из шва и около шовной зоны — 25%, что позволяет сформировать не пористый шов.

Если количество ацетилена в горящей смеси увеличить до 35%, то количество испаряемого цинка значительно уменьшится. В этом случае не обойтись без присадочной латунной проволоки и флюса.

Бронза

Бронза сильно подвергается окислительным реакциям, вследствие чего из нее быстро испаряются олово, кремний и алюминий. Поэтому все соединения с использованием газовой сварки необходимо проводить восстанавливающим пламенем горелки. В качестве присадочной проволоки используют непосредственно соединяемый металл, а для раскисления шва в металл вводят еще и 0,5% кремния. Для бронзы подходят флюсы того же состава, что и для меди и латуни.

Плюсы и минусы ацетиленовой сварки

Прежде всего, любая ручная газовая сварка отличается большими возможностями по сравнению с электродуговой сваркой. Но это же преимущество требует и большего контроля со стороны сварщика, а значит, повышает возможность возникновения ошибки и нарушения целостности соединения.

Преимущества:

  • Удобство использования в строительных и монтажных условиях, где нет силового кабеля и источника энергии. Оборудование для сварки достаточно мобильное и легко транспортируется.
  • Возможность соединить несколько видов металлов с разными температурами плавления при использовании одного вида оборудования. Только за счет регулирования пламени и концентрации ацетилена в горючей смеси.
  • Незаменимость при сваривании чугуна, латуни, меди.
  • Повышение качества шва за счет использования правильно подобранной проволоки.
  • Возможность регулировки скорости нагрева металла при сваривании ацетиленом.

Недостатки:

  • Человеческий фактор: требуется высокая квалификация сварщика для достаточного уровня производительности.
  • Большая зона термического влияния, что в машиностроении является неприемлемым.
  • При сваривании металлов толщиной более 5 мм дуговая сварка является более выгодной м по затратам, и по скорости получения соединения.
  • процесс газовой сварки не поддается механизации и автоматизации.
  • Газовая сварка не обеспечивает качественного соединения высокоуглеродистых сталей.
  • Возникновение напряжений в металле, что приводит к деформации при сваривании внахлест.
  • Экономически не выгодный по сравнению с использованием дуговой сварки вариант получения качественного и надежного сварного соединения.
  • Взрывоопасность применяемых материалов, которые невозможно использовать в определенных условиях.

Особенности сварки ацетиленом:

  • Идеально подходит для стыковых, а не торцевых соединений.
  • Производительность сварки прямо пропорционально зависит от чистоты кислорода и ацетилена.

При всех недостатках и опасностях при использовании и хранении ацетилен, он был и остается главным горючим газом для сварки. В свою очередь, газовая сварка никогда полностью не сдаст позиции и не утратит свою популярность, так как в некоторых условиях она является просто незаменимой и многие отрасли промышленности уже не смогут обойтись без нее.

Высокая квалификация сварщика и многочисленный опыт работы позволяет процессу ацетиленовой сварки стать не только выгодный по расходу материалов, но и по производительности получения сварных соединений различных деталей металлоконструкций. Строгое соблюдение техники безопасности и всех мер предосторожности сводит к минимуму возникновение опасных ситуаций при использовании сварки ацетиленом.

Похожие статьи



Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:




Вишневая наливка, рецепт приготовления Как сделать документы на гараж если их нет

Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина Что такое и как сделать водяной затвор для вина

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ