Что такое газовая сварка и какое применяется оборудование

Обновлено: 16.05.2024

Виды сварки

Газовую сварку с полной ответственностью можно назвать царицей сварочных полей.

Все в ней хорошо: она проста в исполнении, оборудование для газовой сварки совсем недорогое, экономна в потреблении электрической энергии, список достоинств можно продолжать.

Слабые места и нюансы технологии

Если начали с плюсов, будет честным остановиться и на минусах. Недостаток в скорости нагревания металла – она низкая.

Кроме того, рабочий участок при таком методе «распластан» — уж очень большая зона нагревания металла, из-за чего теряется много тепловой энергии. Имеет место и такое неприятное явление как коробление.

Таким образом производительность рабочего процесса не очень высокая, а с увеличением толщины кромок свариваемых заготовок снижается еще больше.

Поэтому, если толщина вашего металлического листа больше шести миллиметров, начинайте думать о применении газовой сварки где-нибудь в другом месте. А толстый край лучше варить, к примеру, дуговым способом.

Инжекторная и безинжекторная горелка.

Газовая сварка – не самый дорогой способ сварки, это общеизвестно. Но газ для сварки — ацетилен и кислород, которые любят использовать в качестве сварочной газовой смеси, стоят все-таки дороже, чем электричество.

А если добавить довольно высокие риски взрывов и серьезную пожар опасность, которые мгновенно возникнут при неправильном обращении с горючими жидкостями, газами, кислородными баллонами и элементарным карбидом кальция, энтузиазм немного снижается.

Технология газовой сварки отлично подходит для широкого спектра сварочных работ: от соединения деталей из алюминия и стали до работы по бронзе и чугуну.

Сразу отметим, что газовой сварке по силам практически все металлы, включая такие капризные как медь, свинец или чугун: они варятся легче именно газовой технологией, чем какими-либо другими.

Технические стороны процесса газовой сварки

Особенности газовой сварки – демократичность ее швов, которые можно делать во всех положениях в пространстве – от нижнего до потолочного.

Труднее всего приходится с потолочными швами, так как в этом случае расплавленный металл нужно поддерживать и быстро распределять по всей длине шва с помощью повышенного давления газовой смеси от пламени.

Самые популярные швы при этом способе – стыковые. Не дружит газовая сварка со швами внахлестку и тавровыми. Дело в том, что для обоих видов швов нужен чрезвычайно сильный нагрев металла. Кроме того, в этом методе высок риск выраженного коробления.

Если края заготовок тонкие и отбортованные, их варят без использования присадочной проволоки с формированием непрерывных или прерывистых швов, которые также могут быть одно- и многослойными.

Понятно, что перед сваркой необходимо очистить края и поверхности металлических заготовок самым тщательным способом.

Один из важнейших технических компонентов ГС – манипуляции с газовой горелкой. Техника газовой сварки подразумевает, чтобы пламя держали на расстоянии около 5 мм от конца ядра, не касаясь металлической поверхности.

Присадочная проволока погружается в сварочную ванну. Интенсивность нагрева рабочей зоны можно менять. Делается это с помощью изменения угла наклона медного мундштука горелки к поверхности заготовки. Зависимость здесь прямая и понятная: чем больше угол наклона, тем выше нагрев металла от пламени.

Мундштук горелки следует двигать вдоль шва. Одновременно необходимо следить за состояние сварочной ванны: металл в ней должен быть защищен давлением газов от нежелательного воздействия окружающего воздуха. Делать это необходимо для защиты металла от оксидной пленки.

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%.

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.

Тем временем мундштук сопла перемещается дальше по шву – на следующий участок. Каждая новая ванночка перекрывает предыдущую примерно на одну треть диаметра проволоки.

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.

Нюансы с разными швами и разными металлами

Горизонтальные швы формируются с использованием правого способа газовой сварки. Бывают ситуации, когда процесс ведут справа налево с мундштуком внизу ванны, а проволокой сверху. Так шов образуется быстрее и легче, а расплавленный металл в ванне не стекает вниз.

Вертикальные швы наоборот, производятся левым способом с направлением снизу-вверх. Если металл толстый, применяют шов с двойным валиком.

Потолочные швы – одни из самых сложных для исполнения. Здесь нужно сначала нагреть кромки заготовки, затем до момента их оплавления в ванну помещают проволоку, которая быстро оплавляется.

Жидкий металл в ванне удерживается от стекания вниз давлением газов из горелки. Сварку делают правым способом. Лучше всего использовать технологию многослойных швов с несколькими проходами.

Низкоуглеродистую сталь можно варить практически с любыми газами. Важно выбирать правильную присадочную проволоку: она должны быть выполнена также из стали с низким содержанием углерода.

Легированные стали бывают с очень разными составами. Поэтому единого метода газовой сварки для них нет и не может быть. Если сплав жаропрочный нержавеющий, детали из него варятся с помощью проволоки с содержанием никеля и хрома.

Встречаются отдельные марки, которые можно варить только с применением молибдена в составе присадочной проволоки.

Медь и ее сплавы всегда требуют сильного пламени. Во время расплавления она чрезвычайно текучая, поэтому зазор нужно делать минимальным. Помимо проволоки из меди, в работе применяются флюсовые смеси для раскисления металла шва.

Латунь – весьма непростой металл для работы из-за его состава. Здесь высокий риск образования пор в сварочном шве из-за летучести цинка. Этот риск можно значительно снизить, подавая в смеситель горелки больше кислорода и применяя латунную проволоку в качестве присадки.

Бронза – еще один капризный сплав. Во время сварки важно не выжечь из состава его важные элементы: олово, кремний и алюминий. Поэтому пламя должно быть восстановительное, а присадка – бронзовая с добавкой кремния, который поможет в дальнейшем раскислению шва.

Достоинства и недостатки сварки с газовой горелкой

Газовая сварка металлов имеет солидный список преимуществ:

Метод не предполагает покупки и использования сложного и дорогого оборудования. Для него не нужны, к примеру, инвертор или полуавтомат.
Расходные материалы, применяемые при газовой сварке, широко предлагаются на рынке, можно найти любой состав или модель без трудностей.
Не требуются специальные защитные средства, даже при газовой сварке труб.
Главные параметры сварки хорошо регулируются: пламя любой требуемой мощности, уровень температуры нагрева металла.

Есть и недостатки, куда без них:

Слишком медленный разогрев металла, особенно в сравнении с электрической дугой.
Слишком обширная зона нагрева вокруг газовой горелки, вследствие чего теряется много энергии без толку.
Тепло от горелки рассеянного типа, его трудно концентрировать.
Метод все-таки дороже электродугового: цена газов выше стоимости электричества.
С увеличением толщина кромок заготовок снижается скорость рабочего процесса из-за высокого рассеивания тепла.
Практически невозможно автоматизировать процесс.

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.

Главное – знать и выполнять правила безопасности в обращении с кислородными баллонами и самим газом. Например, присутствие технического масла может привести к возгоранию: следовательно, нужно категорически исключить малейший контакт с таким маслом.

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.

Флюсы необходимы для защиты сварочной ванны от вредного воздействия внешних факторов. Чаще всего в качестве составных элементов флюсовых смесей берутся бура и борная кислота, которые могут наноситься прямо на свариваемые заготовки или на присадочную проволоку.

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.

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.

Редуктор

Необходимая вещь там, где имеет место высокое давление газа.

Редукторы снижают давление газа, выходящего из баллона. Они бывают двух типов: прямого и обратного действия. Продвинутые модели с серебрением выпускаются для работы с сжиженным газом: они не позволяют такому газу замерзнуть на выходе из баллона.

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.

Газовая сварка: гибридный вариант с полуавтоматом

В этой методике добавляется использование электрической дуги и защитного газа – чаще всего аргона. При таком раскладе технологию вполне можно назвать гибридной.

Швы при газовой сварке.

Вот какие этапы действий выполняются:

подключение аппарата к сети;
фиксация присадочной проволоки через отверстие в горелке;
регулировка давления газа с помощью редуктора;
определение и выставление скорости подачи присадочной проволоки;
регулирование остальных параметров – силы сварочного тока и напряжения;
фиксация горелки под углом к поверхности заготовок перед зажиганием горелки;
начало сварки.

Следует отметить, что технические характеристики всех расходных материалов, равно как и элементов оборудования, четко и ясно прописаны в ГОСТах. Иными словами, процесс газовой сварки отлично регламентирован.

Подпадают под ГОСТы, к примеру, следующие параметры:

характеристики ацетиленового генератора;
типы шлангов;
давление газа, регулируемой редуктором;
тип газовых горелок;
виды присадочной проволоки;
стандарты по газовым баллонам и т.д.

Газовая сварка: особенности, преимущества и недостатки

Как и любой другой вид сварки, газовая имеет свои плюсы и минусы, к тому же сам процесс полон особенностей. Частым пользователям электросварки она может показаться странной и даже неудобной. Многие изменят свое мнение после прочтения этой статьи, однако ее цель не прорекламировать газовую сварку, а дать читателю первоначальное представление об этом процессе.

Газовая сварка появилась очень давно и за это время практически не поменялась. Конструкция какой была, такой и осталась. При том, что газовые аппараты практически не модернизировались со дня их изобретения, помимо улучшения вспомогательных деталей, свою популярность они не растеряли. Это уже говорит о хороших качествах данного аппарата.

Принцип работы газовой сварки и ее особенности

Для того, чтобы выявить какие-то изъяны или преимущества такой сварки, для начала нужно понять как она устроена. Этим мы и займемся.

Газовая сварка связана с плавлением металлов посредством горения смеси газов, отсюда, собственно, и название сварки. Из баллонов подается газ, он сгорает, образуется большое количество тепла, которое позволяет плавить металлы и делать швы. Звучит очень просто, однако на каждом из этапов есть куча специфических нюансов, начиная от выбора газа, заканчивая углом наклона горелки в процессе.

Процесс сварки.

Как написано выше, газовая сварка заключается в плавлении металлического изделия и присадочного материала, образуя шов при их соединении. На картинке наглядно показано, как это происходит.

Первым делом прогревается свариваемое изделие до выраженного пшеничного цвета. Нагревается свариваемая поверхность довольно долго, это один из минусов такого вида сварки. Однако, именно при медленном плавлении появляется возможность создать вокруг места для шва защитную зону. Металлические предметы хорошо проводят тепло, поэтому греется не только свариваемое место, но и вокруг него. Такое явление называется зона термического влияния, она защищает от окружающей среды. Это несомненно можно отнести к плюсам. Металлы при такой сварке не только медленно нагреваются, но и медленно остывают, что тоже нельзя оставлять без внимания.

Затем к разогретой поверхности подносится присадочный материал. Сварочную проволоку надо держать под углом 30-40 градусов, а вот с горелкой посложнее. Нужный угол наклона зависит от толщины и подбирается в соответствии с таблицей.

Толщина.	Угол наклона.
≤1	20
1-3	30
3-5	40
5-7	50
7-10	60
10-15	70
≥15	80

Далее нужно просто вести горелку и проволоку, сохраняя для них необходимую позицию. Газовая сварка отличается своей простотой, но не надо забывать, с увеличением толщины падает производительность.

Кратко о газовом пламени при сварке

Отдельного внимания заслуживает пламя при газовой сварке, потому что от него напрямую зависит результат.

Газовое пламя, которым плавится металл, образуется благодаря сгоранию горючих газов в среде технически чистого кислорода. Кислород должен быть чист на 98% и более, иначе температура пламени будет не выше 2000℃, чего не достаточно для работы. Именно поэтому обычный воздух не заменит технический кислород. Теперь о горючих газах, обычно используется ацетилен, водород, метан, пропан, пропан бутановую смесь, бензин, природный газ или осветительный керосин. Именно эти легковоспламеняющиеся газы обеспечивают нужную температуру для плавления. Советуем при выборе горючего прочитать рекомендации к ним, так как горят они с разной температурой, следовательно, подходят они разным металлам.

Наверняка, все видели огонь газовых горелок, он имеет отчетливые три слоя. Эти слоя называют уровнями:

Рассмотрим уровни немного подробнее, для примера в качестве горючего газа возьмем ацетилен. Ядро имеет роль места, где подогревается смесь кислорода с ацетиленом. Эта зона имеет низкую температуру, если конкретнее, то меньше 1500℃, низкую относительно сварочных работ, разумеется.

Вторая зона уже более интересна для сварочного процесса. Ацетилен начинает сгорать за счет кислорода, в результате чего развивается высокая температура. На этом уровне газ имеет восстановительные свойства по отношению ко многим металлам, отсюда и пошло название этой зоны.

В третьей зоне смесь догорает, температура средняя. Благодаря продуктам их диссоциации происходит окисление металлов, поэтому и название этой зоны окислительная.

Говоря о газовом пламени, нельзя не упомянуть о том, что его вид меняется в зависимости от соотношения ацетилена. Существует такой символ β, им обозначают соотношение кислорода к горючему газу, в нашем примере это ацетилен.

На картинке показано, как выглядит нормальное пламя.

β в таком случае равен 1,1 или 1,2. Именно эти показатели являются нормой. Стоит заметить, как хорошо видны все три зоны. Невооруженным взглядом можно найти границы каждого уровня.

Возникает вопрос, как тогда выглядит пламя при неверном соотношении. Если в смеси, которая подается в сопло, содержание кислорода больше, следовательно, β тоже больше. Вот так выглядит пламя с показателем β=1,5.

Так как кислорода в смеси больше, ацетилену остается только сгорать как можно быстрее, именно поэтому факел занимает основное пространство, а ядро и вторая зона уменьшаются. Вследствие этого пламя почти полностью теряет восстановительные свойства.

Если же больше ацетилена, то показатель β уменьшается. На картинке схематически показано пламя с β=0,5.

Видно, как размылись границы, невозможно определить, где кончается ядро, а где начинается окислительная зона. Из-за малого содержания кислорода ацетилен не успевает весь прогреться как следует, поэтому увеличивается количество свободных углеводов. Их становиться так много, что места во второй зоне им уже не хватает, Свободные углеводы вырываются в третью зону, нарушая всю структуру пламени.

Очень важно взять подходящие пропорции при составлении смеси. Горючие газы отличаются лишь температурой плавления, их подобрать не сложно. Какими свойствами будет обладать пламя, восстановительными или окислительными, зависит от количества кислорода. Чем больше кислорода, тем больше восстановительные свойства.

Преимущества и недостатки газовой сварки

Теперь, когда имеется представление о принципе работы газовых аппаратов, можно говорить о плюсах и минусах этой сварки.

Преимущества газовой сварки:

Простота оборудования.
Конструкция газосварочных аппаратов проста для ремонта.
Низкая цена на детали.
Продолжая тему ремонта, хочется сказать, цена на запчасти газосварочного оборудования ниже, чем цены на детали электросварочных устройств. Хоть поломки для таких машин редкость, все же приятно осознавать, что ремонт выйдет недорого, в случае неисправности.
Мобильность.
Для газовых инверторов не нужно дополнительных источников энергии, поэтому с ним можно варить везде, где потребуется.
Большая амплитуда температуры пламени.
Пользователь сам управляет характеристиками пламени, вследствие, температурой тоже. Это позволяет сваривать металлы с разной температурой плавления.
Качественные швы.
С газовым оборудованием легко добиться хороших швов, но для этого нужно уметь подбирать присадочный материал и температуру пламени.
Простота в эксплуатации.
Совершить ошибку в газовой сварке сложно. Процесс очень легок для выполнения.
Идеально подходит для сварки металлов до 5 мм.
На тонких изделиях швы получаются качественными.
Резка металлов.
С газовым оборудованием очень легко резать металлические предметы.
Сварка чугуна, меди, свинца и латуни.
Лучше всего вышеперечисленные металлы и их сплавы сваривать с помощью газосварочного аппарата.
Позволяет закалять металлы.

Недостатки газовой сварки:

Медленность процесса.
А точнее медленный нагрев свариваемой зоны и ее остывание после сварки. Такая возможность не торопиться для кого-то окажется плюсом, но мы оцениваем производительность и выгоду, поэтому целесообразнее отнести это к недостаткам.
Большая зона нагрева.
На самом деле, этот пункт можно отнести и к плюсам и к минусам
Низкая производительность.
Газосварочные аппараты отлично подходят для дома, где в основном нужна сварка нетолстых металлов и нет необходимости в большой производительности. Не подходит для больших предприятий, где от аппарата будет требоваться много работы.
С толщиной металла усложняется его сварка или резка.
Чем толще металл, тем дольше он будет греться, следовательно, понадобиться больше времени для разогрева, а это значит нужно больше сварочного материала и газа. Не выгоден для сварки толстых металлов.
Полностью ручная сварка.
Регулировать все процессы должен сам сварщик.
При несоблюдении правил безопасности может представлять угрозу здоровью.
Горючие газы вместе с воздухом очень взрывоопасны. Очень важно следить, чтобы не было утечек. Также рядом с баллонами нельзя хранить органические вещества, по типу жиров и масел. Несоблюдение мер безопасности может привести к пожарам.
Сварка внахлест только с толщиной металла менее 3 мм.
Не рекомендуется варить внахлест газом, если толщина изделий более 3 мм, потому что чаще всего это приводит к деформации и разрушению места спайки.

Это основные достоинства и недостатки газосварочного инвертора и его работы. Этих двух списков достаточно для того, чтобы полностью сформировать мнение. Однако, не попробовав в жизни аппарат, сложно судить удобен он или нет.

Вывод

Подтвердились слова о том, что данный вид сварки имеет как плюсы, так и минусы. Однако нельзя сказать хорошая или плохая газовая сварка. Например, если нужно соединить тонколистовые изделия, лучше газосварочного аппарата ничего не подойдет. Также он широко применяется при ремонте труб. Для сварки толстых металлических предметов использовать эту сварку нецелесообразно, потому что упадет производительность.

Газовая сварка может показать себя и с хорошей стороны, и с плохой, в зависимости от ситуации. Для быта подойдет отлично. Простой, надежный аппарат, который прекрасно справляется с ремонтно-восстановительными работами и исправлением литейных дефектов. Если говорить о больших объемах работы, то такая сварка просто не выгодна. Отталкиваясь от того, чего вы ждете от инвертора, можно сделать вывод подойдет вам газосварочное оборудование или нет.

Преимущества газовой сварки

Надежно скрепить металлические детали друг с другом можно с помощью сварки. Существует несколько разновидностей сварочных работ. В этой статье мы расскажем, каковы преимущества газовой сварки, каковы ее недостатки, в какой сфере применяется и какие материалы для нее необходимы.

Немного истории

Сварка была известна еще в древнем Египте. Человек получил возможность сваривать металлы друг с другом в то же время, когда научился их обрабатывать иными способами. Разумеется, в древности этот метод соединения материалов был не столь эффективен, как в настоящее время, но все же до наших дней дошли сооружения, в основе которых лежат сваренные много веков назад металлические крепления. К примеру, практически все архитектурные памятники, возведенные в эпоху Возрождения, держатся за счет сварных конструкций.

Как ни странно, но первой появилась и была усовершенствована электросварка, и только в 1903 году французами был изобретен аппарат для газовой сварки. В нем применялись ацетилен и кислород. Его конструкция и принцип действия дошли да наших дней практически в неизменном виде. Разумеется, сам аппарат в процессе эксплуатации несколько усовершенствовался. Претерпевало изменения также дополнительное оборудование, использовались более совершенные кислородные баллоны, менялись редукторы и материалы, которые выступают в роли прокладок и пр.

Газовая сварка наравне с электродуговой или лазерной обладает определенными преимуществами и недостатками, о которых важно знать, чтобы в итоге получить качественный шов и свести затраты на сварочные работы к минимуму.

Суть газовой сварки

Соединение металлов при помощи газовой сварки происходит за счет использования высокотемпературных газов. В основном работают с кислородом и ацетиленом, реже с иными газами. Главную роль в сварочных работах играет пламя, температура которого влияет на плавление различных видов металлов. Пламя включает три зоны: ядро (область распада ацетилена), восстановительную (место окисления углерода и водорода) и факел (зона полного сгорания газов).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В зависимости от соотношения кислорода и ацетилена выделяют три разновидности пламени:

Нормальная. В этом случае газы подаются в равных пропорциях. Для пламени характерен синий цвет во всех трех зонах, пламя восстановительной зоны имеет ярко-синий цвет.
Окислительная. Характеризуется бледным коротким пламенем, вызванным недостатком ацетилена.
Науглероживающая. Для нее характерен ярко-желтый цвет пламени, вызванный недостатком кислорода.

При нормальном пламени скорость окисления металла равна скорости его восстановления. Чаще всего используется именно эта разновидность пламени. Но вот бронзовые элементы и детали, содержащие в своем составе олово, обрабатываются исключительно с помощью восстановительного огня.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Увеличение концентрации кислорода в смеси газов превращает пламя в окислительное. Оно оптимально для работы с латунными элементами, а также при использовании твердого припоя. Говоря о преимуществах газовой сварки окислительным пламенем, отметим, что оно позволяет повысить скорость сварочных работ. В этом случае не обойтись без специальной присадки, в состав которой входят марганец и кремний – они выступают в роли раскислителей. Использование при работе с окислительным пламенем присадочной проволоки из того же металла, что и свариваемые детали (исключение возможно для латуни), приведет к образованию хрупкого шва, имеющего большое число пор и каверн.

Пламя с повышенной концентрацией горючего газа используют при работе с чугунными и алюминиевыми конструкциями, а также в случае необходимости наплавить на деталь другой элемент, состоящий из более твердого сплава.

Говоря о преимуществах газовой сварки, отметим:

Отсутствие необходимости в дорогостоящем оборудовании и дополнительных источниках электроэнергии. Сварочные работы можно проводить где угодно, даже в поле. Элементы созданных в период 1926 – 1935 годов нефтепроводов соединялись именно за счет газосварки. Благодаря этому преимуществу газовой сварки перед электрической, ее можно использовать для выполнения ремонтных работ в различных частях зданий и сооружений, в любых областях и регионах.

Возможность изменять мощность пламени при работе с металлами, обладающими различной температурой плавления.
Газовая сварка обладает преимуществами перед дуговой при работе с чугуном, медью, свинцом и латунью.
Правильный выбор присадочной проволоки, использование необходимой мощности и вида пламени гарантируют получение высококачественных швов. Именно газоацетиленовая сварка используется при работе с наиболее важными производственными участками.
Свариваемые поверхности деталей медленно нагреваются и остывают.
Возможность выбора температуры пламени. Изменение угла наклона пламени относительно свариваемых поверхностей влечет за собой изменение его температуры. При расположении пламени по нормали температура достигает максимальных значений.
Швы, получаемые в результате газовой сварки, отличаются повышенной прочностью в сравнении с электродуговой с использованием низкокачественных электродов.

Преимущество газовой сварки заключается также в возможности сваривания, резки и закаливания металлов.

Впрочем, этот вид сварки обладает и определенными недостатками:

Значительной зоной нагрева, из-за которой существует вероятность повреждения расположенных рядом с ней термически неустойчивых элементов.
Зависимостью производительности от толщины свариваемых деталей – если она превышает 5 мм, лучше воспользоваться электродуговой сваркой.
Вероятностью деформации и разрушения мест спайки при соединении внахлест металлов, толщина которых превышает 3 мм (это возможно из-за возникновения в металле напряжения).
Работой с опасными веществами (водород и ацетилен при взаимодействии с воздухом образуют взрывные смеси). Необходимостью строгого соблюдения техники безопасности, расположения газовых баллонов на максимальном удалении от органических веществ (жиров, масел, углеводородов). В противном случае высок риск возникновения пожаров и взрывов.
Медленным нагреванием и остыванием обрабатываемых поверхностей.
Сложностью механизации процесса.
Невозможностью легирования наплавляемого металла. Однако на качество шва, получаемого при электродуговой сварке, существенно влияют используемые электроды и специальная обмазка.
Не подходит для работы с высокоуглеродистыми сталями.

Скорее всего, вы обратили внимание, что низкая скорость нагревания и остывания свариваемых поверхностей отнесена как к преимуществам газовой сварки, так и к ее недостаткам. Такое качество процесса относится к достоинствам газосварочных работ, поскольку ряд металлов и сплавов требует мягких условий сваривания (медленного нагрева). Поэтому для цветных металлов и некоторых инструментальных сталей оптимален именно этот вид сварки.

Где применяется газовая сварка

Говоря о преимуществах газовой сварки металлов, расскажем о нескольких способах выполнения работ:

газопламенная сварка при помощи присадочной проволоки, которая в процессе плавления заполняет пространство между свариваемыми деталями;
газопрессовая сварка, которая не требует использования присадочной проволоки, детали скрепляются между собой благодаря плотному соединению расплавленных краев.

При помощи газовой сварки можно работать не со всеми типами металлов. Она подходит для работы с:

жестью и тонколистовой сталью, толщина которой не превышает 5 мм;
цветными металлами;
чугуном;
инструментальной сталью.

Для всех перечисленных металлов характерна общая черта – им требуется мягкий и плавный нагрев, который обеспечивает газовая сварка.

Газовую сварку и резку металлов широко используют в различных сферах промышленности и в быту.

Постепенный нагрев обрабатываемых деталей не позволяет им деформироваться, а потому отлично подходит для работы с тонкими металлами. Задача мастера заключается в правильной регулировке газа и наладке пламени. Для этого необходимо полностью открыть вентили баллонов кислорода и ацетилена и с помощью спички или зажигалки поджечь горелку. Отрегулировать нужный уровень подачи можно вентилем ацетилена, при этом кислород должен быть открыт полностью.

Газовую сварку в основном выполняют при помощи ацетилена, температура возгорания которого составляет свыше +335 °С. При одновременном использовании с кислородом он воспламеняется при более низкой температуре – около +297 °С.

Основной сварочный газ – кислород – смешивается с ацетиленом в равных долях. Им наполняют баллоны синего цвета. Баллон присоединяется к горелке шлангом, давление подаваемого газа не должно превышать 4 атм. К рядом расположенному отверстию подключается баллон с ацетиленом. В самой горелке предусмотрен специальный механизм, в котором происходит смешивание газов, а через наконечник поступает готовый сварочный концентрат.

Для газовой сварки и резки металлов, помимо ацетилена, могут использоваться другие газы в жидком и газообразном виде. В основном его заменяют парами керосина, а также пропаном, метаном, водородом.

Способы газовой сварки

Говоря о преимуществах газовой сварки, отметим, что на применяемую технику работ существенное влияние оказывает специфика обрабатываемых металлов и сплавов, форма деталей, направление шва и пр. В основном этим способом обрабатывают чугун и цветные металлы. Несколько хуже идет работа с легированной сталью, низкий коэффициент теплопередачи приводит к тому, что детали деформируются в процессе сварки.

Газовую сварку выполняют «правым» и «левым» способом, а также валиком, ванночками либо используют многослойную сварку.

Этот метод сварки характеризуется перемещением сопла горелки слева направо, присадочная проволока следует за пламенем. Огонь подается на конец проволоки, поэтому расплавленный материал (присадка плавится при более низкой температуре по сравнению с основным материалом) ровным слоем заполняет шов.

«Левый» (основной) способ газовой сварки предполагает иной порядок действий. Горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку – ей навстречу. Несмотря на то, что этот способ является более простым, им можно пользоваться только при работе с тонкими листами металла. Также он отличается большим расходом присадки и используемого газа.

Этим трудоемким способом обрабатывают листовые металлы. Говоря о преимуществах газовой сварки, отметим, что при этом образуется высококачественный шов в форме валика, не содержащий шлаков, пор и воздушных лакун.

Данный способ используется опытными сварщиками. В этом случае шов заполняют присадочной проволокой, укладывая ее по спирали и проводя через различные участки пламени. Каждый последующий виток немного закрывает предыдущий. Таким образом соединяют листы, выполненные из низкоуглеродистых сталей.

Этот способ является наиболее сложным, при котором один слой металла наплавляется поверх другого. Все нижележащие слои при этом идеально прогреваются. От мастера требуется контроль стыков швов, которые не должны находиться друг под другом.

Каждый из перечисленных способов предполагает использование различных флюсов, на выбор которых влияет обрабатываемый металл. Задача флюсов заключается в защите поверхности шва от появления окислов, отрицательно сказывающихся на его качестве.

Техника безопасности при газовой сварке

Какими бы ни были преимущества газовой сварки, при работе с ней необходимо следовать правилам техники безопасности:

в обязательном порядке нужно использовать рукавицы-краги, предохраняющие руки от ожогов;
не следует смотреть на пламя, поскольку высокая температура (более +1000 °С) и световая нагрузка оказывают негативное влияние на роговицу глаза;
ни в коем случае нельзя браться за газовую резку или открывать баллон с кислородом руками со следами масла, поскольку взаимодействие промышленного масла и кислорода приводит к моментальному возгоранию кислорода и взрыву баллона.

На протяжении более 60 лет газосварочные работы широко используются в различных отраслях промышленности. Такие преимущества газовой сварки, как удобство, доступность, соотношение цены и качества работ позволили ей встать на один уровень с электродуговым способом.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Виды газовой сварки

Газовая сварка – метод соединения деталей, работающий там, где дуговая сварка пасует. Соединение цветных металлов, тонкостенных труб, получение аккуратных швов – все это об этом методе соединения материалов. Все виды газовой сварки применяются практически везде: от строительства до ремонта автомобилей и в быту.

Однако такой метод обработки металлов требует высокого профессионализма и досконального знания материальной составляющей. Какие газы использовать для сварки того или иного металла, какую горелку выбрать, каким способом варить – обо всем этом вы узнаете из нашей статьи.

Что нужно знать о газовой сварке

Газоплазменная сварка, называемая также газовой, объединяет две металлические детали или листа, расплавляя их края и объединяя основной материал с припоем или добавочным металлом. Расплав достигается созданием области высокой температуры в зоне сварки с помощью сгорания некоторого газа с определенной скоростью. Как газовая резка, так и сварка происходят путем экзотермической реакции расплавленного металла с горящей газовой смесью, подающейся к месту реза (сварки).

Требуемая для соединения температура горения достигается смешиванием кислорода с каким-либо горючим газом. Процесс соединения газов происходит внутри газового смесителя, куда они поступают из разных источников. На выходе из смесителя происходит искусственный поджог газа. В соответствии с технологией сварки газом, объем подачи каждого из компонентов смеси регулируется отдельно. Благодаря этому создаются наилучшие условия для резки и соединения металлов. Данный принцип характерен для любого газопламенного аппарата.

Посредством аппарата газовой сварки можно:

сваривать различные заготовки;
паять (например, ремонтируя испорченные детали);
наплавлять;
разрезать металлопрокат в листах или трубы на заготовки.

Благодаря множеству преимуществ, сварка газом применяется в различных отраслях хозяйства: промышленном производстве, строительстве, ЖКХ, ремонте автотранспорта, для бытовых целей в городских квартирах, на дачах и в домах. Газосварка может соединить практически все виды металлов. Сфера ее применения обширна: слияние частей сложных конструкций, деталей из цветного металла, тонкостенных труб и пр. А если правильно выбрать припой и подобрать условия, то можно сварить чугун и напаять на него латунь. Газовая резка и сварка позволяют получать изделия высокого качества.

Процесс пайки происходит методом нагрева заготовок с одновременным расплавлением припоя с флюсом. На расплавленных стыках заготовок идет процесс взаимного проникновения (диффузии) металлов и припоя. Шов при этом получается ровный и красивый, в дальнейшем он может быть дополнительно обработан.

Рекомендовано к прочтению

Метод наплавки используется для покрытия одной металлической заготовки иным по типу или структуре металлом. Поверхность основной заготовки нагревается до температуры запотевания. Данный метод позволяет ремонтировать и восстанавливать детали, наплавлять другой материал с лучшими прочностными характеристиками, увеличивать размеры изделия. Использование наплавки понижает стоимость ремонта, уменьшает количество используемого дорогого материала и продлевает срок службы.

Основные виды газовой сварки

Особенности соединяемых металлов и их сплавов, форма заготовок, направление сварки газом и прочие факторы оказывают значительное влияние на ее технику.

Газовая сварка разработана для соединения чугуна, а также цветных металлов, поскольку, в отличие от дуговой, она выполняется быстрее и качественнее. Единственным исключением является легированная сталь. Причина – низкий коэффициент теплопередачи этого сплава, из-за которого заготовки значительно деформируются.

К настоящему времени разработаны разнообразные виды газовой сварки. Это «левая» и «правая», а также ванночками, многослойная и газовая сварка валиком.

При «правом» виде сопло сварочного аппарата ведется слева направо. Подача присадки осуществляется после прохождения соплом свариваемого участка. Пламя из сопла плавит присадку. Температура, при которой она расплавляется, как правило, меньше температуры плавления заготовки. Потому растопленная присадка ровно покрывает шов сверху.

«Левый» вид газовой сварки называют основным. При его использовании идет обратный процесс – справа налево, при этом подача присадки происходит спереди. Данный вид считается более простым, однако используется исключительно для листового тонкого металла. Помимо всего, он еще и менее экономичный, поскольку расход газовой смеси и присадки выше.

Вид соединения валиком применяют для листов металла и считают более трудоемким. Формой шов напоминает валик, откуда и пошло название. Имеет высокое качество – без шлаков, воздушных лакун и пор.

Ванная сварка – значительно более сложный вид газового соединения, требующий особого умения и навыков. Заключается он в спиральной укладке присадки в сварной шов, когда на проволоку воздействует пламя разной температуры, проходя через нее. Витки спирали немного перекрывают друг друга. Применяется для газовой сварки низкоуглеродистой листовой стали.

Многослойный вид газовой сварки считается сложнейшим из известных. Принцип его действия заключается в наплавке верхнего слоя на нижний с полным прогревом всех нижних слоев. Для получения качественного шва необходимо постоянно отслеживать положение стыков швов, они не должны находиться друг под другом.

Для каждого из описанных выше типов газовой сварки характерны свои виды швов.

Все указанные виды газовой сварки металла могут проходить с использованием флюса, который зависит от соединяемого металла. Флюс необходим для создания защиты сварного шва от снижающих его качество окислов.

Какие виды газов используются для газовой сварки

При газовой сварке используют различные виды газов: кислород, ацетилен, бензол, пропан, МАФ, бутан, керосин, углекислота, коксовый газ и пр. Чаще всего применяется ацетилен, поскольку температура его горения вместе с кислородом составляет +3 000 °С.

1. Ацетилен.

С₂Н₂ – такова формула чистого ацетилена. Этот вид газа не имеет цвета, пахнет чесноком, после вдыхания во рту появляется сладковатый вкус. Ацетилен чуть легче воздуха и считается опасным для человека.

Процесс приготовления данного вида газа прост: надо только смешать воду с карбидом кальция в нужных пропорциях. Поэтому его можно сделать на месте сварки, а можно привезти уже готовый, в баллонах. Карбид кальций является кристаллическим веществом, достаточно твердым, изготавливаемым посредством плавки при +1 900… +2300 °С кокса и извести.

Баллонный ацетилен выгодно использовать при небольших объемах работ. Для серийного производства эффективнее применять ацетиленовые генераторы. Основными достоинствами данного вида газа является чрезвычайно высокая температура горения, легкость его получения и удобство регулировки. Недостатками считается высокая стоимость и взрывоопасность.

2. Заменители ацетилена.

Заменителями С₂Н₂ для газовой сварки являются водород, пропан, коксовый газ, керосин, смесь пропана с бутаном и бензин. Эти виды, как и ацетилен, способны поддерживать высокую температуру в месте газовой сварки. Но, несмотря на повышенный расход кислорода, температура пламени все равно не достигает таких же параметров, как при горении ацетилена. Именно поэтому они применяются в основном для газовой сварки металлических конструкций из легкоплавких и цветных металлов. Для соединения стали они не подходят.

3. Кислород.

О₂ выступает неким ускорителем горения, применяемым в процессе работы вместе с избранным газом. Максимальная температура горения достигается использованием чистого кислорода, что значительно повышает качество шва. При газовой сварки можно использовать все три сорта чистоты кислорода: 99,2 %, 99,5 %, 99,7 %. При этом отмечается прямая зависимость скорости работы и нормы расхода кислорода от его чистоты.

Кислород в виде газа не имеет вкуса и запаха, прозрачен и бесцветен, а также он тяжелее, чем воздух. Его получают: из воды – электролизом, из воздуха – путем глубокого охлаждения. После изготовления в газообразном состоянии кислород хранится в баллонах, в жидком – в танках. В процессе сварки необходимо внимательно контролировать количество поступающего кислорода, поскольку его переизбыток ведет к окислению шва.

4. Углекислый газ.

СО₂ обладает сильной окислительной способностью и специфическим запахом. Воздух в 1,5 раза легче углекислоты, но она прекрасно растворима в водной среде. Для работ с чугуном, коррозийными сталями, углеродистыми сплавами и металлами, а также с низколегированными соединениями применяют три типа углекислоты.

5. Защитные элементы.

Для защиты сварной ванны от воздействия воздуха применяют инертные газы. Их преимуществами являются отсутствие цвета, запаха, влияния на металл и нерастворимость в нем.

Аргон. Имеет несколько сортов. Редкие, активные металлы и сплавы соединяются аргонодуговым методом с использованием его высшего сорта. Для стальных и алюминиевых заготовок применяют первый сорт. Аргон не горюч и на 50 % тяжелее воздуха.
Гелий. Используется специалистами для соединения алюминия, стали, а также активных и чистых материалов.
Азот. Четыре сорта азота имеют разное количество основного вещества. Используется газ при работе с медью и ее сплавами.

Для улучшения процесса соединения металлов, а также качества шва применяются различные сварочные газовые смеси. Например, аргон и кислород, аргон и углекислота, а возможны смеси аргона, кислорода и углекислоты, а также гелия и аргона.

Какие виды газовых горелок применяются для сварки

Газовая горелка – важный и достаточно сложный элемент сварочного оборудования, хотя на первый взгляд таковым не является. Она необходима для получения факела, которое воздействует на металл, и помогает регулировать объем и мощность пламени в определенных границах.

Конструкции газовых горелок делятся на:

По виду используемого газа они подразделяются на:

ацетиленовые;
под жидкое горючее, а также иные газы.

По способу обработки делятся на:

1. Инжекторный и безынжекторный виды горелок для сварки с помощью газа.

Необходимость поддержания требуемого уровня давления подаваемого газа привела к снабжению горелки струйным насосом. Высокое давление газа не требует включения насоса, поскольку горючее подается с уже необходимым уровнем. Но если газ находится в баллонах под низким давлением, то его расход увеличивается. В таком случае давление искусственно увеличивают. Именно тогда применяется подача при помощи инжектора – принудительно. Затем в сварочной камере горелки происходит смешивание кислорода с иными газами до получения требуемой смеси, которая и создает факел.

Более простыми являются горелки, в которых нет инжектора. Газы (кислород и горючее) для факела поступают в смеситель посредством системы подачи. В нее входят: шланги, вентили и ниппели. Однородной смесь для качественного пламени становится уже в смесителе.

Она проходит по трубке наконечника и подается на мундштук, затем ее поджигают, образуя необходимое для работы пламя. Следует тщательно следить за параметрами давления подачи смеси из мундштука – таким образом можно регулировать процесс горения. Скорость, с которой смесь ацетилена и кислородом вырывается из мундштука, может равняться 70–160 м/сек. Если она будет недостаточной, то смесь, попадая внутрь горелки, взрывается в ней. Если слишком высокой – факел отрывается от горелки и тухнет.

В горелках высокого давления может использоваться метан и водород. Они достаточно просты в работе, но применяются значительно реже инжекторных горелок низкого давления.

2. Работа горелки низкого давления.

Система подачи (ниппель и регулировочный кран) поставляет кислород высокого давления (4 атм) в горелку. Газ проходит на высокой скорости через инжектор. В камере струйного насоса кислород своей струей создает пониженное давление (ниже атмосферного), благодаря чему в нее поступает горючий газ. Он проходит через ниппель и вентиль, а потом и инжектор, смешивается с кислородом в смесительной камере. Затем с необходимой для работы скоростью подается на мундштук.

В процессе работы расход кислорода неизменен, поскольку не подвержен внешним факторам. Чего не скажешь об ацетилене, на который влияют колебание давление, нагрев мундштука, возрастание сопротивления. Что приводит к повышенному его расходу.

3. Другие виды горелок.

Газовые горелки, функционирующие на жидком топливе, например, керосине, бензине, применяются в ряде отраслей промышленного производства. Принцип работы данного вида горелок заключается в распылении смеси кислорода и керосина и последующего испарения мелких капелек горючего нагревом мундштука.

Для эксплуатации этого вида горелок в безаварийном режиме необходимо соблюдать следующие требования безопасности:

отслеживать форму сварочного пламени;
регулировать факел в необходимых границах;
устройство должно быть защищено и неуязвимо для воздействий извне;
горелка должна быть удобна в использовании.

Чаще всего для проведения газовой и плазменной сварок применяется ацетилено-кислородная смесь. В качестве ее замены может быть использован пропан. Однако такой вид работ достаточно сложен и не под силу новичку, так как требует вдумчивой предварительной подготовки, что, несомненно, скажется на качестве шва и облегчит работу.

Почему следует обращаться именно к нам

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Читайте также: