Преимущества и недостатки газовой сварки

Обновлено: 18.05.2024

Опыты по сварке и резке металлов с помощью горючих газов впервые были проведены в конце XIX века. В 1895 г. Анри Луи Шателье продемонстрировал высокотемпературное пламя, полученное им при горении ацетилена в кислороде. Температура пламени достигала 3000 градусов Цельсия. Этому успеху предшествовало открытие способа получения карбида кальция из известняка и угля.

Благодаря целому ряду уникальных возможностей, газовая резка и сварка металлов получили широкое распространение, несмотря на уже известную в то время электросварку. Сильно милитаризованный мир начала XX столетия пришёл в восторг от возможности сварки и резки металлов под водой. Уже в 1917 г. подводная кислородная резка была поставлена на службы военно-морских ведомств Англии и Америки.

Россия впервые увидела газовую сварку на демонстрационных опытах в Московском техническом училище в 1906 году. Сварка была по достоинству оценена благодаря небольшой стоимости и простоте аппаратуры. Широкое применение такого способа соединения металлов сдерживалось только небольшими объёмами производства карбида кальция в стране.

Физико-химические основы газовой сварки

Виды сварки, использующие тепловую энергию, относятся к термическому классу. В этот класс входит и газовая сварка. Кромки соединяемых деталей располагаются параллельно и плавятся до образования сварочной ванны, где происходит соединение их материалов. После остывания расплава образуется единое целое, что и является сварочным швом.

Нагрев и плавление металлов происходит под воздействием теплоты, выделяющейся из горелки в результате реакции окисления между ацетиленом и кислородом.

Эскиз горелки: 1 — мундштук; 2 — сменный наконечник; 3 — смесительная камера; 4 — инжектор; 5 — кислородный вентиль; 6 — ацетиленовый вентиль

С точки зрения кинетики химических и диффузионных процессов, сварка металлов плавлением является высокотемпературным процессом, который активирует химические реакции между металлом, средой, шлаками и создаёт условия для диффузионных процессов соединения металлов. Атомы и молекулы металлов входят в тесное соприкосновение и образуют новые молекулы, из которых состоит материал сварного шва.

Замечательной особенностью этого вновь образованного материала сварного шва является то, что его прочность, зачастую, бывает выше прочности исходных материалов. Это качество подтверждено как лабораторными физическими исследованиями, так и реальными фактами разрушения материала около шва в то время, как шов остаётся целым.

Для надёжного ведения газосварочных работ необходимо выполнение условия двукратного превышения температуры горения газа над температурой плавления металла. Такие условия можно создать только с помощью ацетилена, имеющего температуру горения 3150 0 С. Этот газ позволяет варить практически все виды стали. Говорить о преимуществах и недостатках этого вида сварки можно только с учётом свойств газов, задействованных в процессе.

Какой газ подходит для сварки

Кислород

Кислород получают из воздуха методом криогенной ректификации. По качеству кислород принято делить на три сорта в зависимости от наличия примесей:

1-й сорт содержит 99,7% кислорода;

2-й сорт содержит 99,5% кислорода;

3-й сорт содержит 99,2% кислорода.

Разница в процентном содержании может показаться незначительной, но это не так. Сорт очень важен, особенно при резке металлов. Даже незначительное уменьшение содержания кислорода снижает скорость резания и увеличивает расход газа. Чаще всего, кислород к месту работы доставляют в баллонах под давлением 150 – 165 атм.

Ацетилен

Существует два способа ведения работ с использованием ацетилена. В первом случае его получают на месте проведения работ в специальном устройстве. Реактивами служат карбид кальция и вода. Однако большее распространение получил способ доставки готового ацетилена к месту работ.

Баллонная доставка ацетилена отличается от доставки большинства других газов. Эта особенность обусловлена чрезвычайной взрывоопасностью этого газа. Заполненные активированным углём баллоны пропитывают ацетоном. Такой приём позволяет снизить взрывоопасность до приемлемого уровня. Обычно используются баллоны объёмом 40 литров, из которых в нормальных условиях получают 4,5 м 3 газа.

Другие газы

Другие газы используют исключительно по причине дороговизны ацетилена. В качестве заменителей чаще всего используют или пропан, или пропанобутановую смесь. Эти газы обладают высокой теплотворной способностью, но потребляют в три раза больше кислорода, что сводит экономический эффект от их применения почти до нуля. Цветные металлы, имеющие более низкую температуру плавления, свариваются пропаном со значительной экономией.

Гораздо реже используют другие заменители ацетилена, так как они имеют ещё более низкую температуру сгорания. Но не стоит сбрасывать их со счетов. Существует масса конкретных случаев, где их применение вполне оправдано.

Преимущества и недостатки газовой сварки

Основное преимущество, которое способствовало широчайшему внедрению газовой сварки – её простота. Список необходимого оборудования краток, что делает этот вид сварки незаменимым для неспециализированных производств. Попробуйте найти на сельской ферме электросеть достаточной мощности, сварочный генератор, специалиста для его профилактики и ремонта и ещё много чего. А пару баллонов с газом и резак всегда можно прикатить вручную в любую точку села.

Простота метода заключается не только в простоте оборудования, но и в простоте ведения сварки. Регулируя количество газа, проходящего через горелку и её наклон, можно менять скорость и площадь нагрева, задавая различные режимы сварки.

К недостаткам относят высокую стоимость ацетилена, низкую производительность его заменителей, которая обусловлена небольшой скоростью прогрева металла. Повышению себестоимости работ способствует, неизбежно, большая площадь нагрева металла. Не следует упускать из виду и значительную взрывоопасность процесса.

Совокупность положительных и отрицательных качеств газовой сварки и определяет выбор технологов при различных условиях ведения работ. Можно с уверенностью сказать, что газовая сварка прочно вошла в технологические процессы и вряд ли сдаст свои позиции в ближайшее время.

Практическое применение газовой сварки

Проще было бы сказать о том, где не применяется газовая сварка. Это универсальный метод и область его применения ограничена только соображениями рентабельности. Есть место, где эту разновидность сварки можно считать незаменимой – это кузовной ремонт и прочие места, где варят очень тонкую листовую сталь.

Традиционно этому виду сварки отдают предпочтение при:

монтаже труб диаметром до 50 мм.;

сварке цветных металлов (алюминия, меди) и их сплавов;

сварке чугунных изделий.

С её помощью можно легко устранять дефекты чугунного, латунного и бронзового литья. Для этого применяют газовую сварку с чугунными, латунными и бронзовыми прутками. Она используется для наплавки твёрдых сплавов. Простота метода обусловила его широкое применение при ремонтных работах, в сельском хозяйстве и строительно-монтажных работах.

Технология и способы ведения газовой сварки

Технологический процесс газовой сварки предусматривает чистку краёв свариваемых деталей. Края освобождаются от мусора, грязи, окалины, шлака и зачищаются металлическими щётками. Для предотвращения деформации металла в процессе сварки предусматривают предварительную прихватку вдоль шва.

На следующем этапе подготовки подбирают горелку по мощности. Понятно, что более толстому металлу будет соответствовать более мощная горелка. Мощность горелки определяется её способностью пропускать то или иное количество газа в единицу времени.

Существует два основных способа газовой сварки: левый и правый. Левым способом сваривают металлы толщиной до 3 мм. Горелку ведут справа налево. Присадочная проволока, диаметром равная половине толщине металла плюс 1 мм., должна быть впереди горелки. Это самый распространённый способ, т.к. в этом случае сварщик хорошо видит шов и, естественно, внешний вид шва получается лучше.

При правом способе сварки горелка движется слева направо, и вслед за ней движется присадочный пруток, диаметром равный половине толщины металла. Этим способом варят листы толщиною более 3 мм. Движение горелки сопровождается поперечными колебаниями, что позволяет лучше прогреть шов. Ввиду того, что пламя горелки направлено в сторону остывающей сварочной ванны, металл лучше защищен от окисления. Сварочный шов получается не такой красивый, как при левом способе, но более качественный.

Как вы могли заметить, нет однозначного превосходства одного способа сварки над другим. Выбор зависит от многих факторов и ставит перед технологами непростую задачу. Кроме способа ведения горелки, технологи должны задать способ сварки.

Сквозной валик

Это наиболее простой и часто используемый способ. Соединяемые листы располагают с зазором равным половине толщины металла. Далее происходит оплавление кромки до появления сквозного отверстия. Затем его заливают расплавленным металлом кромки.

Газовая сварка ванночками

Используется для соединения углов и стыках при толщине металла не более 3 мм. Данный метод предусматривает применение присадочного прутка или проволоки. На шве создают сварочную ванну и вводят в неё присадочный пруток. После расплавления небольшой части прутка его переводят в тёмную часть пламени, которая обладает восстановительными свойствами.

При этом горелка перемещается на новый участок шва круговым движением, где образуется новая ванночка, перекрывающая предыдущую на треть диаметра. Этот способ показывает хорошие результаты при сварке тонких листов и труб из малоуглеродистой и низколегированной стали.

Многослойная газовая сварка

Применяется только для сварки ответственных изделий. Очень высокого качества, но требует больших затрат времени и газа. Преимущества заключаются в меньшей зоне нагрева металла, отжиге нижних слоёв во время сварки последующих. Проводится сварка короткими участками с очисткой каждого предыдущего слоя от окалины. Для повышения качества шва каждый предыдущий слой может проковываться перед наложением следующего.

Оборудование для газовой сварки

Газовая горелка

Основным рабочим инструментом газосварщика является газовая горелка. Средняя часть горелки имеет два вентиля для регулировки подачи горючего газа и кислорода. Для исключения возможности открытия ненужного вентиля, на них имеются выпуклые надписи. Кроме того, они окрашиваются в разные цвета. С одной стороны к средней части (через уплотнительное кольцо) подсоединяется наконечник с мундштуком, с другой стороны - два штуцера, предназначенные для подключения шлангов подачи кислорода и ацетилена.

Конструктивно горелки могут быть выполнены как инжекторными, так и безинжекторными. Встречаются следующие разновидности горелок:

однопламенные и многопламенные.

По мощности горелки разделяют на горелки малой, средней и большой мощности. Горелки большой мощности используются крайне редко. Горелки малой мощности получили самое большое распространение. Ими варят листы металла толщиной от 0,2 до 7 мм. Листы металла толщиной от 0,5 и до 30 мм. варятся с помощью горелок средней мощности. Для получения наилучших показателей по рентабельности и производительности горелки малой мощности комплектуются четырьмя видами насадок, а горелки средней мощности имеют семь видов насадок.

Существует особый класс микромощных горелок, но они очень специфичны и используются крайне редко. Новые образцы горелок могут быть оборудованы устройством пьезоподжига.

На сайте производителя КЕДР Вы можете ознакомиться с каталогом газовых горелок и сделать правильный выбор.

Газовые резаки

По принципу действия газовые резаки мало отличаются от горелок, но имеют некоторые конструктивные отличия. В отличие от обычной горелки, резак имеет два отдельных канала подачи горючего газа и кислорода. На каждом канале имеется регулировочный вентиль, с помощью которого можно управлять режимами работы резака: разогревом либо резкой.

Большинство пользователей сходятся во мнении о том, что газовая резка металла – самый удобный и экономичный способ. В сравнении с ним проигрывают даже современные сварочные инверторы. В связи с большой стоимостью ацетилена, большую популярность как у профессионалов, так и у домашних умельцев всё больше приобретает резка металла пропаном.

Пропан – доступный и дешёвый газ в совокупности с недорогим пропановым резаком стали незаменимыми помощниками при раскрое листовых заготовок и для работ по демонтажу металлических конструкций.

С газовыми резаками производства компании «Кедр» можно ознакомиться в каталоге. Здесь же можно получить профессиональную консультацию, сделать свой выбор и оформить заказ.

Горелки и резаки от компании «Кедр» и другое газосварочное оборудование отличаются длительным сроком службы, надёжной работой и особым удобством в обращении. Этот результат достигнут при тесном сотрудничестве со специалистами отдела эргономических исследований нашей компании. Кроме доступной цены и высокого качества, мы предлагаем лучшие условия при оплате и доставке по Москве и всей России.

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.

Технология газовой сварки для начинающих

По популярности газовая сварка находится на втором месте после электродуговой. Технология относится к виду сварки плавлением. Газосварочное оборудование обеспечивает надежное соединение цветных и черных металлов.

Что такое газовая сварка

Сущность газовой сварки заключается в том, что металл соединяемых заготовок и присадочного материала плавится теплом, выделяемым при сгорании горючих газов. Для получения высокой температуры они смешиваются с чистым кислородом в смесителе газовой горелки. Соотношение компонентов можно оперативно изменять регулировкой объемов, подаваемых в смеситель. Это позволяет настраивать оптимальный режим сварки или резки.

У газовой сварки, по сравнению с дуговой, скорость нагревания рабочей зоны меньше. Эту особенность относят к достоинствам при работе с инструментальной сталью, чугуном, цветными металлами. Сварка этих металлов должна проводиться с медленным нагревом и охлаждением. К ним также относятся некоторые марки легированной стали.

Отличительной особенностью газовой сварки является возможность сваривать почти все металлы.

Достоинства и недостатки

К плюсам газовой сварки относят:

низкую цену оборудования;
возможность сварки и резки в полевых условиях;
регулирование мощности пламени в широких пределах;
сварку большинства видов металла и сплавов ― от алюминия до легированных сталей;
плавный нагрев, предотвращающий деформацию деталей и образование трещин.

Недостатки:

Низкий КПД из-за большого рассеивания тепла. По этой же причине технология не рентабельна при сварке заготовок толщиной больше 5 мм из-за перерасхода газа.
Нагрев большой площади прилегающих к шву участков способствует образованию остаточных напряжений в металле.
При соединении внахлест высока вероятность деформации деталей.
Процесс газовой сварки из-за особенностей принципа работы трудно поддается механизации.
Применение легковоспламеняющихся газов связано с высокой взрывопожароопасностью.

Область применения

Газовую сварку металлов применяют для выполнения:

сборки и ремонта изделий из стали толщиной до 5 мм;
монтажа трубопроводов небольшого диаметра;
наплавки твердых сплавов и цветных металлов на сталь и чугун;
монтажа конструкций из тонкостенных труб;
заделки дефектов на отлитых заготовках.

Широкое распространение газопламенная сварка получила в строительстве, сельском хозяйстве, ремонтных мастерских.

Применяемое оборудование

В комплект оборудования для сварки газом входят:

Водяной затвор для предотвращения повреждения элементов оборудования обратным пламенем. Устанавливается между горелкой и источником ацетилена. По мере испарения воду доливают.
Баллоны с кислородом и горючим газом или генератор ацетилена. По правилам техники безопасности газ не должен контактировать с краской. Поэтому верхнюю часть баллонов не окрашивают. Чтобы при контакте ацетилена с медью не произошел взрыв, на баллонах с этим газом должны устанавливаться вентили из другого металла.
Газовая горелка, обычная или инжекторная.
Редукторы для снижения давления газа и кислорода на выходе из баллонов.
Шланги для соединения газовой горелки с баллонами. На шлангах для горючих газов нанесена желтая полоса.

Если газосварочные работы проводятся в разных местах, оборудование устанавливают на тележку с соответствующими креплениями. На предприятиях устраивают стационарные газовые посты с вентиляцией и шкафами для хранения баллонов.

Какие газы используются при сварке

Для того, чтобы газы сгорали с максимальной эффективностью нужен кислород без примесей. В зависимости от степени очистки он бывает:

высшего сорта (концентрация 99,5 %);
2-го (99,2 %);
3-го (98,5 %).

Так как варят газосваркой не в стерильных условиях, следует учитывать, что при контакте кислорода с техническими маслами может произойти самовозгорание. Баллоны должны храниться в помещении, где нет источников открытого огня в месте, куда не попадают солнечные лучи.

Чаще всего в паре с кислородом используют ацетилен, так как его температура горения доходит до 3400⁰C. Его получают из карбида кальция при растворении в воде.

Обратите внимание!

При высоком давлении или температуре ацетилен взрывается. Поэтому, по правилам безопасности установка водяного затвора обязательна.

Второе место с температурой горения до 2800⁰C занимает пропан. Газовые смеси кислорода с метаном, водородом, парами керосина, блаугазом по температуре значительно уступают лидерам. Применяются для работы только с цветными металлами с низкой температурой плавления.

Расходные материалы

Расходными называют сварочные материалы, необходимые для формирования швов. Для заполнения зазоров между соединяемыми деталями используется присадочная проволока. Ее диаметр выбирают в зависимости от толщины заготовок и способа сварки. Если проволоки нужной марки нет, ее можно заменить полоской металла, из которого сделаны детали.

Для защиты расплавленного металла от окисления при контакте с воздухом используют флюс, который создает защитную среду за счет выделения газов при нагреве. Особенно это актуально при сварке меди и алюминия, а также их сплавов. Для углеродистой стали такая защита необязательна. Во все виды флюса в качестве основного компонента входит борная кислота. Составы готовят в виде пасты, порошка, раствора. Флюс наносят на детали или присадочную проволоку.

Технология и способы газовой сварки

Технология газовой сварки подразделяется на два вида:

Газопламенный вид выполняется с образованием сварочной ванночки за счет плавления кромок деталей и присадочной проволоки.
Газопрессовая сварка выполняется без присадочных материалов и флюсов. После расплавления кромок детали плотно сжимаются между собой и удерживаются до остывания шва.

В обоих случаях кромки предварительно очищают от грязи, ржавчины наждачной бумагой или металлической щеткой. Аналогично обрабатывают присадочные материалы.

Техника газовой сварки позволяет накладывать швы независимо от пространственного положения ― от нижних до потолочных. При наложении потолочных швов расплавленный металл удерживают давлением газовой смеси. Для соединения деталей с предварительно отбортованными кромками присадочная проволока не нужна. Чаще всего газовой сваркой заготовки соединяют встык, угловыми и торцевыми швами реже. Скорость нагревания кромок деталей регулируют углом наклона относительно поверхности деталей. Чем больше его величина, тем быстрее нагревается металл.

На практике применяются следующие способы сварки:

Левый используют для работы с металлами толщиной до 3 мм с низкой температурой плавления. Пламя ведут вдоль стыка справа налево. Для лучшего прогрева кромок деталей совершают колебательные поперечные движения мундштуком. При левом способе газовой сварки присадочную проволоку перемещают перед горелкой. Ее диаметр должен быть в 2 раза меньше толщины деталей плюс 1 мм.
Правый применяют для сварки заготовок толщиной более 3 мм с разделанными под углом кромками. Пламя ведут от левого края стыка к правому, присадочную проволоку, опустив конец в сварочную ванну, продвигают вслед за мундштуком. Ее диаметр не должен превышать половины толщины деталей. За счет лучшей защиты сварочной ванны пламенем при правом способе качество швов выше, чем при левом. Кроме этого на 10% сокращается расход газа и на 20% продолжительность процесса.

У сварки пропаном и альтернативными газами есть особенности, учитывать которые новичкам трудно. Поэтому на начальном этапе обучения для начинающих сварщиков лучше использовать стандартную смесь кислорода с ацетиленом. Отработку навыков проводят на разных видах металла.

Недостатки газовой сварки

Недостатки газовой сварки весьма условны, хотя, несомненно, они есть. Это ограничение по толщине свариваемых деталей, большая зона нагрева, громоздкость и опасность применяемого оборудования. Но некоторые виды работ с металлом подразумевают применение именно газовой сварки, и от этого никуда не деться.

Там, где она действительно необходима, преимущества перевешивают любые недостатки. К тому же, есть способы нивелировать минусы и улучшить качество сварного шва. Подробнее о газовой сварке в нашем материале.

Суть технологии газовой сварки

При газовой сварке металл соединяют посредством использования газа, который необходим для получения высокотемпературного пламени. В качестве горючих веществ чаще всего применяют ацетилен и кислород, но не только. При сварке главное «действующее лицо» – пламя. Оно создает нужную температуру и дает возможность плавления различных материалов. У пламени есть три зоны: ядро (это место, где происходит распад ацетилена), зона восстановления (где идет процесс окисления водорода и кислорода) и факел (где газы полностью сгорают).

Существует три вида пламени. Они разделяются в зависимости от количества кислорода и ацетилена в их составе:

При равной подаче двух газов образуется нормальное пламя. Цвет всех трех зон – синий, однако восстановительная зона отличается более ярким оттенком.
При недостатке кислорода возникает науглероживающее пламя, оно имеет ярко-желтый факел.
При нехватке ацетилена появляется окислительное пламя, бледное и излишне короткое.

В ходе работы мастер, наблюдая за цветом и размером пламени, может регулировать подачу газовой смеси или каждого газа в отдельности. Разным типам пламени соответствует своя температура. Обычное ее значение выше +3 000 °С – этого достаточно для плавки/резки различных материалов и изделий.

Как сварка, так и резка металлов газом проводится нормальным пламенем с равным количеством ацетилена и кислорода. При изменении цвета пламени мастер должен провести корректировку настроек подачи газов.

Основные преимущества и недостатки газовой сварки

Основными преимуществами газовой сварки являются:

Отсутствие сложного дорогостоящего оборудования и источника дополнительной энергии. Следовательно, повышается мобильность сварки, ее можно проводить даже в поле. Вспоминая историю создания нефтепроводов с 1926 по 1935 годы, следует отметить, что сварка проходила именно с помощью газовых аппаратов. И сейчас такое оборудование дает возможность работать в труднодоступных регионах, частях зданий и иных сооружений.
Большой диапазон мощности пламени, позволяющий проводить сварку металлов с различными температурами плавления.
Лучшая свариваемость таких металлов, как чугун, латунь, медь и свинец.
Высокое качество швов при правильном выборе вида и мощности пламени, а также присадочной проволоки. С момента подтверждения качества получаемого шва наиболее ответственные участки работ стали доверять именно газоацетиленовой сварке.
Медленный разогрев и последующее остывание изделий.
Возможность легкого изменения температуры пламени мастером, поскольку, меняя угол наклона пламени к заготовке, сварщик тем самым изменяет и температуру. При расположении по нормали температура пламени имеет максимальное значение.
Прочность соединений при газовой сварке выше, чем при электродуговой с использованием низкокачественных электродов.
Возможность проводить не только сварку, но и резку, а также закалку металлов.

К недостаткам газовой сварки можно отнести:

Излишне большую зону нагрева поверхности. Не слишком устойчивые к температурному воздействию элементы изделия, расположенные вблизи зоны сварки, могут деформироваться нагревом.
Низкую производительность при сварке толстых заготовок. Для соединения металлов толщиной 5 мм и более экономически более эффективной является электродуговая сварка.
Невозможность применения газовой сварки для соединения металлов толщиной 3 мм и более внахлест. Причина заключается в возникающем напряжении металла, ведущему к деформации и последующему разрушению шва.

Опасность применения газов из-за образования взрывных смесей (кислород, водород, ацетилен и прочие газовые смеси являются взрывоопасными). Хранение газовых баллонов должно происходить на максимальном удалении от любых органических веществ: жиров, углеводородов и масел. Это обязательное правило техники безопасности. Нарушение ведет к возникновению чрезвычайных ситуаций (взрыва, пожара и пр.).
Медленное нагревание поверхностей и остывание их.
Низкую возможность механизации процесса. Это отличает газовую сварку от электродуговой.
Невозможность легирования наплавляемого металла. А при электродуговой сварке качество швов во многом зависит от обмазки и используемых электродов.
Специалисты не рекомендуют проводить газовую сварку высокоуглеродистых сталей.

Одна из позиций попала одновременно и в преимущества, и в недостатки газовой сварки. Это медленная скорость нагрева и остывания. Такое двоякое состояние продиктовано тем, что существуют металлы, которым просто необходимы мягкие условия сварки, а именно постепенное нагревание, что для них, несомненно, является достоинством. Примерами могут служить ряд инструментальных сталей, а также цветные металлы, которые отлично соединяются посредством газовой сварки.

Повышенные требования к оборудованию и материалам для работы с газовой сваркой

Для проведения газовой сварки требуется наличие определенного оборудования и комплектующих к нему. В его состав входят:

Генератор газа (источник ацетилена).
Емкость с кислородом, который необходим для поддержания горения.
Редуктор (газовый).
Предохранительные клапаны для обеспечения безопасности использования оборудования (комплект).
Шланг специальный, через который подается газ. Стоит отметить, что каждый вид газа должен иметь собственный рукав, конструктивно отличающийся от прочих. Заменить один на другой нельзя.
Газовая горелка.
Припои и флюсы самых разных видов.

Газовое оборудование удобно использовать, когда оно размещается на тележке. Это дает возможность быстро перевозить его с объекта на объект, повышая мобильность.

Газовые горелки существуют двух типов: инжекторные и газовые. Контролю, в ходе пользования газовым типом горелки, подлежат температура, скорость газовой струи и длина пламени. Флюс, под защитой которого будет проводиться сварка, выбирают в зависимости от задач, которые необходимо решить, и характеристик обрабатываемого материала. Проволока применяется в виде припоя, являясь источником материала в ходе сварки. При этом качество шва улучшается, а соединение становится более надежным.

При резке металла на оборудование вместо горелки ставится газовый резак. Дополнительно аппаратура комплектуется слесарными инструментами, которые понадобятся в ходе проведения работ.

Технология проведения сварки требует использования специальной проволоки. Это присадочная проволока или просто присадка, диаметр которой зависит от способа сварки и толщины заготовки. При использовании правого метода сварки диаметр проволоки составляет половину толщины изделия. Левый метод требует прибавления к предыдущему значению единицы.

Марка материала определяет вид присадки – кремнемарганцевой или марганцевой. Присадку выбирают на основании специальных таблиц. Присадочная проволока намотана на катушки и имеет маркировку. Цветные металлы сваривают при помощи полос или присадочных прутков.

Флюсами для газовой сварки являются специально созданные химические вещества, в основе которых лежат кремниевая и борная кислота, а также разные добавки. Форма выпуска флюсов – порошок, паста, раствор. Однако для большего результата смеси делают самостоятельно.

Важные нюансы применения газовой сварки

Существует ряд нюансов проведения газовой сварки различных материалов:

Низкоуглеродистые стали можно сваривать любыми газами. В дополнение нужна стальная проволока (присадочный материал) с небольшим количеством углерода.
Чугуну требуется науглероживающее пламя, которое противодействует появлению частиц белого чугуна, имеющих высокую хрупкость. Они снижают прочность, а также твердость металла.
Легированные стали требуют внимательного отношения к их составу. Для жаропрочных металлов необходима присадочная проволока с хромом и никелем. А присадка с молибденом потребуется для сварки легированных сталей ряда марок.
Медные заготовки соединяются с помощью пламени большой мощности. При этом важно помнить о высокой текучести данного металла. Поэтому зазор между деталями следует делать небольшим. Присадкой в данном случае является медная проволока, а защита обеспечивается флюсом.
Бронзовые детали сваривают, используя восстанавливающее пламя. А присадкой должен быть схожий по составу материал.
Латунные изделия обрабатывают горючим газом с повышенным содержанием кислорода. Это позволяет предотвратить снижение количества олова из материала, который в противном случае улетучивается.

Для изготовления качественных швов всегда следует учитывать состав соединяемых металлов.

Как нивелировать недостатки газовой сварки труб

Сварка с использованием газа по сути представляет собой нагрев краев металла (металлических труб) пламенем и последующее заполнение оставленного между заготовками зазора расплавляющимся присадочным материалом. Горючую смесь выбирают, основываясь на температуре плавления материала заготовок. Толщина стенки деталей определяет толщину стыкового соединения, при этом выпуклость не должна быть больше 3 мм.

При создании системы трубопроводов нельзя допустить оплавления их стенок. В противном случае наплывы станут причиной возникновения сопротивления жидкостям и газам, передвигающимся по трубам.

Качество швов у труб с толщиной стенок 3,5 мм и более увеличивают созданием скосов краев с углом от 35 до 45 градусов. Сварное соединение может создаваться левым и правым способом. При этом важно притуплять остроту кромочной части для предотвращения проникновения внутрь расплавленного материала.

Если же ведется сварка деталей толщиной не более 3 мм, то зазор делается без скоса и на расстояние менее половины стенки трубы.

Существуют следующие виды сварки, которые делятся в зависимости от того, для чего предназначена система трубопроводов:

с использованием прокладного кольца и без скошенных краев;
со вставным кольцом и раструбом;
со скосом и выточкой изнутри.

В работе с трубами, которые будут использованы в дальнейшем для перекачки жидкостей и газов, нельзя применять остающиеся подкладные кольца.

Детали толщиной 5 мм и более соединяют правым способом, а имеющие меньшую толщину – левым. Поворотные трубы сваривают нижним способом. Неповоротные – потолочным или вертикальным швом. При этом сначала работают с нижней частью изделия, а затем переходят к верхней и обрабатывают ее в обратном направлении.

В случаях, когда невозможно поднести газовую горелку к месту сварки, применяют работу с вырезанием козырька. Труднодоступный участок соединяется в первую очередь. По окончании козырек возвращается на место, после чего проводится сварка в остальных местах шва.

Сварку вручную делают в один слой. Шов выполняется шириной не более той, что в 2,5 раза превышает толщину стенки. Сварное соединение не должно включать наплывы и иметь грубые чешуйки.

Выше описанный способ создания сварного соединения позволяет создать шов высокого качества, без прожогов. Он может применяться для сварки труб с тонкими стенками.

Выводы по газовой сварке

В статье мы рассмотрели достоинства и недостатки газовой сварки. Но однозначно ответить на вопрос о том, всегда ли необходим такой вид соединения, нельзя. Ведь для сварки, к примеру, тонкостенных заготовок нет ничего лучше. Кроме того, газовую сварку применяют при ремонте труб. Однако соединение металлических деталей большой толщины таким способом нецелесообразно из-за низкой производительности.

Опять-таки в быту удобнее применять газовую сварку, так как такое оборудование надежно и вполне достаточно для выправления дефектов литья и ремонтно-восстановительных работ. А вот при больших объемах такой вид соединения невыгоден. Поэтому вид сварки выбирают в зависимости от необходимого результата.

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: