Технология газовой сварки стали

Обновлено: 20.09.2024

При газовой сварке расплавление основного и присадочного металла осуществляется в результате использования тепла, которое выделяется при сгорании в атмосфере кислорода горючих газов, паров бензина или керосина в специальных горелках. Регулируя соотношение горючих веществ и кислорода, можно получить различные виды пламени: нормальное (восстановительное), окислительное и науглероживающее, и за счет этого выполнять сварку без дополнительных покрытий или флюсов. Газовую сварку применяют, главным образом, при небольших объемах работ, изготовлении тонкостенных изделий, трубопроводных и сантехнических работах и т.д.

1. Газы для газопламенной обработки, их свойства и условия хранения

Для сварки используют горючие вещества, свойства которых приведены в табл. 1, а возможности их использования при сварке различных материалов — в табл. 2.

Наибольшая температура достигается при сгорании газов в атмосфере кислорода — газообразного 1, 2, 3 сорта согласно ГОСТ 5583-78 и жидкого 1 и 2 сорта по ГОСТ 6331-78.

Таблица 1. Свойства горючих газов, их заменителей, кислорода и условия их хранения

*1 При подогревании смеси.

Таблица 2. Возможность использования различных горючих веществ для газовой сварки материалов

«+», «–», «±» — использование данного горючего газа целесообразно, нецелесообразно и ограничено соответственно.
Для сварки используется осветительный керосин. При работе на тракторном керосине сварочная аппаратура забивается смолистыми веществами.

2. Оборудование и аппаратура для сварки

Основным инструментом газосварщика является сварочная горелка — устройство для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и создания сварочного пламени (табл. 3). Технические характеристики безынжекторных и инжекторных горелок согласно ГОСТ 1077-79 приведены в табл. 4 и 5, сварочных горелок, работающих на газах (заменителях ацетилена), — в табл. 6.

Кроме того, практикуется использование специальных комплектов для сварочных и резательных работ (табл. 7).

Таблица 3. Технические характеристики универсальных ацетилено-кислородных горелок

*1 Горелка типа Г1 — безынжекторные, остальных типов — инжекторные.

*2 Горелка ГС-4 предназначена для подогрева. Конструкция горелки Г2-04 подобна конструкции ранее выпускающимся горелкам Г2-02, «Звездочка», «Малютка».

Таблица 4. Техническая характеристика безынжекторных горелок типа Г1

Таблица 5. Технические характеристики инжекторных горелок

Таблица 6. Технические характеристики горелок сварочных на газах — заменителях ацетилена

*Горелка ГЗУ-3 универсальная; ГЗУ-4 — для сварки чугуна и цветных металлов (кроме меди), а также наплавки, пайки, нагрева; ГД-Д1 — газовоздушная горелка с максимальной температурой нагрева до 700 о С, массой 0,35 кг.

Таблица 7. Газосварочные комплекты

Примечание. В состав комплекта КГС-1-72 входят горелка Г2-04 и резак вставной РГМ-70, комплекта КГС-2А — горелка Г3-03 и резак вставной РГС-70. В оба комплекта входят сменные наконечники, мундштуки и футляр.

Для питания горелок ацетиленом используют как баллонный, так и газ передвижных генераторов (табл. 8). В зависимости от размеров кусков карбида кальция выход ацетилена составляет 210…375 л/ч при времени разложения 5…13 мин.

Таблица 8. Технические характеристики передвижных генераторов ацетилена

В стационарных условиях пользуются специальными газоразборными постами (табл. 9).

Таблица 9. Технические характеристики газоразборных постов

Сварка с использованием флюса выполняется с помощью специального поста УФП-1, который осуществляет подачу в пламя горелки паров флюса БМ-1, при сгорании которых образуется флюсовое вещество — оксид бора.

Пост УФП-1 включает газораздаточные посты ПГУ-5 и ПГК-10, флюсопитатель ФГФ-3, осушитель ацетилена ОАФ-3, экономизатор и рукава. Наибольший расход кислорода и ацетилена — 3,2 м 3 /ч, флюса — 30…100 г на 1 м 3 горючего газа, емкость резервуара флюсопитателя — 5,2 л, масса силикагеля в осушителе — 5,3 кг.

Для мелких работ используют переносные установки, например ПГУ-3 (табл. 10).

Таблица 10. Технические характеристики переносной установки ПГУ-3 для сварки, пайки и резки металлов

К баллону присоединяется редуктор для снижения давления газа до рабочего значения; его тип выбирается в зависимости от заданного расхода газа (табл. 11, 12).

Таблица 11. Характеристики редукторов для малых расходов газа (для сварки горелкой ГС-1 с наконечником 000,00,0)

Таблица 12. Характеристики редукторов для газопламенной обработки

Примечание. Цифра в обозначении типоразмера — наибольшая пропускная способность (м 3 /ч) при наибольшем рабочем давлении. Первая буква — назначение редуктора: Б — баллонный, С — сетевой, Р — рамповый, Ц — центральный (магистральный), У — универсальный высокого давления. Вторая буква — редуцируемый газ: К — кислород, А — ацетилен. П — пропан, В — воздух, М — метан. Третья буква — код числа ступеней редуцирования и способа задачи рабочего давления: О — одноступенчатый с пружинным заданием, З — одноступенчатый со специальным задатчиком, Н — одноступенчатый с заданием рабочего давления от специальных пневмокамер, Д — двухступенчатый.

Газы из баллона подаются к резаку по специальным рукавам(табл. 13.), на их пути после редуктора устанавливают предохранительные устройства для зашиты сварочных постов — постовые затворы (наиболее компактным и надежным из них является ЗСУ-1) и обратные клапаны (табл. 14). Последние используют при работе на газах — заменителях ацетилена АЗС-1, АЗС-3 и для горючих жидкостей ЛКО-1.

Обратные клапаны типа ЛЗС и жидкостные предохранительные затворы — защитные устройства гравитационного действия, они должны устанавливаться строго вертикально, а обратный клапан ЛКО присоединяться к рукоятке керосинореза.

Таблица 13. Рукава для газовой сварки и резки (ГОСТ 9356-75)

Пламегасители (табл. 14) устанавливаются на входных штуцерах рычагов, горелок, напыляющих устройств стационарных машин и установок для газопламенной обработки и служат препятствием для попадания обратного удара пламени в рукав, соединяющий огневую аппаратуру с предохранительным устройством (основным затвором или газовым коллектором газопотребляющего агрегата).

Таблица 14. Технические характеристики предохранительных устройств

3. Материалы и технология сварки сталей

Ниже перечислены основные параметры режима газовой сварки.

Тепловая мощность сварочного пламени определяется расходом ацетилена, который проходит через горелку за один час и регулируется сменными наконечниками горелки; мощность можно подсчитать по формуле: Q_А= А s, где Q_А — расход ацетилена, л/ч; s — толщина металла, мм; А — эмпирический коэффициент: для углеродистых сталей А = 100…130, для меди А = 150…200, для алюминия А = 100…150. Мощность горелки при правом способе сварки выбирают из расчета 120…150 л/час ацетилена, а при левом —100…130 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.
Способ сварки — правый и левый. При правом способе сварку ведут слева направо, пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Этот способ обеспечивает лучшую защиту сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большую глубину провара, замедленное охлаждение металла шва; производительность выше на 20…25 %, а расход газа на 15…20 % меньше. При левом способе сварку ведут справа налево, пламя направляют на еще незаваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При этом сварщик лучше видит свариваемый металл: предварительный подогрев кромок способствует хорошему перемешиванию сварочной ванны. Применяется для сварки тонколистовых и легкоплавких металлов.
Вид пламени зависит от соотношения β = v_O2 : v_{C2 H2}. Для нормального пламени β = 1…1,3; для окислительного пламени β > 1,3; для науглероживающего пламени β < 1,1. Газосварщик устанавливает и регулирует вид пламени на глаз. Нормальным пламенем сваривают большинство сталей, окислительным пользуются при сварке латуни, науглероживающим сваривают чугун.
Марка и диаметр присадочной проволоки. Марка проволоки должна соответствовать составу свариваемого металла; диаметр ее выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При правом способе d = s/2, но не более 6 мм, при левом способе d = s/2 + 1, где s — толщина металла.
Скорость нагрева регулируется сменой угла наклона мундштука к поверхности металла Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона.
Манипулирование концом мундштука горелки — поперечное и продольное; основным является продольное, поперечное движение служит для прогрева кромок основного металла и получения шва необходимой ширины.
Флюс применяется для защиты расплавленного металла от окисления и удаления из него оксидов и вводится различными способами: подсыпают совком, приготавливают пасты и наносят на кромки деталей и присадочную проволоку, вводят непосредственно в сварочное пламя через горелку в порошкообразном или газообразном виде. В качестве флюсов используют борную кислоту, оксиды и соли бария, калия, лития и др.

Газовой сваркой можно выполнять все виды сварных швов во всех пространственных положениях. Параметры подготовки кромок стыковых швов приведены в табл. 15. Технологические рекомендации относительно сварки сталей приведены в табл. 16.

Таблица 15. Подготовка кромок при сварке стыковых швов

Таблица 16. Технологические параметры сварки сталей

Аустенитные хромоникелевые стали сваривают быстро, без подогрева, околошовную зону защищают мокрым асбестом. Сразу после сварки необходимо охлаждение водой или сжатым воздухом.

Качество соединений удовлетворительное при толщине стали до 2 мм. Стали типа Х13 сваривают с местным подогревом до 200… 250 °С (тонкий лист — левым способом, более толстый — только правым).

Примечания. 1. Высокоуглеродистые стали сваривают нормальным или слабонауглероживающим пламенем, остальные стали — нормальным пламенем. 2. Диаметр проволоки при сварке сталей толщиной до 15 мм равен половине толщины стали для правого способа и половине толщины плюс 1 мм — для левого. Сталь толщиной более 15 мм сваривают проволокой диаметром 6…8 мм.

4. Технология сварки чугуна и цветных металлов и сплавов

Несмотря на высокую трудоемкость, низкую производительность и тяжелые условия труда, это весьма эффективный способ сварки чугуна вследствие «мягкого» введения тепловой мощности в основной металл. Области применения этого способа зависят от характера дефектов и требований к качеству наплавленного металла (табл. 17). Присадочным металлом служат чугунные прутки (см. табл. 15, 18) в сочетании с флюсами разных марок (табл. 19). Сварка выполняется нормальным пламенем с предварительным подогревом детали до температуры 650 о С на режиме, приведенном в табл. 20.

Таблица 17. Области применения различных способов сварки чугуна

Примечание. При пайко-сварке основной металл не доводится до расплавления.

Таблица 18. Марка и назначение чугунных прутков

Примечание. Размеры прутков всех марок, мм: диаметр 6…(8…16); длина 350…450.

Таблица 19. Составы флюсов для сварки и пайко-сварки чугуна, %

Примечание. Назначение флюсов: ФСЧ-1 — газовая сварка, ФСЧ-2 — пайко-сварка чугуном, ФПСН-1 — пайко-сварка бескремнистыми латунями, ФПСН-2 — пайко-сварка кремнистыми латунями и сплавом ЛОМНА, МАФ-1 — пайко-сварка чугуном и сплавами на медной основе, БМ-1 — газообразный флюс для газовой сварки.

Таблица 20. Технологические параметры горячей газовой сварки чугуна

Наконечник ацетиленовой горелки:
площадь дефекта, см 2	До 5	5…25	Свыше 25
номер наконечника	5	6	7 и 8
Присадочный пруток:
площадь дефекта, см 2	До 20	20…60	Свыше 60
диаметр прутка, мм	6…8	10…12	14…16
Пламя	Нормальное
Температура предварительного подогрева, общего или частичного	650 о С

Сначала подогревают основной металл вокруг дефекта до светло-красного цвета, затем оплавляют поверхность разделки и ванным способом заполняют ее присадочным металлом, погружая его во флюс.

Охлаждение замедленное: отвести горелку на 50…100 мм, задержать 1…2 мин, потом закрыть деталь асбестом и горячим песком или загрузить ее в печь, нагретую до 650…750 °С и вместе с ней охладить.

При пайке-сварке процесс ведут нормальным пламенем на 4-м и 5-м номере наконечника горелки, не расплавляя основного металла. Присадочным материалом служат стандартные латунные прутки (см. табл. 6), а в качестве флюса применяют марки ФПСН-1, ФПСН-2, МАФ-1. При этом максимальная температура нагрева основного металла должна быть не более 850…950 °С, индикатором ее достижения является расплавление флюса. Кромки засыпают флюсом и облуживают участками, натирая прутком латуни. Затем в горячей зоне пламени расплавляют присадочный металл и заполняют разделку, а горячий металл проковывают.

Медь и ее сплавы сваривают, в основном, ацетилено-кислородным пламенем, газы-заменители используют только для сварки металлов малой толщины. Мощность пламени сварки увеличивают почти вдвое по сравнению с пламенем сварки стали, металлы большой толщины сваривают двумя или тремя горелками одновременно (две из них служат для подогрева) одним слоем с максимальной скоростью во избежание роста зерна и образования пор. Медь и бронзу сваривают нормальным пламенем, а латунь — окислительным для снижения растворения водорода в жидком металле и уменьшения интенсивности испарения цинка.

В качестве присадки используют медную проволоку с 0,2 % фосфора, иногда с 0,15…0,3 % кремния, выступающими в роли раскислителей. При сварке медных сплавов, в состав которых входят активные раскислители (А1, Si, Мn), можно использовать присадку того же состава. В качестве флюса применяют составы на основе буры и борной кислоты. Диаметр присадки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм	1,5	1,5…2,5	2,5…4	4…8	8…15	15
Диаметр присадки, мм	1,5	2	3	4…5	6	8

Медь толщиной до 3 мм сваривают без разделки кромок с зазором до 1 мм. Если металлы большой толщины, то выполняют V-образную разделку с углом 60…70 о , притуплением 1,5 мм и зазором не более 1,5 мм. Пламя горелки направляют под прямым углом к свариваемым деталям, расстояние от ядра до поверхности не более 5…6 мм. Сварку ведут левым способом без остановок. После окончания для получения мелкозернистой пластичной структуры рекомендуется проковка. Изделие из латуни и бронзы рекомендуют после сварки подвергнуть отжигу при температурах 600…700 о С и 500…600 о С соответственно.

Никель и его сплавы сваривают, используя нормальное или слегка восстановительное пламя при расходе ацетилена 120…130 л/мин на 1 мм толщины.

В качестве присадки применяют никелевую проволоку, легированную 3 % марганца. Флюсом служит как чистая бура, так и многокомпонентный флюс (30 % буры, 50 % борной кислоты, 10 % NaCl, 10 % KCl). Сварку нихрома выполняют быстро, без перерывов, мощность пламени 50…70 л/ч на 1 мм толщины в сочетании с многокомпонентным флюсом, приведенным выше. После сварки для увеличения пластичности и вязкости сварного соединения рекомендуется проводить нормализацию при температуре 825…900 о С.

Свинец сваривают нормальным пламенем при расходе ацетилена 50… 100 л/ч. В качестве присадки используют круглые свинцовые прутки или «лапшу», нарезанную из листов длиной не более 400 мм. Диаметр присадки зависит от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм	3	6	8	10…12
Диаметр присадки, мм	0,8…1,2	1,5…2	2,5…3	4…8

Металл толщиной до 4 мм сваривают без разделки и зазора, металл большей толщины разделывают под углом 60…90 о без зазора. В качестве флюса используют смесь стеарина с канифолью, им натирают кромки листов и поверхность присадочных прутков. При толщине листов более 2 мм сварку ведут несколькими слоями левым способом. В многопроходных швах первый шов выполняют без присадки.

Сварка алюминия и его сплавов выполняется после сложной предварительной подготовки (см. в § 4). Сварку ведут нормальным пламенем с расходом ацетилена 100 л/ч на 1 мм толщины металла. Номер наконечника и диаметр присадки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина, мм	1…1,5	2…4	4…6	7…9	10…12	14…16
Номер наконечника	1	2	3	4	5	6
Диаметр присадки, мм	1,5…2	2…3	3…4	4…4,5	4,5…5,5	5…5,5

Сварку чистого алюминия ведут проволокой марки Св-АВ00, сплавов AMг, АМц — проволокой АМГ3, АМГ5, литейных сплавов — проволокой марок СвАК3, СвАК5. В качестве флюса применяют марку АФ-4 а состоящего из хлористых и фтористых солей калия, натрия и лития. Сварку ведут левым способом, металл толщиной до 4 мм сваривают за один проход, более толстый — несколькими проходами с общим или местным предварительным подогревом до 250…300 о С. После сварки остатки флюса удаляют, промывая швы и околошовную зону теплой или слегка подкисленной водой (2 %-ным раствором хромовой кислоты). При заварке дефектов силуминового литья нужен предварительный подогрев до 300 о С и последующий отжиг изделия.

Сварка в защитных газах

Сварка в защитных газах – одна из по-настоящему эффективных технологий обработки металлов. А все потому, что в ходе работы не поступает воздух к точке сваривания, который отрицательно сказывается на дальнейшей прочности заготовки. И это не все плюсы данного способа.

Ниже в статье вас ждет подробное описание самой процедуры, список применяемых защитных газов, практическое руководство по сварке своими руками, включая тонкости техники безопасности. С этой информацией вы станете более профессиональным и продуктивным специалистом.

Суть технологии сварки в защитных газах

Сварка в среде защитных газов (как автоматическая, так и полуавтоматическая) возникла относительно недавно, и в течение последних 25–30 лет происходило ее стремительное развитие. Многие ошибочно полагают, что этот метод используется только для сваривания тонколистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей.

Но на практике посредством такой сварки соединяют и металлические изделия толщиной до 25–30 мм. И самое ценное то, что рабочий процесс можно выполнять в любом пространственном положении.

Дуговая сварка в защитном газе применяется для соединения сложных конструкций с высокими требованиями к выносливости и прочности: в промышленности, для соединения деталей автомобилей, всевозможных трубопроводов и т. д. Она используется для сварки цветных и черных металлов и сплавов на их основе. Наиболее часто применяется для сварки нержавеющей стали, титана, циркония, магния, алюминия и их сплавов. Для каждого металла и сплава используется определенная газовая смесь.

Преимущества и недостатки сварки в защитных газах

Благодаря широкому выбору используемых материалов такая технология стала очень востребована в разных сферах промышленности. Ее основными преимуществами являются:

удобство процесса, так как сварку можно выполнить из любого пространственного положения;
отсутствие флюса и шлака;
высококачественные швы на разных металлах;
возможность наблюдения за сваркой деталей;
простота механизации для увеличения производительности;
умеренные цены.

К недостаткам метода можно отнести:

тепловая и световая радиация дуги;
взрывоопасность газовой аппаратуры;
необходимость остывания горелок;
возможность наблюдения за сваркой деталей;

Виды защитных газов для сварки

Такая технология позволяет выполнять сварные швы как с помощью неплавящихся (чаще всего вольфрамовых), так и плавящихся электродов. При первом варианте сварной шов достигается в результате расплавления кромок детали и при подаче в зону дуги присадочной проволоки. Металл шва появляется в результате расплавления плавящегося электрода при сварке в защитных газах. Существуют три группы защитных газов:

только инертные газы – гелий, аргон;
только активные газы – водород, азот, углекислый газ и др.;
смесь активных и инертных газов из первой и второй групп.

Выбор необходимого типа защитного газа зависит от химического состава свариваемых металлов, технических требований к сварному соединению, необходимых экономических показателей процесса и других подобных факторов.

Для сварки углеродистых сталей плавящимся электродом в защитных газах пользуются смесью углекислого газа и кислородом (до 20 %). Это не только исключает пористость шва, но и обеспечивает его глубокое проплавление, хорошую форму, высокую окислительную способность.
Смесью аргона, углекислого газа (до 20 %) и кислорода (не более 5 %) пользуются для сварки плавящимся электродом легированных и углеродистых сталей. Добавление активного газа стабилизирует дугу, обеспечивает формирование швов и предупреждение пористости.
Смесь 10–25%-ного углекислого газа с аргоном используют для сварки плавящимся электродом в защитных газах. Добавление углекислого газа при сварке углеродистых сталей исключает появление пор, стабилизирует дугу и защищает зону сварки при сквозняках, при сварке тонкостенного металла способствует улучшению формирования шва.
Смесью аргона и кислорода (от 1 до 5 %) пользуются для сваривания низкоуглеродистых и легированных сталей плавящимся электродом. Добавление кислорода к аргону снижает значение критического тока, улучшает форму шва и предупреждает появление пор.
Смесью активных и инертных газов рекомендуется пользоваться и с целью увеличения производительности сварного процесса, металлургической обработки расплавленного металла, изменения формы шва и увеличения глубины проплавления, повышения устойчивости дуги. Во время сварки в газовой смеси становится интенсивнее переход электродного металла в шов.

Необходимое оборудование для сварки в защитных газах

Что касается аппаратуры, то следует отметить, что для сварки в защитных газах в большинстве случаев используются сварочные полуавтоматы. В них скорость подачи присадочной проволоки и параметры дуги определяются благодаря автоматическим элементам. Исполнителю остается только следить за скоростью и передвижением сварочных головок (горелок).

Наиболее предпочтительными для сварки в защитных газах являются комплексы MIG/MAG.

Важную роль при использовании саморегулирующихся сварочных систем играют источники питания. Они должны обладать жесткой электрической характеристикой с пологим падением тока. Форма сварочной горелки может быть как прямой, так и изогнутой. В зависимости от метода можно применять водяное или воздушное охлаждение. Изогнутая форма сопла облегчит проведение сварочных работ в труднодоступных местах.

Режимы сварки в защитных газах

Для операций такого типа чаще всего пользуются полуавтоматическими инверторными агрегатами. Они позволяют выполнить настройку подаваемого напряжения и электричества. Помимо этого, такие агрегаты выполняют функцию базовых источников питания, а их опции и мощность регулировки могут варьироваться в зависимости от используемой модели. При стандартных видах работ (когда не нужно обрабатывать толстостенные сплавы) подойдет обычная аппаратура.

Электроды для сварки в защитных газах

Сварка производится как неплавящимися, так и плавящимися электродами. Неплавящиеся электроды (графитовые, угольные или вольфрамовые) необходимы только для возбуждения и поддержания горения дуги. Чтобы заполнить разделку свариваемых кромок в зоне дуги, необходимо ввести присадочный металл в виде проволоки или прутков. При этом графитовые или угольные электроды используют чаще всего только при работе с легированными сталями, потому что они не смогут обеспечить устойчивое горение дуги, в результате чего сварной шов будет пористый и иметь темный налет.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В основе плавящегося электрода используется сварочная проволока из металла, который по химическому составу близок к свариваемому металлу.

При полуавтоматической сварке в защитных газах используют неплавящиеся электроды и специальные инверторные шланговые сварочные полуавтоматы. Суть выполнения таких работ заключается в передвижении сварочной головки вдоль линии сварного шва одновременно при опоре на присадочную проволоку, имеющую сечение 1-2 мм.

При автоматической сварке в защитных газах могут использоваться как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды. Работы такого типа производятся на специальных автоматах с закрепленной головкой на вращающейся консоли. Тем самым появляется возможность одновременной обработки сразу на нескольких рабочих участках.

Руководство по сварке в защитных газах

Главным отличием от других методов сварки является то, что нахождение дуги происходит в струе защитного газа, вытесняющего окружающую среду. За счет этого исключается взаимодействие расплавленного металла с кислородом и азотом.

1. Подготовка и соединение кромок

Несмотря на ряд достоинств метода, перед началом сварки в среде защитных газов необходимо выполнить подготовку соединяемых деталей.

Во избежание брака, следует последовательно выполнить ряд таких действий:

произвести выравнивание поверхностей;
зачистить и удалить следы коррозии;
убрать заусенцы;
прогреть заготовки.

Методы подготовки кромок под сварку (механические, газовые и т. д.) ничем не отличаются от других видов сварок. Конфигурация кромочных разделок и их геометрические параметры должны быть выполнены в соответствии с техническими требованиями изделия или по ГОСТ 14771-76.

При автоматической или полуавтоматической сварке в защитных газах плавящимся электродом при толщине металла не более 8 мм можно выполнить полностью проваренный шов, даже не используя разделку кромок и не делая зазор между ними. При разделке кромок и зазоре полный провар можно получить при толщине стенки металла до 11 мм. При автоматическом виде сварки производительность изготовления стыковых соединений можно значительно увеличить, используя разделку без скоса кромок.

Для сварки металлических заготовок толщиной до 40 мм необходимо оставить зазор в нижней части стыка между кромками до 10 мм. Чтобы удерживать постоянное значение зазора в зоне сварки, нарушаемое по причине поперечной усадки, в каждом проходе сварки необходимо применить шарнирное закрепление деталей с таким углом раскрытия кромок, который будет соответствовать толщине обрабатываемого металла.

При многослойном выполнении сварки сталей с применением углекислого газа перед выполнением каждого последующего слоя необходимо всю поверхность наложенного слоя тщательно зачистить от шлака и брызг. Чтобы свести к минимуму появление металлических брызг, на поверхность детали из углеродистой стали можно нанести слой с помощью специального аэрозольного препарата типа «Дуга».

Проводить сварку можно даже при непросохшем препарате. Сборка деталей осуществляется при помощи прихваток, скоб, клиньев или струбцин. При сварке в защитных газах делать прихватки лучше всего таким же методом, которым будет выполняться сварка. Перед сваркой прихватки следует осмотреть, а при сваривании переварить.

2. Подбор проволоки и техника ее подачи.

Наиболее значимой характеристикой, на которую следует обращать особое внимание, является прочность металла шва. Здесь подразумевается высококачественное выполнение спайки, отсутствие трещин и пор. Добиться этого можно при помощи добавления следующих химических добавок:

Al – алюминий;
Zr – цирконий;
Mn – марганец;
Si – кремний;
Ti – титан.

Все эти элементы останавливают соединение углерода и кислорода и препятствуют образованию СО (угарного газа). В итоге остается только шлак, который является абсолютно безвредным.

Добавление таких элементов, как Mn и Si, положительно скажется на форме шва и текучести ванны. Оставшиеся элементы увеличат ее вязкость. Такая проволока хорошо подойдет для сваривания труб.

В маркировку электрода включаются следующие параметры:

цифры, обозначающие диаметр в миллиметрах;
индекс «СВ»;
процентное содержание углерода;
буквенное обозначение химического элемента, из которого состоит электрод;
усредненное содержание этого элемента.

Способ подачи электрода будет зависеть от аппарата. При ручном методе сварки в среде защитных газов все операции осуществляются непосредственно специалистом.

При полуавтоматической сварке предполагается автоматическая подача проволоки.

3. Расчет расхода газа.

Посчитать расход газовой смеси за время сварки можно несколькими способами. Необходимо определить тип производства – единичное или массовое. При мелкосерийном изготовлении для определения затрат на газ деталей применяется следующая формула:

N = P × R, где P – расход проволоки в килограммах, а R – коэффициент затрат газа на 1 кг электродов. Значение последнего параметра рекомендуется выбирать из диапазона от 1,15 до 1,3.

Техника безопасности при сварке в защитных газах

Не забывайте, что защитные газы используются только для защиты металла от порчи, но не являются безопасными для самого сварщика. Существует ряд важных правил, которые следует выполнять при выполнении сварки в среде защитных газов:

Обобщенно можно сказать, что любые виды сварочных работ обладают повышенной степенью опасности, поэтому каждому работнику необходимо в первую очередь самому заботиться о защите органов дыхания, зрения и кожи. Даже непродолжительный процесс сварки в личном гараже нельзя производить без маски, термоустойчивых перчаток и респиратора. Только при наличии такой защиты будет уверенность, что выполнение качественной сварки не нанесет вреда вашему здоровью.

Почему следует обращаться именно 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 ими 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 металлов

Газовая сварка и резка используются в быту и в промышленности для соединения деталей металлических конструкций. Это происходит благодаря технологическому процессу, во время которого горючее газовое вещество с содержащимся в нем чистым кислородом под воздействием высокой температуры склеивает края поверхностей, изготовленных из металла. Расстояние между кромками заполняется расплавленным материалом, получаемым из присадочной проволоки. О том, что представляет собой технология газовой сварки металлов, каковы ее преимущества и недостатки, где она применяется и каким образом осуществляется, читайте далее.

Краткое описание технологии газовой сварки металлов

Технология газовой сварки цветных и прочих металлов предполагает нагревание краев свариваемых поверхностей и присадочного материала (электродной части) при помощи высокотемпературного пламени сварочного газа.

Принимая жидкое состояние, металл формирует сварочную ванну – такое название носит область, которая защищена пламенем и за счет газовой среды вытесняет воздух. После медленного остывания и затвердевания расплавленного металла образуется сварочный шов.

Технология газовой сварки и резки металлов заключается в использовании смеси какого-либо горючего газа и чистого кислорода, который играет роль окислителя. Самая высокая температура (от +3200 до +3400 °С) достигается, если сварочный процесс выполняется с применением ацетилена, получаемого в результате химической реакции карбида кальция с обычной водой непосредственно в процессе сварки. Второе место по температурному режиму занимает пропан, температура горения которого может доходить до +2800 C.

Гораздо реже в технологии газовой сварки металлов пользуются:

метаном;
водородом;
парами керосина;
блаугазом.

Для всех альтернативно используемых газов характерна более низкая температура горения в сравнении с ацетиленом, именно поэтому они реже находят применение в процессе выполнения сварочных работ. Альтернативные газы больше подходят для сварки цветных металлов, таких как медь, латунь, бронза и др., имеющих небольшую температуру плавления.

Технология газовой сварки металлов имеет широкое применение как в промышленных масштабах, так и в быту. С ее помощью изготавливают и ремонтируют стальные изделия толщиной от 1 до 3 мм; сваривают емкости и резервуары, имеющие небольшую вместимость, заваривают трещины, вваривают заплаты и т. п.

Не обойтись без сварочных работ и в случае выполнения ремонта литых изделий, изготовленных из чугуна, бронзы, силумина; она необходима для сварки стыков труб с малыми и средними диаметрами; для изготовления предметов из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; газовая сварка используется при изготовлении узлов конструкций из тонкостенных труб; для наплавки латуни на чугунные или стальные детали; для соединения ковкого и высокопрочного чугуна, если применяются присадочные латунные или бронзовые прутки, при низкотемпературной сварке чугуна.

Такая технология подходит для сварки практически всех металлов, которые находят применение в технике. При работе с чугуном, медью, латунью, свинцом целесообразнее прибегать не к дуговой, а к газовой сварке.

Технология газовой сварки тонколистового металла обладает определенными особенностями, лежащими в основе как ее преимуществ, так и недостатков. Именно эти особенности делают ее отличной от электродугового способа соединения элементов деталей и конструкций.

Преимущества и недостатки технологии газовой сварки металлов

p>К неоспоримым достоинствам технологии газовой сварки металлов можно отнести следующее:

Такая технология сварочных работ не предполагает применения сложного оборудования (включая сварочный инвертор или полуавтоматический аппарат).
Не возникает сложностей с приобретением расходных материалов, необходимых для выполнения сварочных работ.
Газосварочные работы (включая газовую сварку труб) не предполагает использования мощного источника энергии, а в ряде случае не возникает необходимости и в специальных защитных средствах.
Еще одним достоинством этого типа сварки является простота регулирования самого сварочного процесса. Благодаря возможности установки необходимой мощности пламени горелки легко контролировать уровень нагрева металла.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Впрочем, для газовой сварки характерно и наличие определенных недостатков:

При выполнении работ по технологии электродуговой сварки металлы нагреваются быстро, в процессе газосварочных работ, наоборот, очень медленно.
Зона тепла, формируемая при использовании газовой горелки, весьма обширна.
Тепло, которое создается за счет газовой горелки, сложно поддается концентрации, оно более рассеянное в сравнении с теплом, получаемым при электродуговом методе.

Газовая сварка металлов является более дорогим способом соединения металлов в сравнении с электродуговой. Кислород и ацетилен, используемые в процессе сварочных работ, по цене существенно превышают стоимость электричества, которое необходимо для того, чтобы приварить однотипные детали.
Поскольку при использовании технологии газовой сварки металлов концентрация тепла невысока, то скорость, с которой соединяются толстые металлические элементы также будет низкой.
Газовую сварку сложно автоматизировать. Механизации поддается только процесс сваривания тонкостенных труб или резервуаров, для выполнения которого применяется многопламенная горелка.

Материалы, используемые при газовой сварке металлов

При выполнении работ по газовой сварке металлов необходимо использовать различные типы газов, выбор которых обуславливается определенными факторами.

Чаще всего газосварочные работы проводятся с использованием кислорода, характеризующегося отсутствием цвета и запаха. Этот газ выступает катализатором, благодаря которому активируются процессы плавления материалов, нуждающиеся в соединении или разрезании.

Хранить и транспортировать кислород необходимо в специальных баллонах, в которых он находится под постоянным давлением. Поскольку при контакте с техническим маслом газ может самопроизвольно воспламениться, возникновение подобных ситуаций следует полностью исключить. Кислородные баллоны хранятся в помещениях, которые хорошо защищены от источников тепла и солнечного света.

Для получения сварочного кислорода используют специальные устройства, позволяющие выделять его из обычного воздуха. Кислород может быть трех типов в соответствии со степенью своей чистоты – высшего (99,5 %), первого (99,2 %) и второго (98,5 %) сортов.

Технология газовой сварки и резки металлов позволяет также выполнять работы с помощью бесцветного газа ацетилен C₂H₂. Однако определенные условия (давление, превышающее 1,5 кг/см 2 и температура более +400 °С) могут спровоцировать его самопроизвольный взрыв. Ацетилен получается в результате взаимодействии карбида кальция и воды.

Среди преимуществ использования ацетилена в процессе газовой сварки металлов следует отметить температуру его горения, позволяющую с легкостью выполнять данный процесс. В то время как при применении более дешевых альтернативных газов (включая водород, метан, пропан, керосиновые пары) добиться получения столь высокой температуры не удастся.

Выполнение газовой сварки металлов невозможно без проволоки и флюса. Эти материалы необходимы для формирования сварочного шва со всеми присущими ему характеристиками. Используемая в сварочном процессе проволока должна быть чистой, существенное значение имеет отсутствие коррозии и остатков краски на ее поверхности. В ряде случаев проволоку можно заменить полоской того же металла, что и свариваемый.

Защитить сварочную ванну от воздействия внешних факторов можно при помощи специального флюса. В этом качестве используют борную кислоту и буру, которыми обрабатывают свариваемую или разрезаемую поверхность, либо используемую в процессе работ проволоку. Во флюсе нет необходимости, если речь идет о соединении углеродистой стали, но технология газовой сварки металлов – алюминия, меди, магния и их сплавов – требует обеспечения подобной защиты.

Оборудование для газовой сварки металлов

Выполнение работ, связанных со свариванием и резкой металлов предполагает, что в процессе будет использоваться определенное оборудование.

Водяной затвор. За счет водяного затвора обеспечивается защита отдельных элементов оборудования (генератора ацетилена, труб) от обратной тяги пламени из горелки.

При проведении работ, связанных со сваркой металлов, затвор должен быть заполнен водой до определенного уровня и располагаться между газовой горелкой и генератором ацетилена.

Баллон, в котором содержится газ. Процесс соединения металлов при помощи сварки предполагает использование баллонов с газом, которые окрашивают в различные цвета, в зависимости от того, каким именно газом они заполнены.

Поскольку газ не должен контактировать с компонентами краски, верхняя часть баллонов не окрашивается. Помимо этого, емкости с ацетиленом не оснащаются медными вентилями, поскольку они могут стать причиной самопроизвольного взрыва газа.

Редуктор. Необходим для того, чтобы снизить давление газа на выходе из баллона.

Редукторы могут быть двух видов – прямого и обратного действия. При выполнении сварочных работ с использованием сжиженного газа необходимы модели с оребрением, предотвращающие вымерзание газа при выходе из баллона.

Специальные шланги. Провести сварочные работы не получится без применения специальных шлангов, при помощи которых передаются газ и горючие жидкости. Используемые при сварке шланги маркируются в соответствии с определенной классификацией. Если давление в процессе работы составляет менее шести атмосфер, то используются шланги, обозначенные красной полосой; подача горючих жидкостей осуществляется через шланги, промаркированные желтым цветом; в случае, если давление достигает двадцати атмосфер, то применяют шланги, промаркированные синей полосой.

Горелка. Смешивают и воспламеняют газы в процессе работы с помощью инжекторных либо безынжекторных горелок.

Для классификации горелок используют их мощность, определяемую в соответствии с количеством газа, который пропускается за единицу времени. В соответствии с этой классификацией горелки могут быть большой, средней, малой и микромалой мощности.

Специальный стол. При проведении газосварочных работ необходимо пользоваться специально оборудованным местом, называемым постом. Он представляет собой стол, у которого имеется поворотная или фиксированная столешница, а также система вытяжной вентиляции и отделения для хранения вспомогательного оборудования, что позволяет существенно облегчить работу сварщика.

Различные техники выполнения газовой сварки металлов

На технику газовой сварки существенное влияние оказывают такие факторы, как специфика свариваемых металлов и сплавов, форма деталей, направление шва и др.

Газовая сварка предназначена, в первую очередь, для соединения чугунных деталей и элементов из цветных металлов, лучше поддающихся этому типу обработки в отличие от электродугового. Наименее эффективна газовая сварка при работе с легированной сталью – низкий коэффициент теплопередачи приводит к тому, что детали коробятся в процессе работы.

Существует несколько методик газовой сварки. Помимо распространенных «правой» и «левой» технологий, используют требующие большого мастерства сварку валиком, применение ванночек и многослойную сварку.

При «правой» газовой сварке металлов мастер двигает пламя газовой горелки в направлении слева направо, присадка в таком случае следует за огненной струей.

При такой технологии газовой сварки металлов пламя направлено на конец проволоки, а шов ровно заполняется расплавленным составом (ровности шва способствует более низкая температура плавления присадки в сравнении с основным материалом).

Чаще всего применяют «левый» способ газовой сварки, при котором движения направлены в обратную сторону. Горелку двигают справа налево, присадку направляют ей навстречу. Такая технология более простая, однако с ее помощью можно сваривать только тонкие листы металла. Но при этом расход присадочной проволоки и горючего газа возрастает.

Весьма трудоемкой является сварка валиком, которая подходит только для работы с листовым материалом. В результате формируется шов в форме валика, с высоким качеством, но при этом без появления шлака, пор и воздушных лакун.

Высокая квалификация мастера необходима для выполнения сварки ванночками. Этот способ предполагает, что присадочная проволока будет укладываться в шов по спирали, проходя сквозь разные участки пламени. При этом каждый новый виток спирали слегка перекрывает тот, что расположен ниже. С помощью такой технологии сварки соединяют листы из низкоуглеродистых сталей.

Многослойная сварка относится к наиболее сложным в технологическом плане методам соединения элементов. В этом случае один слой металла наплавляется на другой, с прогреванием при этом всех нижележащих слоев. В процессе многослойной сварки очень важно контролировать расположение стыков швов разных пластов металла, не допуская, чтобы они располагались друг под другом.

Каждый из названных вариантов газовой сварки предполагает использование разного рода флюсов, предпочтение конкретному их виду зависит от того, с какими материалами работает мастер. Задача флюсов заключается в защите поверхности шва от появления окислов, отрицательно сказывающихся на его качестве.

Почему следует обращаться к нам

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.

Технология сварки газовых труб

Cварка газовых труб проводится по различной технологии: плазменной, газовой, аргоновой, электродуговой. Соединения должны быть качественными, новички до монтажа газопроводов не допускаются, только специалисты с личным клеймом. Процесс регулируется ГОСТ 16037-80 и СНиП III-42-80. Выбор способа сварки зависит от сплава. Для монтажа используют стальной и пластиковый прокат. Для газопроводов бытового назначения традиционно используют металл.

Способы сварки

Технология монтажа зависит от диаметра трубы и толщины стенки:

Газосварку ацетиленом или пропаном используют для труб до 150мм диаметром и стенкой до 6 мм. Стыки до 3 мм толщиной варят без разделки, на остальных предварительно срезают кромки под острым углом для образования прочного соединения.
Аргонодуговая, MIG/MAG сварка применяется для стальных газопроводов.
Электросварку проводят при небольших объемах, число проходок зависит от толщины проката. Для работы используют автоматическое, полуавтоматическое или ручное сварочное оборудование.
Полуавтоматом обычно делают финишный слой, применяют флюсы или защитную атмосферу.
При внутридомовой разводке электросварку применяют в исключительных случаях, обычно используют газовое оборудование.

У каждого из методов есть плюсы и минусы. Многое зависит от свариваемого материала, доступа к трубе на монтируемых участках.

Электродуговое сваривание

При сварке газовых труб электросваркой работы начинают с подготовки кромок. Их выравнивают болгаркой под прямым углом. Заусенцы зачищают напильником. Если стенки толще 3 мм, проводится разделка кромок под углом до 60°. Со стыков удаляют ржавчину, грязь, затем приводят обезжиривание.

Перед проходом шва детали прихватывают в нескольких местах плавящимися электродами в несколько проходов:

тонкие стенки 3 мм варят за один раз;
до 6 мм – в два слоя;
более 6 мм толщиной – в три и более.

Поворотный стык проходят за один прием полностью, для работы применяют специальные вращатели. При затрудненном доступе шов варят фрагментарно, заполняя весь стык расплавленным металлом. Финишный слой делают сплошным, стыки сварочных соединений привариваются внахлест.

Сварка MIG/MAG

Технология Metal Inert/Active Gas предусматривает создание защитной атмосферы над рабочей зоной. Сварка газовых труб методом MIG/MAG применяется для проката из углеродистых сталей, заключается в подаче присадочной проволоки, расплавлением ее воздействия электрической дуги. Защитная атмосфера препятствует окислению расплава. В инверторных полуавтоматах присадочная проволока выполняет функцию токопроводящего электрода. Подача газа регулируется редуктором или расходомерным устройством. Способы сварки:

ручной – сварщик подает присадку в сварочную ванну самостоятельно (самый простой и малозатратный вариант выполнения сварочных работ);
в полуавтоматическом режиме присадка подается через пистолет с регулируемой скоростью (работа с инверторным оборудованием требует определенных навыков, умения контролировать шов);
при использовании автоматов скорость подачи присадочной проволоки фиксированная (применяется дорогостоящее оборудование).

В качестве защитной атмосферы используется углекислый газ, средний расход для тонкостенных труб – 15 л/час. Присадочная проволока подбирается по типу материала трубы.

Аргонодуговой способ

Сваривать газопроводы по технологии TIG (Tungsten Insert Gas) нужно с использованием тугоплавких электродов на основе вольфрама. Он создает электродугу, под воздействием которой:

расплавляются кромки стыкового соединения (при работе на тонкостенных трубах и прокате из ст.10, ст.20);
расплав образуется разогревом присадочной проволоки.

При сварке магистральных трубопроводов пользуются выпрямителями или инверторами. Облако защитного газа создается над всей рабочей поверхностью, аргон ионизируется при обратной полярности.

Сила рабочего тока зависит от химического состава сплава, толщины проката. Возможные значения от 150 до 500 А. По ампераж подбирают диаметр электрода.

Газовая сварка

Суть метода в расплавлении металла под воздействием пламени. Газосварка применяется для монтажа трубного проката с толщиной стенки свыше 3,5 мм. Ацетиленом или другим горючим газом создается температура до 3000°С. Тонкостенный прокат варят с использованием защитных флюсов, они предохраняют трубу от прожогов.

В рабочую зону присадочная проволока подается перед горелкой, она образует ванну расплава, формирует катет шва. Наплавочный валик формируют движениями горелки, направлением пламени. Прочные соединения получаются только при равномерном разогреве стенок и присадки, важно избегать непроваров, чтобы не было утечек газа.

Когда доступ к стыку затруднен, используют операционный шов. В доступных местах делают поворотные соединения. При монтаже труб внахлест, если требуется перейти с одного диаметра на другой, место соединения наплавляют в несколько проходок, чтобы образовался сглаживающий слой. Качество швов при ацетиленовой сварке хуже, чем при MIG/MAG или TIG, качественные соединения по силам только опытным сварщикам. У начинающих возможны прожоги и непровары.

Особенности проведения сварочных работ в квартире

Для сварки трубопровода низкого давления небольшого диаметра традиционно применяют электродуговую ручную или полуавтоматическую сварку. При стыке участков разного диаметра нужны переходники, без них надежность газопровода снижается.

Перед сваркой газовых труб в квартире проверяют, перекрыт ли газ. Если требуется демонтаж участка, используют резак. При переносе трубы стык заглушают, наваривая пятак из металла. Основные этапы проведения работ:

производится продувка монтируемого участка, чтобы удалить остатки природного газа;
резаком демонтируется заменяемый участок;
кромки стыка зачищаются, обезжириваются;
после сварки магистраль заполняется;
каждый стык проверяется в тестовом режиме на герметичность (на шов наносится мыльная смесь, если появились пузырьки, есть утечка).

К газоходам предъявляются особые требования, самостоятельный монтаж или демонтаж газопроводов запрещен.

Работы по магистральной разводке проводятся с разрешения газоснабжающей организации после утверждения проекта. Обязательно предусматривается врезка запорной арматуры – специальных кранов, перекрывающих подачу газа.

В многоквартирных домах работы проводятся под контролем газовой службы, в частных домах владельцы могут монтировать трубы самостоятельно, но придерживаясь требований СНиП.

Стыковое соединение труб по силам опытным сварщикам. От герметичности газопроводов зависит пожарная безопасность здания. Даже при небольшом дефекте возможны утечки, поэтому контроль соединений проводится в обязательном порядке.

Читайте также: