Газовая сварка – что это такое, особенности технологии

Соединение металлических заготовок посредством расплавления их кромок или припоя в среде горящего газа, пожалуй, самый универсальный способ варки. Однако чтобы в идеале применять его на практике, нужно знать некоторые технические нюансы. Разберем, что собой представляет газовая сварка, каковы особенности технологии, в чем заключаются ее плюсы и минусы и где она применяется, какие материалы и оборудование требуются для нее, а также какие варианты техники доступны в быту.

Газовая сварка – что это такое, особенности технологии

Расплавление и соединение контактирующих мест металлических заготовок в среде горящих газов называется газосваркой. Как в электродуговой технологии используется электрическая дуга, так в данном методе пламя. При этом для создания высокотемпературной плазмы берется специальный горючий газ.

В сопле горелки он смешивается с мощным окислителем – кислородом – и после поджигания производит пламя заданной температуры. Оба газа подаются из баллонов под давлением.

Суть технологии сводится к следующему:

1. Из сопла горелки в рабочую область подается пламя.
2. Кромки заготовок начинаются плавиться.
3. При необходимости в зону плавления вносится присадочный стержень, который также переходит в жидкую фазу.
4. Далее расплавленное вещество перемешивается, формирую общий шов.
5. После отведения пламени металл застывает, заготовки соединяются в единую конструкцию.

Начинающему осваивать газосварку следует запомнить, что нагрев рабочей зоны в данном методе происходит длительно. Поэтому варить ей можно практически любые сплавы, в том числе требующие аккуратного подхода к нагреву и охлаждению. Например, к ним относятся – цветмет, чугун, легированные и инструментальные стали.

На заметку! Максимальную температуру пламени обеспечивает ацетилен. Сжигание других газов дает несколько меньший уровень нагрева. Это требует внесения корректировок в технику варки.

Плюсы и минусы, применение

Достоинства газосварки проявляются, прежде всего, в мягком прогреве металлической структуры. Это предупреждает деформацию заготовок, что особенно актуально для чувствительных к такому воздействию сплавов. Помимо этого, имеется еще ряд преимуществ газовой сварки перед другими способами:

• Нет необходимости в применении специального оборудования – такого как, полуавтомата или инвертора.
• Доступность расходников и приспособлений.
• Независимость от мощных источников электропитания, что дает возможность применения вдали от электросети.
• Простота технологии, возможность выполнения начинающими.

• Возможность контроля и наблюдения за процессом.
• Лучший способ варки медных, латунных и чугунных изделий.
• Выбор температурного режима в широком диапазоне значений.
• Формирование прочных и долговечных трубопроводных швов – при правильно подборе присадки и характеристик плазмы.
• В некоторых случаях можно обойтись без средств индивидуальной защиты.
• Возможность применения различных способов металлообработки – варки, резки, калки, пайки и проч.
• Низкая себестоимость технологии.

Недостатки газовой сварки перед другими способами соединения выражаются в следующем:

• Минимальная производительность – ввиду необходимости длительного прогрева рабочей области.
• Обширное распространение тепловой зоны – что может негативно сказаться как на самой заготовке, так и на рядом расположенных термически не устойчивых ее частях.
• Невозможность применения техники «внахлест» – из-за роста напряжения в структуре и последующего разрушения шва.
• Практическая неприменимость технологии для изделий толщиной свыше 5 мм.
• Длительное остывание конструкции по завершении процедуры.

• Невозможность автоматизации процесса.
• Риск пожара и взрыва при работе с потенциально опасными компонентами – газовыми баллонами, горючими газами и открытым пламенем.

Справка! Благодаря большому ряду преимуществ газовая сварка применяется практически во всех случаях, когда при подходящих условиях требуется выполнить соединение металлов. Это и строительство, и ремонт, и обустройство инженерных систем.

Оборудование и материалы

Для варки металлов в газовой среде обязательны следующие приспособления:

• Баллоны. Отдельные емкости с кислородом и каким-нибудь горючим газом. Чаще всего применяется ацетилен, поэтому нередко вместо баллона берется генератор, из которого он производится реакцией карбида с водой.
• Водяной затвор. Специальная емкость с водой. Ее задача – не пропустить проникновение пламени к ацетиленовому генератору. Узел расположен в схеме между горелкой и газовым патрубком.
• Редуктор. Контролирует и не допускает подъем давления выше безопасного уровня.
• Горелка. Смешивает газы и производит пламя.
• Шланги. Соединяют баллоны и генератор с горелкой.

• Пост. Представляет собой особым образом организованное рабочее место – стол, тумбочки, инструмент, вытяжка и проч. Особенно важно грамотно подойти к его обустройству начинающему мастеру, так как при правильном подходе сварка газом во многом упрощается.

Для осуществления технологии применяются следующие газы и расходные материалы:

• Кислород.

Выполняет функцию окислителя горючих газов. Относится к обязательным компонентам газовой смеси. Поставляется в баллонах с точно заданным давлением.

Изготавливается путем сжатия обычного воздуха и дальнейшего отделения от примесей, преимущественно углекислого газа. Поэтому в зависимости от содержания главного компонента подразделяется на 3 сорта:

1. Высший – 99,5 %.
2. 1-ый – 99,2 %.
3. 2-ой – 98,5 %.

Эксплуатироваться и храниться кислородный баллон должен в соответствии с правилами техники безопасности.

• Ацетилен.

Наиболее часто применяемый горючий газ. Применяется для сварки и резки. На месте может поступать как из баллона, так и с генератора. Уникальность ацетилена заключается в максимальном нагреве пламени – в сравнении с другими используемыми газами.

Недостаток проявляется в необходимости строгого соблюдения условий эксплуатации. Так, давление подаваемого из баллона газа не должно превышать 1,5 кг/см², а температура 400 ℃ – иначе произойдет взрыв.

• Другие горючие газы.

Главный недостаток газовой сварки на ацетилене – высокая стоимость. Поэтому его нередко заменяют другими газовыми или паровыми субстанциями:

1. Водород.
2. Пропан.
3. Метан.
4. Керосин в виде пара.

Нагрев пламени на этих видах сырья достигает 2,4-2,8 тыс. ℃, в то же время ацетилен развивает – 3,15 тыс. ℃.

• Присадка, флюс.

Для правильного формирования шва применяется присадочная проволока либо флюс. К первой применяются следующие требования:

1. Поверхность не должна быть окрашенной или вымоченной в масле.
2. Металл должен быть чистым, без признаков коррозии.
3. Температура плавления должна быть равна или ниже аналогичного показателя свариваемых заготовок.

Флюс подается в зону стыковки в виде порошка, пасты или раствора. Применяется он преимущественно для легкоплавких цветных металлов.

Обратите внимание! Если в качестве горючего газа применяется не ацетилен, а его заменители, присадочная проволока должна содержать кремний и марганец. Эти элементы позволят эффективнее раскислить металл в сварной зоне.

Варианты техники

В технике газовой сварки есть 2-е схемы:

• Правая.

Применяется для заготовок от 3 мм. При этом сплавы должны обладать достаточной степенью теплопроводности. Суть метода сводится к тому, что термообработка стыка ведется от левого края к правому.

Плюсы способа:

1. Формирование качественного шва.
2. Экономия газов до 10 %.
3. Увеличение скорости до 20 %.

Проволочную присадку направляют за движением мундштука по сварочной ванне. При этом в поперечнике она должна быть не больше половины толщины заготовок, но не более 8 мм.

• Левая.

Отличается от выше приведенной техники тем, что пламя движется наоборот – от правого края к левому. При этом проволока продвигается впереди горелки.

Применяется для заготовок толщиной не более 3 мм из легкоплавких сплавов. Левый способ на практике используется чаще – ввиду того, что сварщику лучше виден процесс, а прогрев металла сильнее.

Газовая сварка – метод соединения металлических заготовок путем расплавления и последующего соединения их взаимодействующих краев в среде горящего газа. Главные плюсы технологии сводятся к отсутствию в схеме сложного оборудования, энергонезависимости, доступности оборудования и расходников, качеству шва.

Минусы проявляются в низкой производительности, возможности варки заготовок толщиной только до 5 мм, длительному остыванию, потенциальной опасности. Для проведения газосварки применяется такой ряд оборудования:

• Баллоны.
• Редуктор.
• Водный затвор.
• Горелка.
• Шланги.
• Пост.

Необходимые материалы – кислород, ацетилен или его аналоги, присадка и флюс. Чтобы правильно варить газосваркой, нужно соблюдать технологию и применять подходящий способ – правый или левый.