Тонкая работа
После своего триумфального появления на рынке газовая сварка еще долгое время была одной из самых популярных технологий соединения металла. Целый ряд преимуществ закрепили за этой технологией почетное место в технологических процессах многих производственных компаний.
Самым «вкусным» плюсом всегда была цена газосварочного оборудования: оно не так дорого, как, скажем, станок для лазерной сварки, и весь комплект может состоять из небольшого набора автономных элементов. Высокая транспортабельность оборудования позволила промышленникам работать с газопламенной сваркой даже в самой глухой тайге. Вы скажете, что там нечего сваривать? Совсем, наоборот. Прокладка нефтепровода или газовых труб велась и до сих пор иногда ведется с использованием именно этого оборудования.
И даже если все производство находится в центре мегаполиса, мобильность аппаратуры тоже может пригодиться: благодаря этому свойству один комплект оборудования можно быстро перенести с первого на тридцатый этаж без привлечения дополнительных погрузочных устройств.
Другим положительным свойством стоит считать и вариабельность газового пламени: для одного материала его мощность можно увеличить, а для другого — поставить поменьше. Это позволяет качественно сваривать многие металлы, от чугуна до меди и от свинца до латуни.
Наконец, с помощью газовой горелки можно не только сваривать, но и резать, закалять и разогревать металлы. Прошлой зимой этим свойством воспользовались даже некоторые автолюбители, чья машина отказывалась заводиться. Для нежных пластиковых иномарок такой подход, конечно, оказался слишком агрессивным, а вот отчаянные обладатели суровых отечественных железных коней были не прочь полазить под днищем своей любимицы с поставленной на минимум газовой горелкой. Медленный нагрев, большая зона воздействия тепла и долгое остывание материала в этом случае сыграли автовладельцам на руку. Но, увы, в промышленности ситуация часто требует обратного.
Обширное термическое воздействие приводит к разогреву не только сварочной ванны, но и прилегающих поверхностей, что ведет к их деформации и ограничивает использование газопламенной сварки для ремонта в стесненных условиях, или тогда, когда пластиковые или резиновые элементы слишком близко прилегают к металлу.
Широкая зона прогрева также сужает спектр возможных форм сварных соединений. Идеальными при газовой сварке получаются только простые стыковые швы, а все остальное — только при большой необходимости, потому что деформация металла в углах и в тавровых соединениях может испортить всю деталь.
О падении производительности с увеличением толщины металла мы уже упоминали. Производители говорят, что их аппаратура может соединять листы стали толщиной до 40мм, но это лукавство: уже при 5-10мм использование газопламенной сварки экономически не выгодно. Однако неприятности могут возникнуть и при сварке трехмиллиметровых листов, если они соединяются внахлест. В этом случае внутреннее напряжение, возникающее в металле, делает сварной шов непрочным, и он может разрушиться под действием механической нагрузки.

Кислородный коктейль
В процессе газовой сварки любого типа обязательно участвует кислород. В «сотрудничестве» с горючим газом он обеспечивает ту самую температуру, которая нужна для превращения твердого металла в вязкую жидкость.
Того кислорода, который находится в воздухе, для интенсивного горения газов недостаточно — в чистом O2 они дают куда более высокую температуру. А значит, для получения наивысшей температуры пламени необходимо добиться максимальной чистоты окисляющего газа. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород трех сортов. Первый сорт характеризуется чистотой не ниже 99,7% по объему, второй сорт — не ниже 99,5%, а третий сорт — не ниже 99,2%. Самый «грязный» кислород, который используется в промышленных целях, должен иметь в своем составе не меньше 98,5% чистого элемента. Остальной объем заполняют азот и аргон. Низкопроцентный ресурс намного дешевле, но любителям экономить на всем стоит быть осторожнее: при снижении чистоты на 1% качество сварного шва стремительно снижается, да и расход кислорода увеличивается на 1,5%.
Сократить затраты можно за счет горючего газа, но и здесь специалисты предпочитают не экспериментировать: проверенный ацетилен хорошо показал себя в соотношении цена-качество.
Высокая температура пламени и выделение большого количества тепла при сгорании обеспечили ему почетное место самого распространенного горючего газа для газопламенной сварки. За названием «ацетилен» кроется органическое соединение НС2Н2 — бесцветный газ с неприятным запахом, похожим на запах сероводорода.
Получают ацетилен с помощью ацетиленового генератора, который заставляет взаимодействовать карбид кальция и воду. Техника безопасности при работе с этими материалами должна быть отлажена идеально. И ацетилен, и карбид кальция взрывоопасны. И если газ взорвется только при достижении температуры 480-500°С при давлении 0,14—0,16 Мпа, то мелкий карбид кальция может взорваться без дополнительных катализаторов.
В последнее время ацетилен все чаще заменяется на метилацетилен-алленовую фракцию (МАФ). Она является полным эквивалентом ацетилена и может свободно применяться в тех же процессах, что и сам ацетилен. По параметрам горения МАФ близок к ацетилену, но втрое дешевле и занимает гораздо меньший объем. Стандартный баллон с этим веществом вместит в себя 21 кг, тогда как ацетилена туда поместится не более 5,5 кг. Температура пламени МАФ чуть ниже, чем у ацетилена, однако, теплотворная способность фракции выше. Добавим к этому Л способность МАФ выше. Технология применения газа МАФ такая же, как и при использовании нетоксичность и безопасность и получим очень перспективное вещество, которое в скором времени может вытеснить обыкновенный ацетилен с позиций лидера.

Горячий комплект
Ключевым элементом полного комплекта оборудования для газопламенной сварки является горелка. Большое распространение получила инжекторная горелка, работа которой основана на подсосе горючего газа, давлением от 0,01 Мпа (это ниже минимальных давлений ацетиленовых генераторов). А давление кислорода должно быть на уровне 0,15—0,5 МПа.
Безинжекторные горелки работают на горючем газе и кислороде среднего давления, причем давление кислорода и ацетилена должно быть примерно равным и находиться в диапазоне от 0,01 до 0,1 Мпа. Поэтому для выравнивания этих показателей в систему внедряют регулятор рабочих давлений двух газов.
Квалификация сварщика, работающего с оборудованием подобного типа должна быть достаточно высока, поскольку качество шва зависим и от того, как наклонено пламя к поверхности металла. Максимальная интенсивность достигается при нормальном наклоне, но с уменьшением угла наклона, температура распределяется по большей площади, что позволяет сварщику самостоятельно регулировать тепловое воздействие на металл: делать пламя более мягким или жестким в зависимости от свойств металла. Словом, какой бы удобной ни была горелка, и каким бы качественным ни было дополнительное сварочное оборудование, руки мастера — это самый важный элемент во всем процессе газовой сварки.

"Промышленные страницы Сибири" №6 (54) июль 2011 г.

скачать pdf

P>Сегодня сегмент газосварочного оборудования постепенно теряет свои позиции под давлением других технологий соединения материалов, в частности, дуговой. Но говорить о полном замещении ни в коем случае нельзя — современный рынок будет обеспечивать спрос на газовую сварку еще в течение долгих лет.
Специфика получения тепла по технологии газовой сварки заключается в соединении кислорода с горючим газом, например, ацетиленом, водородом, пропаном, бутанов или им подобными. Тепло, которое выделяется при воспламенении этой смеси, расплавляет свариваемые поверхности и присадочные материалы, соединяя их в сварочной ванне.
Интересно, что пламя газовой горелки оказывает не только тепловое, но и химическое воздействие на поверхности материала. Оно состоит в окислении или науглероживании металла, а также в насыщении свариваемого вещества водородом. Тип возможного воздействия целиком и полностью определяется пропорцией кислорода и горючего газа в составе пламени. Так, его переизбыток дает окислительное пламя, а недостаток — восстановительное. Реакция такого пламени индивидуальна для каждого сплава, и опытные специалисты стараются избегать крайностей, но случаются ситуации, когда отклонение от нормы необходимо. Например, при науглероживании стали.
Область применения газовой сварки достаточно сложна для описания: сварка газовым пламенем имеет немного технологических ограничений — есть лишь рекомендации по наиболее эффективному использованию. В частности, к таковым относятся те области промышленности, в которых многое связано с тонколистовым металлом. Это самолетостроение, аппаратостроение, производство легковых и грузовых машин и ремонт авто-мототехники. Нередко можно встретить аппарат для газовой сварки и в коммунальной сфере: там он используется для соединения труб.
Конечно, никто не возбраняет за использование газопламенной резки в других сферах, однако, надо понимать, что производительность аппаратов обратно пропорциональна толщине металла — и только на толщинах от 1 до 3 мм это оборудование сможет работать эффективно.
Газовая сварка пригодна не только для соединения металлов — ее можно привлечь и к соединению различных полимеров. Только в этом случае пламя горелки будет закрыто, и поверхности сплавляемого пластика будут разогреваться до жидкого состояния с помощью немного другой горелки.

Тонкая работа
После своего триумфального появления на рынке газовая сварка еще долгое время была одной из самых популярных технологий соединения металла. Целый ряд преимуществ закрепили за этой технологией почетное место в технологических процессах многих производственных компаний.
Самым «вкусным» плюсом всегда была цена газосварочного оборудования: оно не так дорого, как, скажем, станок для лазерной сварки, и весь комплект может состоять из небольшого набора автономных элементов. Высокая транспортабельность оборудования позволила промышленникам работать с газопламенной сваркой даже в самой глухой тайге. Вы скажете, что там нечего сваривать? Совсем, наоборот. Прокладка нефтепровода или газовых труб велась и до сих пор иногда ведется с использованием именно этого оборудования.
И даже если все производство находится в центре мегаполиса, мобильность аппаратуры тоже может пригодиться: благодаря этому свойству один комплект оборудования можно быстро перенести с первого на тридцатый этаж без привлечения дополнительных погрузочных устройств.
Другим положительным свойством стоит считать и вариабельность газового пламени: для одного материала его мощность можно увеличить, а для другого — поставить поменьше. Это позволяет качественно сваривать многие металлы, от чугуна до меди и от свинца до латуни.
Наконец, с помощью газовой горелки можно не только сваривать, но и резать, закалять и разогревать металлы. Прошлой зимой этим свойством воспользовались даже некоторые автолюбители, чья машина отказывалась заводиться. Для нежных пластиковых иномарок такой подход, конечно, оказался слишком агрессивным, а вот отчаянные обладатели суровых отечественных железных коней были не прочь полазить под днищем своей любимицы с поставленной на минимум газовой горелкой. Медленный нагрев, большая зона воздействия тепла и долгое остывание материала в этом случае сыграли автовладельцам на руку. Но, увы, в промышленности ситуация часто требует обратного.
Обширное термическое воздействие приводит к разогреву не только сварочной ванны, но и прилегающих поверхностей, что ведет к их деформации и ограничивает использование газопламенной сварки для ремонта в стесненных условиях, или тогда, когда пластиковые или резиновые элементы слишком близко прилегают к металлу.
Широкая зона прогрева также сужает спектр возможных форм сварных соединений. Идеальными при газовой сварке получаются только простые стыковые швы, а все остальное — только при большой необходимости, потому что деформация металла в углах и в тавровых соединениях может испортить всю деталь.
О падении производительности с увеличением толщины металла мы уже упоминали. Производители говорят, что их аппаратура может соединять листы стали толщиной до 40мм, но это лукавство: уже при 5-10мм использование газопламенной сварки экономически не выгодно. Однако неприятности могут возникнуть и при сварке трехмиллиметровых листов, если они соединяются внахлест. В этом случае внутреннее напряжение, возникающее в металле, делает сварной шов непрочным, и он может разрушиться под действием механической нагрузки.

Кислородный коктейль
В процессе газовой сварки любого типа обязательно участвует кислород. В «сотрудничестве» с горючим газом он обеспечивает ту самую температуру, которая нужна для превращения твердого металла в вязкую жидкость.
Того кислорода, который находится в воздухе, для интенсивного горения газов недостаточно — в чистом O2 они дают куда более высокую температуру. А значит, для получения наивысшей температуры пламени необходимо добиться максимальной чистоты окисляющего газа. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород трех сортов. Первый сорт характеризуется чистотой не ниже 99,7% по объему, второй сорт — не ниже 99,5%, а третий сорт — не ниже 99,2%. Самый «грязный» кислород, который используется в промышленных целях, должен иметь в своем составе не меньше 98,5% чистого элемента. Остальной объем заполняют азот и аргон. Низкопроцентный ресурс намного дешевле, но любителям экономить на всем стоит быть осторожнее: при снижении чистоты на 1% качество сварного шва стремительно снижается, да и расход кислорода увеличивается на 1,5%.
Сократить затраты можно за счет горючего газа, но и здесь специалисты предпочитают не экспериментировать: проверенный ацетилен хорошо показал себя в соотношении цена-качество.
Высокая температура пламени и выделение большого количества тепла при сгорании обеспечили ему почетное место самого распространенного горючего газа для газопламенной сварки. За названием «ацетилен» кроется органическое соединение НС2Н2 — бесцветный газ с неприятным запахом, похожим на запах сероводорода.
Получают ацетилен с помощью ацетиленового генератора, который заставляет взаимодействовать карбид кальция и воду. Техника безопасности при работе с этими материалами должна быть отлажена идеально. И ацетилен, и карбид кальция взрывоопасны. И если газ взорвется только при достижении температуры 480-500°С при давлении 0,14—0,16 Мпа, то мелкий карбид кальция может взорваться без дополнительных катализаторов.
В последнее время ацетилен все чаще заменяется на метилацетилен-алленовую фракцию (МАФ). Она является полным эквивалентом ацетилена и может свободно применяться в тех же процессах, что и сам ацетилен. По параметрам горения МАФ близок к ацетилену, но втрое дешевле и занимает гораздо меньший объем. Стандартный баллон с этим веществом вместит в себя 21 кг, тогда как ацетилена туда поместится не более 5,5 кг. Температура пламени МАФ чуть ниже, чем у ацетилена, однако, теплотворная способность фракции выше. Добавим к этому Л способность МАФ выше. Технология применения газа МАФ такая же, как и при использовании нетоксичность и безопасность и получим очень перспективное вещество, которое в скором времени может вытеснить обыкновенный ацетилен с позиций лидера.

Горячий комплект
Ключевым элементом полного комплекта оборудования для газопламенной сварки является горелка. Большое распространение получила инжекторная горелка, работа которой основана на подсосе горючего газа, давлением от 0,01 Мпа (это ниже минимальных давлений ацетиленовых генераторов). А давление кислорода должно быть на уровне 0,15—0,5 МПа.
Безинжекторные горелки работают на горючем газе и кислороде среднего давления, причем давление кислорода и ацетилена должно быть примерно равным и находиться в диапазоне от 0,01 до 0,1 Мпа. Поэтому для выравнивания этих показателей в систему внедряют регулятор рабочих давлений двух газов.
Квалификация сварщика, работающего с оборудованием подобного типа должна быть достаточно высока, поскольку качество шва зависим и от того, как наклонено пламя к поверхности металла. Максимальная интенсивность достигается при нормальном наклоне, но с уменьшением угла наклона, температура распределяется по большей площади, что позволяет сварщику самостоятельно регулировать тепловое воздействие на металл: делать пламя более мягким или жестким в зависимости от свойств металла. Словом, какой бы удобной ни была горелка, и каким бы качественным ни было дополнительное сварочное оборудование, руки мастера — это самый важный элемент во всем процессе газовой сварки.

"Промышленные страницы Сибири" №6 (54) июль 2011 г.

скачать pdf

Антон Полевой.