Газове зварювання

Газове зварювання використовується для нагріву металу високотемпературним полум`ям, що утворюється в результаті згоряння газу ацетилену в суміші з киснем. У деяких випадках замість ацетилену можуть використовуватися його замінники: пропан-бутан, метан, пари бензину або гасу, МАФ (метилацетилен-алленова фракція). Останнім часом збільшується обсяг використання в якості пального газу водню, одержуваного електролізом води.

Малюнок. Газове зварювання, схема процесу

Горючий газ з балона або спеціального газового генератора надходить в зварювальну пальник. З балона в пальник надходить кисень. У пальнику вони змішуються в певному співвідношенні і на виході з сопла підпалюються. Полум`я розплавляє кромки зварюваного вироби, присадочний приплив, а також виконує функції захисту розплавленого металу від атмосфери. Регулювання витрати кисню і пального газу здійснюється відповідними вентилями.

Будова полум`я при газовому зварюванні

У своєму перетині полум`я складається з трьох зон (див. Малюнок нижче):

• ядро полум`я (А),
• відновна зона (Б),
• факел полум`я (В).

Малюнок. Будова газового полум`я та розподіл температур по його перетину

Максимальне значення температури полум`я має після ядра, в відновлювальної зоні. У зв`язку з цим саме в цій зоні повинні знаходитися присадний пруток і розплавляють кромки металу. При використанні замість ацетилену інших горючих газів температура полум`я знижується. Температура полум`я залежить також від пропорції, в якій змішуються кисень і горючий газ.

Технологія газового зварювання

Основними параметрами режиму газового зварювання є потужність полум`я, кут нахилу пальника і діаметр присадочного прутка. Потужність полум`я залежить від товщини металу і його теплофізичних властивостей. Чим більше товщина металу і вище температура плавлення і теплопровідність, тим більше повинна бути потужність полум`я. Потужність полум`я встановлюється витратою пального газу і кисню. При зварюванні стали і чавуну витрата ацетилену Va пов`язаний з товщиною delta- наступним співвідношенням:

Va = (100-150) delta- л / год

При зварюванні міді, внаслідок її більш високої теплопровідності:

Va = (150-200) delta- л / год

Кут нахилу мундштука пальника по відношенню до площини вироби також залежить від товщини і теплофізичних властивостей металу. Зі зміною товщини стали від 1 до 15 мм кут нахилу мундштука змінюється в межах 10-80 °.

Таблиця. Зміна кута нахилу мундштука при газовій зварці в залежності від товщини стали

У початковий момент зварювання для кращого прогріву металу і швидкого освіти зварювальної ванни кут нахилу встановлюють найбільшим (80-90 °). Потім він зменшується.

Діаметр присадочного прутка вибирають в залежності від товщини металу, користуючись співвідношенням:

d = delta- / 2 ÷ delta- / 2 + 1 мм

Залежно від техніки виконання зварювання розрізняють правий і лівий способи.

Малюнок. Правий (А) і лівий (Б) способи газового зварювання

При правому способі газового зварювання полум`я зварювального пальника направлено на шов, і процес зварювання ведеться зліва направо. Пальник переміщується попереду присадочного прутка.

При лівому способі газового зварювання полум`я направлено від шва і процес зварювання ведеться справа наліво. Пальник переміщується за присадним прутком.

При правому способі газового зварювання забезпечується кращий захист зварювальної ванни, нижче витрата газів, менша швидкість охолодження шва. При лівому способі краще формування шва, так як зварювальник добре бачить процес зварювання. При товщині металу до 3 мм більш продуктивний лівий спосіб, при великих товщинах - правий.

Переваги газового зварювання

Основною перевагою газового зварювання є її незалежність від електричних джерел живлення. Це робить зручним її застосування в будівельних і монтажних умовах, де не завжди є силова електрична мережа. При газовому зварюванні легко змінюється тепловкладення в метал за рахунок зміни кута нахилу пальника і її відстані до виробу, що дозволяє уникати прожогов навіть при зварюванні тонкого металу. Типовим прикладом є зварювання водопровідних труб малого діаметра, коли не маєте доступу до зворотної сторони шва для розміщення підкладок або подварки кореня. Устаткування для газового зварювання досить мобільно і транспортабельність.

Недоліки газового зварювання

Недоліками газового зварювання є її низька продуктивність, велика зона термічного впливу, високі вимоги до кваліфікації зварника. У зв`язку з цим на машинобудівних підприємствах за умови стабільності програмі випуску продукції газове зварювання не може конкурувати з дугового і практично не застосовується.