Особенности газопламенной сварки металлов, ее материалы и оборудование

 

Сегодня в быту и промышленности стали распространены различные виды электродуговой сварки, но также не стоит забывать о газовой (не путайте со сваркой в среде защитных газов), более точное название которой – газопламенная. Относится она к категории сварки плавлением: факел нагревает кромки изделия, после чего они слегка оплавляются, а в технологический зазор (1-2 мм) в это время подается присадочный материал – специальная проволока той или иной марки металла.

 

Технические особенности таковы, что газовая сварка производится автономно, независимо от электроэнергии, а в качестве источника рабочего вещества – газа и кислорода, служат различной емкости баллоны, которые можно переносить с собой. Таким образом, вся прелесть данного вида сводится к мобильности и независимости от централизованных инженерных систем (электрики, газопровода).

 

При этом важно различать понятия газовая сварка и сварка в среде защитных газов – это совсем разные виды. Сейчас пойдет речь об именно газовой сварке, использующей соответственное сырье для работы. О принципе работы вкратце вы можете ознакомиться в статье «Принцип действия газопламенной сварки», а рассмотрим мы оборудование и расходные материалы для нее.

 

Горючее для производства газопламенной сварки

 

Горючее в данном случае представлено рядом газообразных и жидких (подаваемых через распылитель воздушно-капельным путем) веществ, самым популярным из которых является газ ацетилен. Связано это с тем, что он имеет наибольшую температуру возгорания в смеси с техническим кислородом – 3200 градусов Цельсия.

 

Удобство также заключается в том, что его источником может служить карбид кальция, который, затворяясь водой, вырабатывает данный газ. Его выработку могут производить на месте в переносных газогенераторах: из каждого загружаемого килограмма карбида, получается около 300 литров ацетилена. Или же его приобретают в баллонах, как правило, в виде растворенного в ацетоне (1 литр ацетона на 20 литров газа).

 

С ацетиленом можно выполнять все виды работ, с любыми металлами. Кроме того, он взят за основу и при использовании других газов в смеси с кислородом, идет расчет по коэффициенту замены ацетилена (в таблице ниже представлены эти коэффициенты).

 

Вид горючего	Температура факела горения, Цельсия	Коэффициент замещения ацетилена	Применение в сварке
Ацетилен	3200	1	все возможные работы
Водород	2400	5,2	сварка тонкого (до 2 мм) металла; чугуна, латуни, алюминия
Коксовый	2000-2300	3,2	пайка/сварка легкоплавких металлов и сплавов; резка
Нефтяной	2000-2400	3
Метан	2400-2700	1,6
Пропан	2600-2800	0,6	сварка стали до 6 мм, сварка/пайка цветных металлов и сплавов, резка/зачистка
Бутан	2400-2500	0,45
Бензин	2400	1,4	резка сталей; пайка/сварка легкоплавких металлов и сплавов
Керосин	2300	1,6

 

Водород, который, будучи взрывоопасным горючим газом в смеси с кислородом, им выполняется газовая сварка тонких (не более 2 мм) металлов, их видов – чугуна, латуни, алюминия. Ранее его вырабатывали промышленным способом и заправляли в баллоны, сейчас же появились специальные генераторы, работающие по двум различным принципам. В одном случае водород получают путем электролизного разложения воды на кислород и водород. Иной способ – сугубо химический: водород вырабатывается путем реакции серной кислоты и металла – цинка или металлической стружки. В дальнейшем, при смешивании водорода (2 части) с техническим кислородом (1 часть), получается так называемый «гремучий газ», также именуемый газом Брауна. Такое же название носят и его генераторы.

 

Коксовый, нефтяной и метан – это ряд чистых и смешанных газов, которые применяются для сварки легкоплавких металлов, пайки и кислородной резки. Коксовый газ добывают при выработке из каменного угля кокса; его заправляют в баллоны и подают централизованно. Нефтяной газ (пропан-бутан) – синтетический, который является побочным продуктом от переработки нефтепродуктов, имеет довольно высокую стоимость с тем же природным газом – метаном. Последний добывается естественным образом, его залежи очень объемны, и поэтому материал имеет умеренную стоимость. Однако, метан имеет меньшую плотность, и поэтому, при одинаковых объемах баллона, в сравнении с пропан-бутаном, его оказывается меньше.

 

Пропаном и бутаном варят сталь толщиной до 6 мм, а также цветные металлы; производят термическую зачистку, резку. Эти газы довольно сложны в работе в смысле регулирования пламени и затуханий факела. При этом, «как не странно, но зажечь факел от горячего метала почему-то, не удается» — говорят многие сварщики-любители. Это синтетические газы, получаемые от нефтепереработки, добычи. Соответственно, цены на них, по идее, должны быть привязаны к курсу «черного золота», но все равно, это дороже природного метана.

 

Бензин и керосин всем известные виды топлива, и рассматривать, из чего они сделаны, не будем. На их основе выполняется резка сталей и сварка/пайка легкоплавких металлов и сплавов. Суть состоит в том, что газовая сварка такими видами горючих материалов производится путем распыления, которое происходит в специально предназначенных горелках. В виде капельно-кислородной смеси, струя поджигается и появляется факел, температура горения которого – 2300-2400 градусов Цельсия, а расход топлива составляет примерно 0,1-0,5 кг/ч.

 

Расход газа и кислорода для производства газопламенной сварки

 

Кислород технический для сварки газом подается баллонами, в которых он в спрессованном, жидком виде. Этим обеспечивается большой обьем при выходе и переходе в газообразное состояние: 1 литр жидкого кислорода равен 860 литрам газообразного. Имеется сортировка по ГОСТ: кислород первого сорта имеет чистоту 99,7%; второго – 99,5; третьего – 99,2%. Суть в том, что при снижении чистоты кислорода на каждый один процент, его расход увеличивается примерно на полтора процента, а также наблюдается ухудшение качества сварки.

 

Приблизительный расход газа и кислорода (л/ч) при сварке металлов разной толщины, мм
Тип горючего	0,5-1	1-2	2-4	4-6	6-9	9-14	14-20	20-30
Кислород	85	165	330	550	825	1300	1850	2750
Ацетилен	75	150	300	500	750	1200	1700	2500
Водород	390	780	1560	2600	3900	6240	8840	13000
Коксовый	240	480	960	1600	2400	3840	5440	8000
Нефтяной	225	450	900	1500	2250	3600	5100	7500
Метан	120	240	480	800	1200	1920	2720	4000
Пропан	45	90	180	300	450	720	1020	1500
Бутан	33,75	67,5	135	225	337,5	540	765	1125
Бензин	105	210	420	700	1050	1680	2380	3500
Керосин	120	240	480	800	1200	1920	2720	4000

 

В данной таблице приведены уже готовые расчеты по коэффициентам замещения ацетилена. К примеру, тот же пропан: для сварки 0,5-1 мм толщины металла идет 75 л/ч ацетилена, а пропан имеет коэффициент замещения, равный 0,6. Значит, 75*0,6=45 л/ч пропана уходит как заместителя ацетилена при одинаковом объеме кислорода. Это один из наименьших коэффициентов, когда газа-заместителя идет меньше, чем эталонного ацетилена. Есть же и наибольший – это водород, значение которого – 5,2, соответственно: 75*5,2=390 л/ч. Кстати, напомним, что сварка с водородом пригодна для металла толщиной не более 2 мм, оно и не удивительно, ведь если рассчитывать дальше, то обратите внимание, какие колоссальные объемы расхода.

 

Присадочные металлы и флюсы для газопламенной сварки

 

Очень важным для получения качественного шва является правильный подбор присадочного металла – состава в виде проволоки в бухте или отдельных прутков. При этом имеются специальные препараты – флюсы, которые защищают металл от окисления в процессе сварки и придают лучшие технологические характеристики сварочным швам. Дело в том, что во время сварки, температурный режим и кислород действуют на расплавленный металл таким образом, что он выделяет окислы – вещества, которые имеют более высокую температуру плавления, чем основной металл.

 

Таким образом, повышается тугоплавкость, и газовая сварка значительно затрудняется, а флюсы не допускают окислов, предохраняя металл от реакции с кислородом. Эти препараты могут быть в составе проволоки современного образца (порошковая присадочная проволока), в качестве специальной пасты, которой обрабатывают кромки перед сваркой (а также присадочные прутья/проволоки/обрезки металла), или как порошковый/гранулированный материал, который засыпают в зазор между свариваемыми изделиями.

 

Сварка меди выполняется с флюсами, в качестве которых служат вещества, содержащие бор. Наиболее распространенные из таковых – это борная кислота и бура. Последняя перед сваркой подлежит прокалке, иначе она будет пузыриться, выделяя воду. Также в технической литературе для сварки меди и ее сплавов упоминаются такие вещества в качестве флюсов, как дифосфат натрия, потаж безводный (также прокаленный) и хлористый натрий. Еще применяют для сварки этих цветных металлов газообразные флюсы, которые подаются через распылитель в горелке, прямо в пламя факела, где они, взаимодействуя с металлом, выгорают. Но их применяют предпочтительно для пайки и наплавки, пайке/сварке этих металлов.

 

Таблица марок присадочных материалов для сварки меди
Марка меди	Химические компоненты	Применение
М-1	чистая медь (электролитическая)	сварка ответственных конструкций умеренной толщины
МСр-1	с примесью серебра (0,8-1,2%)	сварка ответственных конструкций
МНЖ-5-1	с раскислителем фосфором (0,2%)
МНЖКТ-5-1-0,2-0,2	с раскислителями – фосфор (0,2%), кремний (0,3%), марганец (0,2%)
М-0	для раскислителей	сварка слабонагруженных конструкций

 

В данной таблице, приведены различные марки меди, с примесями других металлов, которые действуют как раскислители (разновидности флюса), пресекая возникновение окислов в самой присадочной проволоке в процессе расплавления. На сегодня популярностью в бытовой сварке пользуется проволока из чистой меди, которую предварительно обмазывают флюс-пастой (как и кромки изделия), перед подачей в эпицентр нагрева.

 

Сварка латуни производится со всеми теми же флюсами, что и меди и ее сплавов. Это связано с тем, что латунь сама представляет собой сочетание меди и цинка, имея похожие характеристики. Но имеется серьезная трудность при сварке такого сплава – это низкая температура выгорания цинка (905 градусов Цельсия), которая ниже основного металла (1000 градусов Цельсия), в результате чего, в сварном шве получаются дефекты в виде пор. Более того, часть цинка при соприкосновении с кислородом, образует его окись, которая в виде порошка устилает околосварочное пространство.

 

Таблица марок присадочных материалов для сварки латуни
Марка латуни	Химические компоненты, % (остаток — цинк)	Применение	Особенности
ЛКБО 62-0,2-0,04-0,5	медь (60,5-63,5%), бор (0,03-0,07%), кремний (0,15-0,2), олово (0,4-0,6)	сварка обычных латуней с обычными требованиями к прочности шва без обязательного применения флюса отдельно	в составе имеет флюс (бор), самофлюсирующий материал, благодаря чему сокращается время сварки 20-40%
ЛК 62-0,5	медь (60,5-63,5%), кремний (0,3-0,7%), примеси (0,6%)		обеспечивает малодымный процесс сварки, сокращая угар цинка до 2%
ЛК 62-0,2	медь (60,5-63,5%), кремний (0,15-0,2%), примеси (0,6%)
ЛКН 56-0,3-0,6	медь (55-57%), кремний (0,25-0,3%), никель (5,5-6%)	сварка чугуна или стали с латунью, сварка легированных и нелегированных латуней	обеспечивает бездымный процесс сварки, сводя к минимуму угар цинка
Л 62	медь (60,5-63,5%), остальное — цинк	сварка обычных латуней соответствующих марок с применением порошковых или газовых флюсов	не предотвращает выгорание цинка, но швы крепкие, хорошо сформированные, хорошего качества
Л 68	медь (67-70%), остальное — цинк
ЛК 80-3	медь (78-82%), кремний (3%), примеси (0,3%)	сварка латуни и других медных сплавов с обычными требованиями к прочности шва	полноценный заменитель оловянистой бронзы, широкое применение
ЛО 60-1	медь (60,5-63,5%), олово (0,5-1%), примеси (1%)	газовая сварка латуни специальных ответственных конструкций при ацетиленокислородной сварке	зависит от вида газовой сварки: лучшее качество обеспечивается при ацетиленокислородной сварке; шов получается высококачественным с высокой стойкостью к коррозии в условиях морской воды
ЛОК 59-1-0,3	медь (58-60%), кремний (0,2-0,4%), олово (0,7-1,1%), примеси (0,3%)
ЛОК 62-0,4-0,5	медь (60,5-63,5%), кремний (0,3-0,7%), олово (0,3-0,5%), примеси (0,5%)

 

Сварка бронзы способом газовой горелки имеет некоторые ограничения, в зависимости от состава сплавов. Конкретно газовой сваркой может быть обработана оловянная бронза. Подобно латуни, оловянная бронза имеет проблему угара содержащегося в ней олова и цинка (у латуни это только один цинк) при более низких температурах, чем температура плавления основного металла. Флюсы применяют все те же, что и для сварки меди и ее сплавов: бура, борная кислота, газообразные флюсы БМ-1 и МБ-2.

 

Таблица марок присадочных материалов для газовой сварки оловянной бронзы
Марка оловянной бронзы	Химические компоненты, % (остаток — медь)	Применение
БрО8Ц4	олово (7-9%), цинк (4-6%), свинец (0,5%), алюминий (0,02%), железо (0,3%), кремний (0,02%), фосфор (0,05%), сурьма (0,3%)	газовая сварка ненагруженных конструкций из оловянной бронзы, сантехнической водопроводной арматуры, листовых, декоративно-художественных и других изделий
БрО10Ц2	олово (9-100%), цинк (1-3%), свинец (0,5%), алюминий (0,02%), железо (0,3%), кремний (0,02%), фосфор (0,05%), сурьма (0,3%)
БрО6Ц6СЗ	олово (5-7%), цинк (5-7%), свинец (2-4%), алюминий (0,05%), железо (0,4%), кремний (0,02%), фосфор (0,05%), сурьма (0,5%)
ЛК 80-3	медь (78-82%), кремний (3%), примеси (0,3%), остальное — цинк	сварка латуни, бронзы и других медных сплавов с обычными требованиями к прочности шва; полноценный заменитель оловянистой бронзы, широкое применение

 

Самые лучшие присадочные материалы для газовой сварки бронзы в технической литературе указаны как фосфорсодержащие сплавы оловянистой бронзы, указаны в таблице выше. Однако, можно прекрасно обойтись и остальными составами, или просто нарезать тонкими полосками из остатков того же материала, который будет свариваться.

 

Сварка алюминия значительно отличается от всех предыдущих. Тут все дело в том, что на его поверхности образуется пленка окиси, которая является весьма тугоплавкой (более 2000 градусов Цельсия), что крайне затрудняет процесс. Эту пленку перед работой можно убрать механически, но она очень быстро образуется, и поэтому ее устраняют химическим способом путем нанесения флюса. Наиболее лучшим образом зарекомендовал себя флюс АФ-4А, но есть и множество других составов хлористых натрия, калия, лития, фтористого натрия, калия, кислосернистого натрия, хлористого бария и плавикового шпата. Но вне зависимости от состава, флюс для газовой сварки алюминия очень чувствителен к окружающей среде, должен храниться в закрытом виде, и в открытом состоянии должен быть не более чем на смену.

 

Таблица марок присадочных материалов для газовой сварки алюминия
Марка алюминия	Химический состав, % (остаток — алюминий)	Применение
А85, А97, Амц	кремний (<0,2%), марганец (0,01%), цинк (0,01%), железо (0,2%)	сварка чистого алюминия, в том числе и газовая; сплавов АД 1, АМц
АК5, АК6	кремний (5%), марганец (0,01%), цинк (0,02%), железо (0,2%)	сварка сплавов алюминий-кремний, алюминий-кремний-магний (АД 31,33,35) для ответственных нагруженных конструкций
Св.-1201	кремний (0,1%), марганец (0,01%), цинк (0,03%), железо (0,2%), титан (0,15%)	сварка ответственных конструкций из алюминия и его сплавов; повышенная химическая стойкость и стойкость к образованию трещин в шве
АМг3	кремний (0,25%), марганец (0,15%), хром (0,15%), железо (<0,4%), магний (5%)	сварка профилей металлоконструкций из сплавов алюминий-магний (>3% последнего), как АМг3, АМг4, АМг5, АМг5 с аналогичными
АМг5	кремний (<0,2%), марганец (0,8%), хром (0,1%), железо (<0,4%), магний (4,8%)	сварка конструкций, контактирующих с морской водой сплавов алюминий-марганец, алюминий-магний (до 5% последнего)

 

В таблице приведены отечественные марки материалов, но существуют их импортные (и как не странно, ходовые) аналоги: ER 1100/AWS A5.10 соответствуют А85, А97; Амц; ER 4043/ AWS A5.10 соответствуют АК5, АК6; ER 5356/ AWS A5.10 – АМг3; ER 5183/ AWS A5.10 – АМг5. Многое зависит от примесей магния: чем его больше, тем хуже свариваемость металлов но уменьшается вероятность возникновения трещин, а чем меньше – тем больше эта вероятность, но при этом сам шов получается более плотным. Вообще, для уменьшения пористости шва берут присадку с содержанием магния немного выше, чем в основном свариваемом металле.

 

Сварка чугуна сопровождается испарением содержащихся в нем легирующих компонентов, за счет чего повышается хрупкость материала. Сам же чугун представляет собой обогащенное углеродом железо, которое без тех самых, легко испаряющихся легирующих примесей, не является трещиностойким. Поэтому, присадочный материал для газовой сварки чугуна имеет в своем составе достаточное количество данных компонентов. Что касается флюса, то в данном случае может применяться газообразный флюс БМ-1, что и для цветных металлов. Специализированными составами являются: ФСЧ-1, который применяется в ремонтных работах, заварке крупных дефектов и ФСЧ-2, который используется для сварки небольших чугунных деталей, а также сварки с низкой температурой.

 

Таблица марок присадочных материалов для газовой сварки чугуна
Марка присадочного материала	Химический состав, %	Применение
прутки чугунные марки А	углерод (3-3,5%), кремний (3-3,4%), сера (0,08%), фосфор (0,2-0,4%), марганец (0,5-0,8%), хром (0,05%), никель (0,3%), остальное — железо	для газовой сварки изделий из чугуна, с обеспечением графитизации углерода и присеканием отбеливания чугуна; приобретение ферритной структуры наплавленного металла
прутки чугунные марки Б	углерод (3-3,5%), кремний (3,5-4%), сера (0,08%), фосфор (0,3-0,5%), марганец (0,5-0,8%), хром (0,05%), никель (0,3%), остальное — железо
прутки чугунные марки 1 (низколегированные)	углерод (3,3-3,5%), кремний (3,4-3,7%), марганец (0,5-0,7%), сера (не более 0,04%), фосфор (не более 0,15%), хром (не более 0,1%), никель (0,1%), титан (0,1%), олово (0,3-0,5%), остальное – железо	сварка чугунных изделий газом с получением наиболее плотных перлитных структур металла, который наплавляется
прутки чугунные марки 2 (низколегированные)	углерод (3,3-3,5%), кремний (3,4-3,7%), марганец (0,5-3,7%), сера (не более 0,04%), фосфор (не более 0,15%), хром (не более 0,1%), никель (0,6%), титан (0,1%), медь (2-2,5%), остальное – железо
НПЧ-1	медь (5-7%), бор (1-1,8%), кремний (0,7-0,95%), остальное – никель.	самофлюсирующая порошковая наплавка на чугун; для применения со специальными газовыми горелками типов ГН3/4/5
НПЧ-2	медь (5-7%), бор (1,7-2,3%), кремний (1-2,5%), остальное – никель.
приблизительный состав латуни (вариант 1)	медь (58-59%), цинк (38-40%), свинец (0,9-1,1%), железо (0,5-1%), марганец (0,4-0,8%), фосфор (0,01%)	пайка чугуна при помощи цветных сплавов на основе меди в качестве присадочных материалов – обыкновенных и специально предназначенных
латунь (вариант 2)	медь (58-59%), цинк (38-40%), свинец (0,9-1,1%), железо (0,5-1%), марганец (0,4-0,8%), никель (0,5%), фосфор (0,12%), сера (0,25%)
ЛК 62-0,5	медь (60,5-63,5%), кремний (0,3-0,7%), примеси (0,6%), остаток – цинк
бронза сварочная («Тобина»)	медь (56-62%), цинк (38-41%), свинец (1-3,5%), железо (0,7-1%), марганец (0,5-0,8%), никель (0,3-0,8%)

 

Сварка стали, как и всех остальных металлов, сопровождается выделением тугоплавких окислов при соприкасании с воздухом, для предотвращения чего существует флюс. Однако, при газовой сварке углеродистых сталей, нет необходимости применять эти препараты, так как газовое пламя в достаточной степени защищает обрабатываемый участок от попадания в него воздуха. Но в случае с такими сталями, как специальные легированные хромистые и хромоникелевые, все-таки нужен флюс, в качестве которого применяются: прокаленная бура, борная кислота, кремнекислота и др.

 

Таблица марок присадочных материалов для газовой сварки сталей
Марка присадочного материала	Химический состав, %	Применение
Св-08	углерод (не более 0,1%), марганец (0,35-0,6%), кремний (не более 0,03%), хром (не более 0,15%), никель (не более 0,3%), сера (не более 0,04%), фосфор (не более 0,04%)	сварка газом углеродистых сталей, с формированием швов высокой пластичности и вязкости
Св-08ГА	углерод (не более 0,1%), марганец (0,8-1,1%), кремний (не более 0,03%), хром (не более 0,1%), никель (не более 0,25%), сера (не более 0,03%), фосфор (не более 0,03%)
Св-08ГС	углерод (не более 0,1%), марганец (1,4-1,7%), кремний (0,6-0,85%), хром (не более 0,2%), никель (не более 0,25%), сера (не более 0,03%), фосфор (не более 0,03%)	сварка углеродистых и низколегированных сталей
Св-08Г2С	углерод (не более 0,1%), марганец (1,8-2,1%), кремний (0,7-0,95%), хром (не более 0,2%), никель (не более 0,25%), сера (не более 0,03%), фосфор (не более 0,03%)	сварка малоуглеродистых и низколегированных сталей в ответственных нагруженных конструкциях
Св-18ХГСА	углерод (0,15-0,22%), марганец (0,8-1,1%), кремний (0,9-1,2%), хром (не более 0,8-1,1%), никель (не более 0,3%), сера (не более 0,025%), фосфор (не более 0,03%)	сварка низколегированных сталей
Св-06Х19Н9Т	углерод (не более 0,08%), марганец (1-2%), кремний (0,4-1%), хром (18-20%), никель (8-10%), титан (0,5-1), сера (не более 0,018%), фосфор (не более 0,03%)	сварка хромоникелевой аустенитиной стали

 

Особенностью сварки стали газом является то, что в зависимости от количества содержащегося углерода, зависит удобосвариваемость. Чем углерода меньше, тем легче варить, и поэтому, высокоуглеродистые стали, как правило, данным способом не обрабатываются, разве что производится пайка и наплавка. Кроме того, из-за наивысшей температуры плавления стали, ее лучше всего варить ацетиленокислородной газовой смесью.

 

Выше представлены лишь некоторые из марок присадочных материалов, которые были разработаны по ГОСТам СССР и применяются до сих пор, поставляются на рынки отечественными производителями. Конечно, это как капля в море по сравнению со всеми существующими марками и их импортными аналогами, но представленные присадочные материалы и флюсы являются самыми ходовыми.

 

Оборудование для производства газопламенной сварки

 

Сразу стоит заметить, что оборудование, которое необходимо для выполнения сварки газом, имеет, куда большую громоздкость, чем для ручной электродуговой (про нее интересный материал «Виды, устройство, принцип работы, выбор сварочных аппаратов для дома и дачи»). Но имеется преимущество, которое проявляется в автономности – независимости от электрической сети. Для того чтобы наладить процесс сварки газом, помимо расходных материалов (проволока, флюс, газ), Вам понадобятся разные приспособления, в которых нужно разобраться, какие они бывают и вообще, как говориться, «что почем и где». Перечень оборудования таков:

 

• баллоны с кислородом и газом;
• газовый генератор;
• различные виды горелок с наборами наконечников;
• резиновые шланги (рукава) для подачи газа и кислорода;
• редукторы, понижающие давление газа из баллонов.

 

Баллоны с кислородом или сжатым горючим газом производятся из прокатной трубы по еще советским ГОСТам. Готовое изделие представляет собой сосудцилиндрической формы, который кверху сужается в конусовидную горловину, в которую ввинчивают запорную арматуру – вентиль, а сверху предусмотрена защита специальным колпаком, предотвращающая от повреждений во время перевозки.

 

Баллоны для различных газов и кислорода практически не отличаются конструктивно. Единственное их отличие – в качестве отличительных знаков используются разнообразные цветовые окраски. Например, баллон синего цвета означает, что в нем должен быть кислород; белого – ацетилен; серого – нефтяной газ; темно-зеленый – водород и так далее.

 

Что касается объема баллонов, то наиболее распространены те, в которых вмещаются 40 л. Однако есть и более громоздкие – на 100, 150, 200 л. В полость баллона для хранения ацетилена вводят специальный рыхлый заполнитель (пемза, активированный уголь) в количестве 290-320 г/дм3. Это мера, которая обезопасит транспортировку, а также улучшит качество, чистоту и отсутствие влаги выпущенного из баллона ацетилена.

 

Таблица характеристик и различительных знаков баллонов
Содержащееся вещество в баллоне	Состояние содержимого вещества	Давление в наполненном баллоне, мПа	Цвет окраски баллона	Цвет надписи баллона	Наименование надписи на баллоне	Кол-во газа в баллоне, м3	Допустимое остаточное давление, мПа
Аргон	сжатый	15	серый	зеленый	«Аргон чистый»	6	0,05
Ацетилен	растворенный	1,6	белый	красный	«Ацетилен»	5,5	0,05-0,3 (от т. воздуха)
Водород	сжатый	15	темно-зеленый	красный	«Водород»	6	0,05
Кислород	сжатый	15	голубой	черный	«Кислород»	6	0,05
Пропан-бутан	сжатый	1,6	красный	белый	«Пропан-бутан»	12,3	0,02
Углекислый	сжатый	7,5	черный	желтый	«CO2 — сварочный»	12,6	0,05

 

Плюс к тому, для того, чтобы увеличить вместимость ацетилена, в придачу к пористому компоненту вводят ацетон с расчетом 300 г на 1 л баллона. То есть, 40-литровый баллон заправляется 12 кг ацетона. В зависимости от давления рассчитывают обьем ацетилена в баллоне относительно его веса. Взвешивают пустой баллон (83 кг), и затем заполненный (89), вычитают вес баллона и получают вес ацетилена (6 кг). Потом этот вес делят на плотность ацетилена: 6:1,09=5,5 м3.

 

Обьем кислорода зависит от давления вещества: например, для того, чтобы узнать вместимость 40 литрового баллона, в котором давление составляет 150 кг с/см2, нужно увеличить между собой эти величины. Так, выходит, что 40*150=6000 дм3, то есть, обьем выпущенного кислорода в атмосферном давлении составляет 6 м3.

 

Что касается различий корпуса баллонов для газа или кислорода, то тут стоит обратить внимание на вентили. Для кислорода они изготавливаются из латуни, а наружные детали могут быть из алюминиевых сплавов, стали, пластмасс. Для ацетиленовых баллонов вентили делают из стали, для пропанобутановых баллонов – латунные или стальные вентили, имеющие в конструкции резиновый уплотнительный ниппель (или применяются вентили мембранной конструкции).

 

Газовые генераторы для сварки – на сегодня (как и ранее) это приборы, которые применяются для выработки ацетилена. Есть и те, что с помощью электрического тока добывают водород из дистиллированной воды, но в таком случае, теряется смысл газовой сварки, ее мобильность и независимость от электричества. И вообще, водородные генераторы это отдельная тема, поэтому, сейчас рассмотрим только классические приборы, которыми добывают газ ацетилен из карбида.

 

При реакции с водой карбид начинает выделять ацетилен, и это и есть весь принцип работы генераторов ацетилена, но тут имеется несколько способов, как именно производить соприкасание этих двух веществ. Поэтому, существует пять видов конструкций этих приборов в зависимости от способа взаимодействия карбида с водой.

 

Таблица характеристик мобильных генераторов ацетилена
Наименование генератора	Тип устройства	Давление при работе, мПа	Масса загрузки карбида, кг	Фракция карбида, мм	Вес самого генератора, кг
ГНВ-1,25	ВК, ВВ	0,002-0,008	4	25х80	42
АНВ-1,25	ВК, ВВ	0,0015-0,0025	4	25х80	42
АСМ-1,25	ВВ	0,01-0,7	2,2	25х80	18
ГВР-1,25 М	ВК, ВВ	0,08-0,015	5	25х80	50
АСП-1,25-6	ВВ	0,01-0,07	3,5	25х80	21
АМБ-1,25	ВВ	0,01-0,07	3,5	25х80	21
АСП-10	ВК, ВВ	0,15	3,5	25х80	21,3

 

«Карбид в воду» (КВ) — это конструкция, которая представляет собой бункер, заполненный карбидом и располагающийся ниже газообразователь, отчасти заполненный водой. Карбид постепенно падает в емкость газообразователя, в воду, и начинается реакция с выделением газа. Система позволяет полностью разложить карбид без остатка, газ хорошо охлаждается и промывается; также аппарат удобен в обслуживании. При этом устройство имеет большие габариты и расход воды очень велик, составляет до 12 л/1 кг. Целесообразно применять если требуется большая производительность.

 

«Вода на карбид» (ВК) — устройство более сложное конструктивно, а сам процесс соприкасания воды и карбида обратен предыдущему, т. е. в газообразователь загружается минерал, и в него по мере необходимости поступает вода. Конструкция такова, что вода поступает в зависимости от давления, активности выделения ацетилена: при повышении давления выше определенного, вода прекращает поступать, при понижении – начинает поступать. Такое газосварочное оборудование имеет относительно простую конструкцию, и поэтому, он надежно в работе. Зато карбид может не до конца разложиться, а также выделяющийся газ перегревается из-за малого количества содержащейся воды. Крупные аналоги установок сложны в обслуживании.

 

«Сухой процесс с водой на карбид» (К, контактный) подобен предыдущему, только вода на карбид поливается в строго указанной дозировке, которая примерно вдвое больше, чем теоретически необходимая дозировка для гашения заданного количества карбида. Возможный излишек воды испаряется из-за образуемого в результате реакции тепла, таким образом, получаемый вторичный продукт гашения карбида кальция (известь) выделяется сразу в порошкообразном виде. Эти приборы имею достоинства в виде отсутствия потери ацетилена на растворение в воде, облегчается удаление отходов, проще обслуживание. Широко на сегодня применяются такие генераторы в качестве стационарных, средней производительности.

 

«Вытеснение воды» (ВВ) — способ затворения карбида необходимым количеством воды в зависимости от давления выделяющегося газа ацетилена. Такой газосварочный аппарат вмещает в себе две емкости – газообразователь и вытеснитель. В корзине находится карбид, который заглубляется в воду путем повышения ее уровня. Повышения уровня, в свою очередь, происходит при малом давлении газа на нее, то есть, недостаточном его выделении. И наоборот – при высоком давлении газа, вода вытесняется, уровень понижается и меньшее количество карбида оказывается в воде. Система надежна в работе и способна плавно в автоматическом режиме генерировать газ. Но при этом газ может перегреваться, а в крупных установках сложное их обслуживание. На сегодня (2016) такие генераторы применяются в мобильных, передвижных системах газовой сварки.

 

«Вода на карбид с вытеснением воды» (ВК+ВВ) — это устройство, которое имеет принцип действия, такой как в генераторе системы «вода на карбид», но только с модификацией – вытеснителем, который позволяет регулировать подачу воды в зависимости от давления выделяющегося газа ацетилена. Этот комбинированный вид генератора ацетилена применяется сегодня (2016) в составе передвижных систем, которые обладают хорошим автоматизированным регулированием давления газа, сохраняя его стабильность выделения и подачи.

 

Горелки с наборами наконечников это важные, незаменимые элементы всего комплекса, который вмещает в себе газосварочное оборудование для сварки/пайки/резки различных металлов. Основной функцией газовой горелки является формирование пламени путем прохождения смеси горючего газа с кислородом через определенного диаметра сопло (съемного наконечника) для сварки/пайки/резки той или иной толщины разного металла/сплава.

 

Таблица характеристик и комплектаций газовых горелок
Название горелки	Тип мощности горелки	Толщина свариваемого метала, мм	Номер наконечника	Расход кислорода, м3/ч; /давление, мПа	Расход ацетилена, м3/ч; /давление, мПа
«Звезда»	Г3 (горелка средней мощности)	0,5…1,5	1	0.055/0.1-0.4	0.105/0.001
		1…2,5	2	0.13/0.15-0.4	0.12/0.001
		2,5…4	3	0.25/0.2-0.4	0.23/0.001
		4…7	4	0.43/0.2-0.4	0.4/0.001
		7…11	5	0.74/0.2-0.4	0.66/0.001
		10…18	6	1.15/0.2-0.4	1.03/0.001
		17…30	7	1.95/0.2-0.4	1.7/0.001
«Звездочка»	Г2 (горелка малой мощности)ГС-2	0,2…0,7	0	0.065/0.05-0.4	0.06/0.001
		0,5…1,5	1	0.135/0.05-0.4	0.125/0.001
		1…2,5	2	0.260/0.15-0.5	0.24/0.001
		2,5…4	3	0.44/0.2-0.4	0.4/0.001
ГС-2	Г2 (горелка малой мощности)	0,25…0,6	0	0.065/0.05-0.4	0.06/0.001
		0,5…1,5	1	0.135/0.1-0.4	0.125/0.001
		1…2,5	2	0.26/0.15-0.4	0.24/0.001
		2,5…4	3	0.44/0.2-0.4	0.4/0.001
ГС-3	Г3 (горелка средней мощности)	0,5…1,5	1	0.055/0.1-0.4	0.125/0.001
		1…2,5	2	0.13/0.15-0.4	0.24/0.001
		2,5…4	3	0.25/0.2-0.4	0.4/0.001
		4…7	4	0.43/0.2-0.4	0.7/0.001
		7…11	5	0.74/0.2-0.4	1.1/0.001
		10…17	6	1.15/0.2-0.4	1.75/0.001
		17…30	7	1.9/0.2-0.4	2.8/0.001
ГЗУ-2-62	Г3 (горелка средней мощности)	0,5…1,5	1	0.26/0,1-0,4	пропан-бутан
					0.07/0.001
		1…2,5	2	0.54/0,15-0,4	0.14/0.001
		2,5…4	3	0.84/0,2-0,4	0.24/0.001
		4…7	4	1.4/0,2-0,4	0.4/0.001
		—	5	2.2/0,2-0,4	0.65/0.001
		—	6	3.6/0,2-0,4	1.05/0.001
		—	7	5.8/0,2-0,4	1.7/0.001
ГЗМ-2-62М	Г2 (горелка малой мощности)	0,27…0,7	0	0.14/0.05-0.15	0.04/0.001
		0,5…1,5	1	0.26/0.05-0.25	0.07/0.001
		1…2,5	2	0.54/0.15-0.4	0.14/0.001
		2,5…4	3	0.84/0,2-0,7	0.24/0.001

 

Важно заметить, что по конструкции они бывают инжекторные и безинжекторные. Первые отличаются тем, что подача газа в смесительную камеру горелки производится «инжектированием» при помощи струи кислорода, то есть, принудительно увеличивая давление газа. Безинжектроные же конструкции более просты конструктивно и предназначены для одинакового давления газа и кислорода, которые без дополнительного нагнетания в необходимой пропорции подаются в смесительную камеру горелки.

 

Они различаются также по применяемому газовая сварка металлов топливу: бывают горелки для ацетилена, отдельно – для его заменителей, а также для жидкого топлива – бензина, керосина. Еще их конструкция может быть дополнена специальным распылителем для подачи жидкого флюса воздушно-капельным путем в зону сварки.

 

Шланги (рукава) для газовой сварки необходимы для транспортировки по ним горючего топливо в виде газа или жидкого топлива (бензина, керосина) а также для подачи кислорода. Сегодня их различают по трем категориям, но конструкция их одинакова: внутренняя часть, выполненная из специальной химически стойкой технической резины, промежуточная часть из специальной нитяной оплетки и наружная, защитная часть из резины, обладающей стойкостью к определенного уровня температурным и физическим нагрузкам.

 

Что касается температурных воздействий, то существуют шланги для климата умеренного пояса (от -30 до +70 градусов Цельсия) и для холодного климата (от -55 до +70). Внутренний диаметр их может быть от 6,3 до 16 мм. Выпускаются от производителя бухтами по 100 м каждая, а далее можно уже их купить по метражу в специализированных магазинах.

 

Таблица характеристик шлангов (рукавов) для газовой сварки
Класс шланга, №	Рабочий (внутренний) диаметр, мм	Наружный (защитный) диаметр, мм	Рабочее давление горючего, мПа	Рабочее вещество	Отличительные знаки
1	6,3	13	0,63	газ ацетилен и его газообразные заменители (пропан, метан, бутан и т. д.)	сплошная красная продольная полоса или целиком красного цвета резина
	8	16
	9	18
	10	19
	12	22
2	6,3	13	0,63	жидкое горючее – бензин, керосин, скипидар, Уайт-спирит, их смеси и др.	сплошная желтая продольная полоска или полностью из резины желтого цвета
	8	16, 19
	9	18
	12	22
3	6,3	13	2	кислород	шланг с резиной синего/голубого цвета
	8	16
	10	18
	12	22

 

Первого класса шланги предназначены для прохождения по ним газа ацетилена и его газообразных заменителей, они имеют маркировку в виде сплошной красной полосы или целиком красного цвета. Верхний предел рабочего давления таких шлангов первого класса составляет не более 6,3 атмосфер.

 

Второй класс шлангов относятся к таковым для транспортировки горючего в жидком состоянии (бензин, керосин, скипидар, Уайт-спирит), которое также используется в газопламенной сварке вместо газообразного горючего газа. Отличительным знаком такого шланга служит желтая сплошная полоска или он сам желтого цвета целиком. Верхний предел рабочего давления – 6,3 атмосферы.

 

К третьему классу относятся шланги для подачи кислорода. Они имеют окраску синего цвета и работают при более высоком давлении – до 20 атмосфер.

 

Редукторы, понижающие давление газа из баллонов и газопровода, являются обязательной частью, которую вмещает в себе оборудование для газовой сварки, работающее на газообразном топливе. Но, поскольку разнообразие газов довольно велико, плюс к тому они обладают химической активностью к разным металлам и подаются под разным давлением индивидуально, то и редукторов имеется такое же множество. Есть редукторы для кислорода, ацетилена, водорода и многих других газов.

 

Это приборы, которые стабилизируют давление, а также убирают его резкие перепады. Конструктивно можно различить два вида редукторов: однокамерные и двухкамерные. Вторые обеспечивают лучшую стабилизацию давления, по причине наличия второй камеры. Часто редукторы для газовой сварки комплектуются механического типа манометрами – контрольно-измерительными приборами, которые являются индикаторами давления в данный момент времени. Их на одном редукторе можно наблюдать два – для низкого и высокого давления, то есть, для входного и выходного.

 

Особенности газопламенной сварки металлов, ее материалы и оборудование (15.4.2016)

Виды, устройство, принцип работы, выбор сварочных аппаратов для дома и дачи (4.2.2016)

Виды современных электродов для работы с ручной электродуговой сваркой (12.6.2015)

Виды и способы соединений сварных деталей, разделки их швов и кромок (14.9.2014)

Принцип действия сварки с закладными нагревателями (13.2.2014)

Принцип действия плазменной сварки (13.2.2014)

Принцип действия лазерной сварки (13.2.2014)

Принцип действия электронно лучевой сварки (9.2.2014)

Принцип действия электрошлаковой сварки (19.11.2013)

Принцип действия контактной стыковой сварки (11.11.2013)

Сварочные работы