Ацетилено-кислородная сварка для начинающих

Минимальный набор средств, необходимый газосварщику — это рукавицы-краги и очки газосварщика.

  • рукав ацетиленовый (далее по тексту C2H2) 1-й категории для подачи ацетилена с давлением до 0,63 МПа
  • кислородный (далее О2) 3-й категории для подачи кислорода под давлением до 2 МПа
  • Редуктор к О2 (БКО-50ДМ)
  • Редуктор C2H2 (БАО- 5ДМ)
  • два соответствующих баллона объемом 40 л
  • газовая горелка Донмет Г3 с мундштуком №3

Горелка для сварки ацетиленом

Газосварка ацетиленом, а точнее, ее качество, зависит от горелки. От точного ее выбора по размерам, от грамотной подачи газов в ее полость. Что касается размеров, то горелки маркируются от нуля до пяти. В этом случае «0» является самым малым размеров, соответственно «5» — самым большим. Здесь в основном имеется ввиду размер отверстия. И чем больше он, тем шире будет сварочный шов после сварки, соответственно и больше будет расход газовой смеси.

Поэтому, начиная варить металлические заготовки ацетиленом, нужно в первую очередь убедиться, что наконечник (его номер) соответствует форсунке, через которую будет подаваться горючая газовая смесь.

Инструменты и материалы

Для ацетиленовой сварки потребуется вполне доступное и относительно недорогое оборудование. Ранее для получения газа применялись газовые генераторы, но сейчас более распространен баллонный ацетилен.

Баллон окрашен в белый цвет. Для поддержания горения используется баллонный кислород. Как правило, их перевозят на специальных тележках.

В зависимости от толщины свариваемого металла предусмотрено использование нескольких размеров горелки и сопла. Самый маленький размер, который может иметь горелка – нулевой, а самый большой – пятый.

При необходимости сильного нагрева толстого металла используется наибольший номер с отверстием, позволяющим подавать газовую смесь в сварочную ванну и обеспечивающую нормальный прогрев стыка.

К горелке подходят шланги с ацетиленом и кислородом. Крепятся с помощью резьбового соединения.

Редукторы позволяют регулировать подачу газа и понижать давление газа, поступающего из баллона. Давление в кислородном баллоне порядка 150 атм. К тому же редукторы защищают баллон от обратного удара.

В зависимости от вида свариваемого материала, присадочная проволока может выполняться из стали или других металлов с добавлением легирующих добавок. Они улучшают качество шва. Для ацетиленовой сварки стальных водопроводных труб используют оббитые электроды для ручной электросварки, но это более дорогой вариант.

Недостатки

Кислородная сварка с использованием ацетилена имеет некоторые негативные качества, среди которых можно выделить:

  1. При нагреве появляется большая зона с изменениями в качествах материала. Именно по этой причине данная технология не применяется в сфере машиностроения.
  2. Не рекомендуется использовать для сваривания изделий с толщиной больше 5 мм. В этих случаях стоит применять полуавтоматическую или ручную электросварку.
  3. Ацетиленовое сваривание не подходит для изделий высокоуглеродистого металла.
  4. При сваривании внахлест металл будет сильно деформироваться. Кроме этого будут возникать области с чрезмерным напряжением.
  5. Если сравнивать с электродуговыми методами сварки, то для этой технологии требуются большие финансовые вложения на материалы и оборудование.

Однако стоит учитывать, что использование ацетилена для резки и сварки металлов может привести к неприятным последствиям. Дело в том, что данный газ достаточно сильно взрывоопасен, и если во время его применения не соблюдать технику безопасности, то может возникнуть сильный взрыв, который может навредить здоровью или повлечь более серьезные проблемы.

Помимо несоблюдения правил безопасности, также сварщики часто выполняют неправильные действия при обратном ударе, а это основные действия, которые могут привести к авариям при сварке. Специалисты при работе с ацетиленом для сварки должны иметь навыки выше тех, которые требуются при проведении полуавтоматической и автоматической сварки.

Стоит отметить! Ацетиленовая технология лучше подходит для стыковых соединений деталей. А качество соединения напрямую зависит от качества и чистоты ацетилена и кислорода.

Кроме этого данный вид сваривания подходит только для тонкостенных изделий из металла. При помощи него не можно сварить только некоторые виды цветных металлов. А сам стык получается не таким красивым и надежным, как, к примеру, у газосварки.

Особенности

Сварка с применением ацетилена и кислорода связана с нюансами, о которых нельзя забывать перед тем, как приступать к работе. Характеристики готового соединения зависят от трёх пунктов: силы пламени, угла наклона горелки и диаметра присадки.

Какую мощность установить на горелке зависит от того, какие свойства у свариваемых металлических заготовок.

Правило подбора простое: элемент с большим сечением обладает высокой температурой плавления и теплопроводностью требует большей мощности газовой горелки.

Если заготовка тонка, пламя, наоборот, должно быть «слабее». Но учитывайте, что большая сила пламени требует увеличения количества используемого газа ацетилена.

Опытные сварщики рассчитывают нужную мощность горелки применяя формулу. Для «зелёных» мастеров это может быть сложнее. Потому на различных ресурсах можно встретить таблицы соответствия и подбора характеристики в зависимости от толщины металла.

Мощность (измеряется в л/ч) меняется со сменой наконечников. У каждого из них есть свой номер, поэтому её подбор равен подбору номера наконечника.

От сечения детали зависит не только сила пламени, но и угол, под которым вы будете создавать шов. Если деталь 155 миллиметров и меньше, для неё подойдёт острый угол: от 10 до 80 градусов примерно.

Наклон увеличивают с утолщением заготовки. Перед сваркой металла ацетиленом любой толщины его нужно прогреть в любом случае, поэтому в самом начале горелка должна быть под прямым углом к поверхности.

Создание шва

Для создания шва нужен и присадочный материал в виде проволоки. Её толщина влияет на свойства шва в такой же степени, как и сила пламени и угол, под которым расположена горелка.

Выбор проволоки также зависит от сечения свариваемой детали. Для определения диаметра присадки есть формула: измерьте сечение металла, разделите на два и добавьте 1 мм. Это и будет нужное значение ширины присадочной проволоки.

Способ, которым вы будете вести горелку, также важен для итогового результата. Она может идти в направлении «на» и «от себя». В первом случае вы ведете горелку, за которой пускаете присадку.

В этом случае за счет равномерного подогрева металла будет образовываться сварочная ванна. Держите источник пламени под острым углом в 45 градусов.

Двигайте его по полукруглой или круглой траектории. Присадку подавайте сразу за пламенем в углубление ванны.

При сварке ацетиленом от себя подавайте присадочный материал наоборот — перед тем, как пройдётесь по металлу горелкой. Обычно этот способ используют для пайки толстых деталей.

Так металл и присадка будут плавиться одновременно и из-за этого лучше соединяться.

Масса из проволоки и металла в жидком виде наполняет собой сварочное углубление. Главное — сделать так, чтобы соединение двух элементов было равномерным.

Так шов будет однородным и без деформаций. Поэтому будьте внимательны по отношению к скорости расплавления кромок и присадки.

Используемое оборудование

Кислородная сварка предполагает создание шва за счет создания пламени при горении смеси двух газов ацетилена и кислорода. Поэтому необходимо обеспечить: правильное процентное соотношение этих газов, температуру горения, величину пламени.

Читайте также  Расчет пускового конденсатора

Для решения этих технических задач применяется следующее оборудование:

  • баллон для хранения кислорода (обычно используют стандартный стальной баллон ёмкостью 40 литров);
  • специальная ёмкость для хранения карбида и выработки ацетилена (такие агрегаты называются газогенераторы);
  • могут применяться баллоны заправленные ацетиленом в промышленных условиях;
  • редукторы контроля давления поступающих газов;
  • трубки подачи газов к горелке (должны быть рассчитаны на давление до 16 атмосфер);
  • газовая горелка (номер горелки определяет её величину отверстия: самый маленький имеет нулевое обозначение, самый большой пятый).

Сварка ацетиленом и кислородом проводится в различных условиях. С этой целью было проведено разделение всего оборудования на ацетиленовую часть и кислородную часть. Например, редуктор подачи ацетилена выполнен в чёрном цвете, кислорода в синем цвете. Резьбовые соединения ацетиленовой части исполнялись с левосторонним направлением, кислородной с правосторонним направлением. Это снижает возможность ошибки при монтаже, повышает надёжность и безопасность собранного аппарата.

Технология

Сначала подается ацетилен для сварки до того момента, пока не появится характерный резкий запах. Поджигаем горелку и постепенно подаем кислород. Должно образоваться красивое синее пламя. Баллоны с ацетиленом и кислородом обычно снабжены редукторами. Установите давление ацетилена от 2 до 4 атмосфер, и давление кислорода до 2 атмосфер. Это оптимальные значения. Мы не рекомендуем использовать большее давление, поскольку оно лишь усложнит процесс сварки.

Если предстоит сварка ацетиленом и кислородом черных металлов, то рекомендуем добиться нейтрального пламени. Его можно визуально отличить от любого другого, поскольку пламя состоит из трех «слоев»: внутренний обычно ярко-голубого или зеленоватого цвета, средний бледно-голубого цвета и наружный.

Вообще существует 4 типа пламени, получаемого с помощью ацетилена. Но чаще всего используется именно нейтральное пламя, оно относительно универсальное. Здесь мы не будем подробно расписывать, как добиться нейтрального пламени, поскольку это сложный процесс. При желании вы сможете найти дополнительные обучающие материалы. Скажем лишь, что важно не допускать появления длинного пламени, конец которого окрашен в оранжевый цвет. К тому же, неправильно настроенное пламя может вместо плавления просто разрезать металл, так что важно уделить этой теме побольше внимания при обучении.

Плюсы и минусы

Работа с ацетиленовой сваркой имеет свои особенности, давайте подробнее рассмотрим их.

Преимущества Недостатки
1. При работе не требуется электричество; 1. Длительность процесса;
2. Невысокая стоимость и доступность материалов; 2. Широкая область нагрева деталей, что может стать причиной деформации свариваемых элементов;
3. Мобильность – оборудование можно перемещать и проводить работы в любом месте; 3. Высокая загазованность и как следствие взрывоопасность – при сварке в замкнутом не проветриваемом пространстве необходимо постоянно следить за концентрацией газа;
4. Возможность регулирования степени нагрева; 4. Невозможность работы с деталями толще 5 мм;
5. Универсальность – при помощи ацетилена можно сваривать любые металлы, и чугун, и медь, и алюминий; 5. Необходимость привлечения специалистов, имеющих опыт работы с газопламенной горелкой.
6. Плавная регулировка температуры пламени;
7. Возможность соединения металлов с разными температурами плавления.

Оборудование для ацетиленовой сварки

  • Емкость для хранения кислорода. При мобильной версии оборудования — это стандартный кислородный баллон сине-голубого цвета для хранения и транспортировки сжатого кислорода на 40 л. Причем существует и более облегченная версия на 10 л. На промышленном производстве, при наличии собственной кислородной станции, подачу кислорода осуществляют по системе кислородопроводов.
  • Емкость для генерации или хранения ацетилена. Для этого в одном варианте использовались стандартные баллоны для хранения и транспортировки сжатого газа серого цвета или сниженного, но уже красного цвета. В этом случае ацетилен вырабатывался промышленным способом, а баллоны заправлялись на специальных газогенераторных станциях.

Но наиболее широкое распространение имели так называемые газогенераторы, которые служили для генерации ацетилена непосредственно на месте проведения сварочных работ из карбида кальция. Такой аппарат представлял собой небольшую герметичную емкость, в свою очередь состоящую из двух объемных отделений: внешнего и внутреннего, имеющих общую нижнюю полость.

Работа такого генератора происходила гениально просто. На дно аппарата заливалась вода до определенного уровня, а во внутреннее отделение помещалась металлическая корзина с кусками карбида кальция так, чтобы низ корзины погрузился в воду для начала химической реакции. Далее, емкость генератора герметично закрывалась и генерируемый газ для сварки забирался из специального патрубка. В случае, если разбор газа отставал от объемов выработки, образовавшийся «лишний» газ во внутреннем объеме, создавая избыточное давление, выдавливал воду во внешний объем, чем обезвоживал корзину с карбидом и останавливал процесс генерации ацетилена. Во время проведения сварочных работ такой ход процессов в генераторе повторялся неоднократно.

  • Дополнительное газобаллонное оборудование, состоящее из резиновых кислородных шлангов, как правило, рассчитанных на 10-16 атм и газовых редукторов для каждого вида газа в отдельности. Причем ацетиленовый редуктор имел черный цвет и все резьбовые соединения левосторонней направленности, а вот кислородное оборудование было синего цвета и могло накручиваться только правосторонней резьбой.

Эта резьбовая особенность разделения принадлежности оборудования к тому или иному газу была сделана в целях техники безопасности, чтобы при подготовке сварочного оборудования к работе сварщик случайно не перепутал шланги и редуктора, так как это могло привести к аварийной ситуации.

  • Сварочные горелки, представляющие собой систему трубок с запорно-регулирующими кранами, смесительной камерой и соплом. Так же, как и на редукторах, каждый вид газа имеет свой собственный штуцер с левой или правой резьбой соответственно.

В основном применялись газопламенные горелки с номерами от «0» до «5», что определяло их рабочие возможности по интенсивности истечения газов и силе пламени. Так, нулевой номер применялся для самых тонких деталей, а четвертый и пятый номера были, по сути, уже газовыми резаками и применялись для соединения металла толщиной в 4-5 мм или для кислородной резки различных металлических конструкций.

Сегодня этот вид сварки практически уходит в небытие, оставляя за собой прочные позиции в ювелирной промышленности и точном приборостроении.

А раньше, в 70-90 годах прошлого столетия, ацетиленовый генератор, сделанный своими руками из баллона обычного углекислотного огнетушителя, был одним из самых распространенных и доступных сварочных аппаратов для ремонта кузовов автомобилей в условиях простого гаража.

Если у вас есть свой опыт использования ацетиленовой сварки, то поделитесь им в блоке комментариев.