Предимства и недостатъци на технологията за заваряване с газ с ацетилен

Широко разпространената употреба и производство на ацетилен в известните десетилетия спадна до известна степен. Това се дължи на въвеждането на висококачествени електроди за автоматична и подводна дъгова заварка. Някои отрасли, които някога са изоставили използването на заваряване с газ, но изпълнението на някои ремонтни и полеви работи, без това да остане невъзможно.

Ацетилен за заваряване (C2H2)

Обща информация

Ацетиленът има въглеводороден състав с тройна въглеродна връзка. Евтиният начин да се получи калций и вода от карбид го правят най-често срещаният запалим газ за заваряване. Високата температура на горене на ацетилена води до отделянето на твърди частици от въглерод, които започват да блестят ярко от жълтия пламък до бяло. Това направи възможно използването на ацетилен за фенери.

Ацетиленът се транспортира и съхранява в газови бутилки с бяло или червено (за втечнено състояние) 40 литра при налягане 1,6 МРа. Той е експлозивен при добавяне на кислород или въздух, както и при високо налягане.

Свойства на ацетилена

• При температура минус 83.3 ° С, ацетиленът преминава в течно състояние.
• Когато минусът достигне над 90 ° C, газът се втвърдява.
• Този газ е разтворим във вода и напълно разтворим в органични разтворители, като ацетон.
• При високи температури (500 ° С) ацетиленът експлодира, както и при налягане над 2 atm.

Предимства и недостатъци на ацетиленовата заваръчна смес за заваряване

предимства:

• Най-висока температура на горене.
• Възможността за получаване на ацетилен от генератори и придобиването на по-високо качество в бутилки за производство.
• В сравнение с други горими газове е най-полезен.

недостатъци:

• Повишена експлозивност и строги предпазни мерки.
• Висока газификация на помещения по време на работа.
• Възможно възникване на дефекти: прегряване и прегряване на тънки метали.

Оборудване и материали за заваряване с ацетилен

При газова заварка ацетиленът най-често се използва като горивен газ, но поради редица причини той също се заменя с други газове. В допълнение, ацетиленът не е единственият газ и консумативи, които са необходими за получаване на качествено метално съединение.

Консумативи за заваряване с газ

• Ацетилен или газ, заместващ го

Тя може да бъде в завършена форма (в цилиндър), както и в течността, получена чрез разлагане под действието на електрическо дъгообразно изхвърляне или при разлагане на калциев карбид с вода. Останалите заместващи газове с ниска топлопроводимост се използват за определени метали като деоксиданти. Тяхното изгаряне изисква различно количество кислород, но те не са икономически.

• кислород

За да се осигурят достатъчни температури и бързо топене на метали, изпаренията на запалими газове или самия газ се изгарят с добавяне на чист кислород. За заваряване се използва тристепенен технически кислород, който се изчислява по обем при атмосферно налягане:

1. най-високата степен е честотата на азота 99,5 + 0,5;
2. първи клас - честота 99,2 + азот, аргон;
3. втори клас - честотата на 98,5 + азот и аргон.

Течният кислород не се използва за заваряване, но е по-удобен и безопасен за транспортиране в топлоизолирани контейнери.

• Захранващ проводник

Заваръчна тел се използва в съответствие с химическия състав на металите, които ще бъдат заварени. Основният критерий за избора му е точката на топене, която трябва да бъде точно под точката на топене на металите. Като изключение от стомана, мед, месинг и олово, телта може да бъде заменена от нарязани тънки ленти от метал от една и съща марка.

• потоци

Заваряване пасти или прахове, наречени потоци прилагат при заваряване ацетилен и неговите заместители за защита на разтопен метал от окисляване и бързо отстраняване на вече образувани-филми от оксиди.

Проводниците и металните ръбове се обработват от потоци, които, когато се загряват от шлаката и се поплават на повърхността на течния метал. Шлаковият филм предпазва разтопения метален заваръчен басейн от окисляване. изборът на състав на потока, подобно на пълнежния проводник, зависи от вида на заварените метали.

Оборудване за заваряване

Нанасяне на газови заварки изисква един и същ комплект оборудване, независимо от вида използван горивен газ. Основният комплект заварчици в заваръчната станция е:

• Водна брава. Необходимо е да се предотврати запалването на сместа ацетилен-кислород в газовите канали по време на така нареченото обратно ударно въздействие. Защитният затвор винаги е свързан между горелката или горелката и тръбопровода за газ към цилиндъра или ацетиленовия генератор.
• Ацетиленов генератор. Използва се за производство на ацетилен от калциев карбид чрез добавяне на вода.
• Цилиндри. Стоманени безшевни съдове със спирателен вентил. Те са необходими за компресиран кислород, както и ацетилен, който е под налягане и се разтваря в ацетон. Цилиндрите варират по цвят.
• Вентили за цилиндри. Използва се само месинг за кислородни цилиндри и само стомана за ацетилен. Забранено е използването на мед, тъй като ацетиленът и медът представляват взривно вещество.
• Редуктори. Използва се, за да се намали налягането на ацетилена, изтеглено от цилиндъра, и да се поддържа на необходимото ниво. Според дизайна те са еднокамерен и двукамерен.
• Ръкави (маркучи). При доставката на газ се използват маркучи от вулканизиран каучук и уплътнения от тъкан. Втулките за ацетилен и кислород се различават, но може да се използва и тръбопровод с предпазен клапан.
• Газови горелки. При ръчно заваряване на газ се използват различни горелки, които са необходими за смесване на кислород и ацетилен, което е да се регулира мощността на пламъка.
• Инструменти и инструменти за защита на заварчици. Маска за заваряване, очила, ръкавици без пръсти, цилиндрични ключове, чук и метална четка за почистване на заваръчни шевове.

Целият комплект оборудване и консумативи е задължителен, но не и минимален. За кислородно рязане се използва и режещ инструмент. Поради опасността от извършване на операции по заваряване с експлозивна смес, цялото оборудване трябва да се подлага на редовни проверки и да бъде в добро състояние.

Технологичен процес на заваряване с ацетилен

Ацетиленът е най-изгодният газ при заваряване на дебели метали, както и най-удобния, когато се използва на полето. В същото време технологията за получаване на заварена фуга е сравнително проста и отдавна е усвоена, но изисква специална грижа от заварчика.

Технология на заваряване с ацетилен

1. Въз основа на дебелината на заварените метали се избира необходимата горелка (от 0 до 5). Дебелината му ще засегне ширината на шева и консумацията на горивния газ.
2. Горелката трябва да бъде изчистена с ацетилен, преди да се появи миризмата и да се провери за готовност за работа.
3. Запалимият газ се запалва и бавно се добавя кислород, докато се образува постоянен пламък. В този случай налягането на изхода на редукторите: ацетилен - 3-4 атм., Кислород - 2 атм.
4. Регулирането на горелката избира желания заваряващ пламък, неговата мощност.
5. Внимателно почистените метални повърхности се преместват един към друг и бавно се загряват от горелката.
6. Самият процес на заваряване се извършва или по левия, или по десния начин заваряване на метали.
7. След горелката се придвижва телта за пълнене.

Ацетиленово заваряване ви позволява да получите надеждна връзка и качеството на шева зависи от умението на заварчика. Но трябва да се има предвид, че температурата на горене на ацетилена е много висока, до голяма степен зависи от правилно избраното съвпадение на заваряващия пламък с метала.

Избор на пламък за заваряване

Съставът на горимата смес определя температурата, външния вид и съответно силата на заваряващия пламък. Чрез регулиране на съотношението кислород и ацетилен към сместа, заварчикът може да получи три основни вида пламък:

1. Карбуризиране (излишък от ацетилен). Използва се за свързване на твърди метали, алуминий и магнезиеви сплави.
2. Нормално (неутрално). Най-често използваният тип пламък за заваряване на "черни" метали. Пламъкът има добре дефинирана корона и се състои от три цветни зони: ядрото е ярко синьо, редуциращата зона е бледосина, фенерчето е жълта. Зоната за възстановяване и фенерчето са работните зони на пламъка на горелката.
3. Оксидативен (излишък от кислород). Използва се за рязане на метал, медни заваръчни шевове и спояващи спойки заедно с пълнителя.

Пламъкът за заваряване влияе пряко върху качеството и здравината на заваръчния шев. Неговата мощност трябва да съответства на термофизичните свойства на метала и неговата дебелина. Също така, тел, поток и избор на ъгъла на наклона на газовата горелка са определящите параметри на процеса на заваряване на метали.

Металургични процеси на ацетиленово заваряване

Използването на ацетилен води до характеристиките на процеса на образуване на шева:

• образува малка баня от разтопен метал;
• в точката на заваряване се достигат високи температури и основна концентрация на топлина;
• металът бързо се топи и бързо се охлажда, но не и по време на електродъгова заварка;
• течният метал на банята може да бъде интензивно смесен с газов поток от пламък и тел, което осигурява гладкост на заварения шев;
• протича химическо взаимодействие между стопения метал и газовете на заваряващия пламък.

Основни реакции при заваряване с газ:

• Окисление: метали, които имат родство с кислород (магнезий, алуминий).
• Възстановяване: желязо, никел и т.н.

Използването на различни потоци и проводници зависи от вида на метала и от реакцията, която се получава при заваряването.

Структурни промени на заварени метали

Зоната на влияние на пламъка е участък 3 пъти по-широк от дебелината на заваряваните метали. Съответно, процесът на топене на метален ацетилен с дебелина повече от 5 мм е трудно и в този случай задължително се прави скосяване. Общата зона на влияние на газовия пламък обаче е по-голяма от тази при дъгова заварка, която позволява свързването на по-дебели метали.

При равномерно нагряване главните метални слоеве, съседни на заваръчния басейн, придобиват груба структура. Най-голямата и отчетливо очертана структура се наблюдава в зоната, близка до самия шев.

Това е област на непълно топене на метал, което е най-крехко и е склонно към образуване на дефекти. Зад зоната на възможни смущения е и зоната на грубо-зърнестата метална структура - зона на не-рекристализация, която се характеризира с по-ниски точки на топене. Всички следващи зони на разстояние няколко милиметра от шева не променят фино-зърнестата си (нормална) структура.

За да се намали зоната на възможните дефекти, се използва предварително загряване директно в заваръчната зона или обща топлинна обработка на детайла или горещ проводник за съединението. Всичко това позволява на заваряващия метал да има по-малко удължение и по-нисък коефициент на вискозитет в сравнение с основния метал, което осигурява повишена пластичност на съединението.

Режими на заваряване на ацетилен от някои метали

Въглеродна стомана

Високовъглеродните стомани не се препоръчват да се заваряват с ацетилен. И за нисковъглеродните стомани, заваряването с газ е приложимо във всички варианти с избора на всеки метод за заваряване. При нормален пламък на горелката и средна мощност от 120 dm3 / h се използва методът на дясното заваряване. За подобряване на качеството на шева най-често се използва тел от нисковъглеродна стомана. При нагряване се изгаря част от манган, силиций и въглерод, което осигурява груба структура от неблагороден метал. проводник със съдържание на 0.17 въглерод, 1.1 манган и 0.9 силиций, за да се получи слой от заварена плоска структура.

Легирана стомана

Топлинната проводимост на легирани стомани води до висока степен на деформация при значителни температури, което усложнява процеса на заваряване с ацетилен.

• Ниско легирани стомани: добре заварени от нормален пламък с използване на подходящи потоци.
• Хроми-никелови стомани: те са заварени от нормален пламък с ниска мощност (до 75 dm3 / h).
• Топлоустойчиви стомани: използва се тел с 25 хрома и 21 никел.
• Използва се корозионна стомана: тел с 3 молибден, 11 никел и 17 хром.

Чугун

Оксидативният пламък оказва неблагоприятно влияние чугунена структура. Когато се използва, силицийът изгаря в зоната на нагряване и зърната от бял чугун се образуват в заваръчния метал. Подобна връзка не е трайна и лесно се бори. Възможно е да се използва нормален или карбуризиращ пламък на газовата горелка, за да се свържат части от чугунени части.

мед

Високата топлопроводимост на медта изисква много повече топлина от газовата горелка, отколкото за стоманите. В този случай медта бързо се топи и е суперфлуиден материал в течно състояние. Следователно връзката му трябва да бъде направена без разстояние между краищата на частите или с помощта на проводник, изработен от чиста мед. За отстраняване на медни шлаки използвайте специални потоци, които също осигуряват и дезоксидация на шева.

месинг

Електрозаваряването на месингови заваръчни съединения не се поддава, поради което се използва заваряване с газ. При образуването на шев е необходимо да се използват температури от около 900 ° С, които са достатъчни за образуването на съединение, но не са достатъчни, за да се изпари напълно цинка от метала. Когато се използва заваряване с газ, допустимият процент на изпарение на цинк от шева и около зоната на шева е 25, което прави възможно да се образуват не-порести шевове.

Ако количеството ацетилен в горящата смес се повиши до 35, тогава количеството на изпарения цинк ще намалее значително. В този случай, вие не можете да направите без запълване месинг тел и поток.

бронз

Бронз е силно изложен на окислителни реакции, в резултат на което калай, силиций и алуминий бързо се изпаряват от него. Поради това всички връзки, използващи газова заварка, трябва да се извършват с горелка за намаляване на пламъка. Като запълващ проводник се използва директно свързващ се метал и се добавя 0,5 силиций за деоксидиране на заваръчния шев. За бронз са подходящи потоци от същия състав, както и за мед и месинг.

Плюсовете и минусите на ацетиленовото заваряване

На първо място, всяко ръчно заваряване на газ е по-мощно от електродъгово заваряване. Но същото предимство изисква повече контрол от страна на заварчика, което означава, че увеличава възможността за грешка и нарушение на целостта на връзката.

предимства:

• Лесна употреба при строителни и инсталационни условия, при които няма захранващ кабел и захранващ източник. Оборудването за заваряване е достатъчно мобилно и лесно се транспортира.
• Способността да се комбинират няколко вида метали с различни точки на топене, когато се използва един вид оборудване. Само чрез контролиране на пламъка и концентриране на ацетилена в горима смес.
• Незаменимо с чугун заваряване, месинг, мед.
• Подобряване на качеството на шева чрез използване на правилно подбран проводник.
• Възможност за регулиране скоростта на загряване на метала при заваряване с ацетилен.

недостатъци:

• Човешкият фактор: високата квалификация на заварчика се изисква за достатъчно ниво на производителност.
• Голяма зона на топлинно влияние, което в машиностроенето е неприемливо.
• при заваряване на метали с дебелина повече от 5 мм дъгова заварка е по-изгодно по отношение на разходите и по отношение на скоростта, с която се произвежда съединението.
• процесът на заваряване с газ не се поддава на механизация и автоматизация.
• Газовото заваряване не осигурява висококачествено свързване на висококачествени стомани.
• Настъпването на напрежения в метала, което води до деформация по време на сплайсването.
• Икономически нерентабилно в сравнение с използването на дъгова заварка, възможността за получаване на висококачествена и надеждна заварена фуга.
• Експлозивен характер на използваните материали, които не могат да се използват при определени условия.

Характеристики на заваряване с ацетилен:

• Идеален за свързване на задните части, а не за крайни връзки.
• Производителността на заваряването е пряко пропорционална на чистотата на кислорода и ацетилена.

С всички недостатъци и опасности при използването и съхранението на ацетилена той е и остава основният горивен газ за заваряване. На свой ред, газова заварка никога напълно предаде позиции и да не губят своята популярност, тъй като в някои случаи това е просто незаменима и много индустрии, няма да бъдат в състояние да правя без него.

Висока квалификация на заварчика и големия опит позволява ацетилен заваръчен процес не само излезе на печалба за потреблението на материали, но също така и от производителността на производството на заварени съединения на стоманени конструкции на отделните части. Стриктното спазване на предпазните мерки и всички предпазни мерки минимизират появата на опасни ситуации при използване на ацетиленово заваряване.