Ацетиленовая горелка: критерии выбора

Ацетиленовая горелка: критерии выбора

Ацетиленовая сварка — самый популярный метод газопламенной сварки. Это вызвано ее простотой в эксплуатации, низкой ценой исходников для выработки ацетилена и доступный набор оборудования. Такая технология позволяет достичь хорошее качество соединений, даже при монтаже самых сложных и ответственных сооружений, например тепловых и атомных электростанций. Ацетиленовая горелка — специальная конструкция, в которой происходит смешивание газа с кислородом из воздуха, при этом образуется мощное сварочное пламя. Именно это обстоятельство позволяет, на протяжении вот уже нескольких десятилетий, считать ацетиленовое оборудования одним из основных инструментов газосварщика.

Для того, чтобы выставить раб.давление 0,2МПа на C2H2 редукторе, нужно барашек баллона открыть против часовой стрелки, после чего винт на редукторе выкрутить по часовой. Точно так же выставляется давление на О2 редукторе 0,5 Мпа.

Настроить сварочное пламя можно двумя способами:

  • Открыть вентиль C2H2 на горелке, потом поджечь пламя, оно не должно отрываться от мундштука, потом подрегулировать его кислородом. Пламя должно иметь ядро, восстановительный участок и факел;

  • или открыть оба вентиля сразу, каждый на пол-оборота, после чего поджечь пламя. Затем отрегулировать его до нормального состояния. Должны получиться три ярко выраженные зоны.

Как видим, первый способ больше всего подходит для новичков.

Разогрев металла до температуры плавления

Для того, чтобы сделать сварочную ванну нужно расположить горелку под 90 градусов по отношению к основному металлу, а расстояние между ядром пламени и металлом должно быть около 1-3 мм. Металл начнет постепенно накаляться до красна. Сначала появится характерный цвет соломы, затем образуется сварочная ванна. Для начала попробуйте без присадки сделать колебательные движения «полумесяц». Для наплавки нужно отвести горелку на 30-40 градусов и сверху подать пруток каплеобразно или путем погружения в жидкую ванну. При этом не забывайте «рисовать» горелкой «полумесяцы», медленно продвигаясь вдоль шва. Старайтесь, чтобы ядро не задевало сварочную ванну.

Технология сварки

Перед тем как варить ацетилен сваркой, необходимо открыть подачу ацетиленового газа до появления резкого специфичного запаха. Горелка поджигается, после чего надо постепенно добавлять кислород до образования устойчивого синего пламени. Обратите внимание, что на каждом баллоне: ацетиленовом и кислородном установлены редукторы. Так вот при подаче обоих газов на ацетиленовом баллоне должна устанавливаться подача под давлением 2-4 атм, на кислородном до 2 атм. Повышать давление нет смысла, потому что это приведет к неправильной регулировке горючей смеси.

Когда производится сварка черных металлов, то обычно сварщики устанавливают так называемое нейтральное пламя. Состоит оно из трех частей, которые четко видны невооруженным глазом:

  • Внутри располагается ядро, оно имеет яркий голубой окрас нередко с зеленоватым оттенком.
  • Далее идет восстановительное пламя. Это так называемая рабочая область, имеющая бледно-голубой окрас.
  • И сверху располагается факел пламени. И он тоже является рабочим.

Всего специалисты отмечают четыре разновидности пламени ацетиленовой сварки, но именно нейтральный вид используется чаще всего. Его нужно правильно настроить. И если настройка была проведена неграмотно, то сварка ацетиленом будет не варить металл, а резать его. Очень важно не допустить, чтобы пламя горелки было длинным и с оранжевым концом. Такое пламя вводит в нагретый металл углерод в избытке. А этот химический элемент для сварочного процесса – не самый лучший показатель.

Технологический процесс газосварки

Процесс работы начинается с открывания вентилей на баллонах и регулировки давления газа с помощью редукторов. Оптимальное значение напора газов – 2 атмосферы. При большем давлении, может быть затруднена регулировка пламени.

На горелке открываем вентиль подачи ацетилена и поджигаем газ. Затем постепенно открывая кислородный вентиль, регулируем пламя. Для сваривания черных металлов наиболее часто применяется нейтральное пламя горелки. Сам факел состоит из трех, хорошо видимых невооруженным глазом, частей.

Голубой цвет с незначительным зеленоватым отливом имеет ядро, которое расположено внутри пламени.

Далее идет рабочая область, отвечающая за нагрев и качество шва в процессе ацетиленовой сварки. Это восстановительное пламя и оно, как правило, светло-голубого цвета.

Самая большая часть – это факел горелки. Он отвечает за нагрев металла.

Для настройки нейтрального пламени, необходимо прислонить горелку к любой металлической поверхности и отрегулировать его вентилями подачи газа. Ядро не должно быть очень большим, а восстановительное пламя регулируется до определенного цвета.

Сначала выставляется размер факела. Это делается подачей ацетилена. Затем постепенно увеличивая подачу кислорода, добиваемся нормального пламени.

При этом не следует делать очень мощное пламя. Оно увеличит не только скорость ацетиленовой сварки, но и повысит количество прожогов и подрезов шва. Поэтому регулировка – это одна из основных операций, которая облегчает выполнение сварочных работ.

Нельзя выставлять длинный и оранжевый цвет факела. Такое горение будет снижать качество шва, внося в сварочную ванну избыток углерода.

Особенности

Ацетилено кислородная сварка имеет свои особенности, которые обязательно нужно учитывать перед началом работ. Прежде всего, качество готового шва зависит от трех компонентов: мощности пламени, угла сварки и диаметра присадочной проволоки. Давайте подробнее остановимся на каждом из них.

Мощность пламени газовые горелки для сварки должна выбираться исходя из свойств металла, который вы собираетесь варить. Пользуйтесь простым правилом: у толстой детали высокая теплопроводность и температура плавления, значит для нее необходима большая мощность пламени. С тонкой деталью все с точностью наоборот. Но учтите, что тем больше мощность пламени, тем больше расход газа.

Профессионалы обычно высчитывают оптимальную мощность с помощью формулы, но для новичков этот метод может показаться сложным. Поэтому просто дадим свои рекомендации касаемо оптимальных значений мощности для каждого типа металла. Ниже вы можете видеть рекомендуемые номера наконечников в соответствии с толщиной металла. Именно с помощью наконечника регулируется мощность. Она имеет свою ЕИ — литры в час (л/ч).

Теперь поговорим об угле наклона горелки. Угол наклона так же зависит от толщины металла. Для сварки металла толщиной от 1 до 155 миллиметров рекомендуем угол от 10 до 80 гарусов соответственно. Увеличивайте угол, если металл толще. Чтобы деталь хорошо прогрелась (не важно, какой она толщины) нужно в начале сварки держать горелку под углом в 90 градусов.

Также присадочная проволока используется для сварки. Ее диаметр наравне с мощностью пламени и углом наклона горелки влияет на качество шва. Здесь все то же самое, диаметр подбирается исходя из толщины металла. Просто узнайте, сколько миллиметров толщина вашей детали, поделите пополам это значение и прибавьте один миллиметр, таков будет диаметр проволоки.

Отдельно хотим рассказать вам о способах ведения горелки. Ее можно вести на себя или от себя. Если вы будете вести на себя, то сначала должна двигаться горелка, а вслед за ней присадочная проволока. Так пламя будет равномерно разогревать металл и формировать сварочную ванну. Старайтесь держать горелку под углом 45 градусов. Траектория движения — кругом или полукругом. Присадочную проволоку нужно подавать следом, прямо в сварочную ванну.

Читайте также  Как подключить газовую плиту к баллону

Если вы будете варить от себя, то сначала нужно подавать присадочную проволоку, и только затем горелку. Зачастую такой метод применяют, если нужно сварить толстый металл. В таком случае нагрев металла и плавление проволоки осуществляются одновременно. Образуется смесь из расплавленной проволоки и металла, которая заполняет сварочную ванну. И самое сложное — добиться равномерного смешивания, чтобы шов получился максимально качественным. Так что нужно следить за скорость плавления металла и проволоки.

Инструменты и материалы

Перед тем как приступать к сварке ацетиленом и кислородом, стоит рассмотреть какое оборудование должно применяться для данной технологии. Обычно для нее требуются доступные и относительно недорогие приборы.

Но все же чтобы во время процесса сваривания не возникло проблем и ошибок, стоит предварительно рассмотреть некоторые нюансы:

  • раньше для получения ацетилена для сварки применялись генераторы. Однако с развитие современных технологий данные элементы заменили на баллоны, которые смогли намного облегчить процесс сваривания;
  • баллон с газом всегда имеет белую окраску. Для поддержки горения применяется кислород баллонного типа. Перевозка баллонов выполняется при помощи специальных тележек;
  • обязательно нужны газовые горелки для сварки ацетиленом, а также сопла. Но они могут быть разных размеров;
  • если требуется сильное нагревание толстых металлических элементов, то в этих случаях рекомендуется применять наибольший номер с большим отверстием. Оно должно подавать достаточное количество газовой смеси в сварочную ванну и обеспечивать нормальное прогревание области стыка;
  • дополнительно к горелке подсоединяются шланги с ацетиленом и газом;
  • давление ацетилена и кислорода при сварке регулируется при помощи редукторов. Они защищают баллон от обратного удара;
  • необходима присадочная проволока. В зависимости от вида свариваемого материала она может быть выполнена из стали или из металлов с добавлением легирующих добавок.

Если подготовить все вышеперечисленные элементы и материалы, то можно будет получить прочное и износостойкое соединение металлических деталей. Главное запомнить важные особенности и нюансы процессе.

И не стоит забывать, что ацетилен используется не только для сварки, но и для резки металлов. Однако работать с этим газом должны опытные специалисты, которые знают правила технологии. Все таки этот вид сваривания требует максимальной точности и соблюдения важных мер техники безопасности.

Как варить ацетиленом

Для получения качественных швов и надёжности полученного соединения необходимо соблюдать особенности технологии ацетиленовой сварки. Необходимо следить за основными параметрами сварочного процесса. К этим параметрам относятся:

  • интенсивность горения газовой смеси (мощность пламени);
  • угол наклона газовой горелки к поверхности скрепляемых деталей;
  • диаметр сопла;
  • диаметр присадочного прутка.

Первый параметр выбирается на основании данных о физических и механических свойствах свариваемых металлов. Угол наклона задаётся на основании толщины свариваемых элементов. Все остальные параметры выбираются на основании внутренних параметров свариваемых конструкций и внешних условий сварки.

Перед проведением работ необходимо выбрать способ сварки. Этот выбор зависит от условий проведения сварочных работ. Наиболее распространёнными и технологически отработанными считаются следующие способы:

  • на себя;
  • от себя;
  • с применением флюса.

Если сварка ацетиленом выбранных деталей требует наклона горелки к поверхности под углом примерно в 45°, применяют первый способ. В этом случае необходимо обеспечивать круговые движения пламени горелки по отношению к направлению шва.

Применение второго способа наиболее рационально при автогенной сварке деталей из толстой стали. В этом случае необходимо поддерживать постоянную температуру в точке образования шва.

Схема процесса ацетиленовой сварки

Технология с применением флюса является довольно универсальным способом. В этом случае используют электроды, которые имеют более низкую температуру плавления, чем температура плавления самих металлов. Особое распространение получили стержни, выполненные из цветных металлов: латуни или бронзы. Применение соответствующего флюса позволяет провести обезжиривание поверхности образования шва. Это позволяет значительно улучшить эффект диффузии при нагреве и повысить так называемый папиллярный эффект. Карбидная сварка с флюсом значительно повышает качество получаемого соединения.

Достоинства и недостатки

Достоинства у ацетиленовой сварки весомые. Во-первых, вам не нужно использовать электричество, чтобы произвести сварку. К тому же, все оборудование можно перевозить на специальной тележке, и вы сможете варить на улице в труднодоступных местах. Во-вторых, вы можете просто поменять угол направления пламени, и температура ванны сразу же изменится. Так можно довольно удобно регулировать степень нагрева.

В-третьих, при должной сноровке вы можете избежать прожогов просто меняя расстояние от сварочной ванны до горелки. Но не стоит забывать и о недостатках. Нужно понимать, что такая сварка требует много времени и терпения, поэтому ее нельзя назвать производительной.

А такой вариант вряд ли подойдет для крупного предприятия с большим количеством выпускаемой продукции. Также учитывайте, что во время сварки нагревается не только сварочная ванна, но и вся прилегающая область металла, а это не очень хорошо для детали. Также такую работу не сможет выполнить сварщик низкой квалификации, обязательно нужен профессионал своего дела.

Физические свойства ацетилена

Физические свойства ацетилена представлены в таблицах ниже.

Коэффициенты перевода объема и массы С2Н2 при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг Объем газа, м 3
1,109 1
1 0,909

Коэффициенты перевода объема и массы С2Н2 при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кг Объем газа, м 3
1,176 1
1 0,850

Ацетилен в баллоне

Наименование Объем баллона, л Масса газа в баллоне, кг Объем газа (м 3 ) при Т=15°С, Р=0,1 МПа
С2Н2 40 5 4,545

Благодаря информации в таблице можно дать ответы на часто задаваемые вопросы:

  • Сколько ацетилена в одном баллоне?
    Ответ: в 40 л баллоне 5 кг или 4,545 м 3 ацетилена
  • Сколько весит баллон ацетилена?
    Ответ:
    58,5 кг — масса пустого баллона из углеродистой стали согласно ГОСТ 949;
    18-20 кг — масса пористого материала, пропитанного ацетоном;
    5,0 — кг масса С2Н2 в баллоне;
    Итого: 58,5 + 20,0 + 5,0= 83,5 кг вес баллона с ацетиленом.
  • Сколько м 3 ацетилена в баллоне
    Ответ: 4,545 м 3