Газовая сварка (кислородно-ацетиленовая): принцип работы, типы пламени и преимущества

Что такое кислородно-ацетиленовая сварка?

Кислородно-ацетиленовая сварка, обычно называемая газовой сваркой, — это процесс, основанный на горении кислорода и ацетилена. При смешивании в правильных пропорциях в ручной горелке или дуйной трубе производится относительно горячее пламя с температурой около 3200°C.

В кислородно-ацетиленовой сварке сварочная горелка используется для сварки металлов. Сварка металлов происходит, когда две детали нагреваются до температуры, производящей общий пул расплавленного металла. Расплавленный пул обычно снабжается дополнительным металлом, называемым наполнителем. Выбор наполнительного материала зависит от металлов, подлежащих сварке.

Химическое действие кислородно-ацетиленового пламени может быть отрегулировано изменением соотношения объема кислорода к ацетилену.

Другой тип сварки — кислородно-ацетиленовая сварка. Также известная как кислородно-топливная сварка, кислородно-ацетиленовая сварка — процесс, основанный на горении кислорода и топливного газа, обычно ацетилена. Вы можете услышать этот тип сварки, называемый «газовая сварка».

Газовая сварка используется почти исключительно для сварки тонких металлических сечений. Вы также можете использовать кислородно-топливную сварку для нагревательных задач, таких как освобождение заржавевших болтов и гаек, нагрев тяжелого заготовки для гибки и задач мягкой пайки.

Связано: Что такое газовая сварка?

Кислородно-ацетиленовая сварка — гибкий и прощающий сварочный процесс, делая ее отличным выбором для любителей и подработок сварщиков. Оборудование для кислородно-ацетиленовой сварки также переносимо и легко в использовании.

Как работает кислородно-ацетиленовая сварка?

Кислородно-ацетиленовая сварка использует высокотемпературное пламя высокого тепла, производимое горением топливного газа (чаще всего ацетилена), смешанного с чистым кислородом. Базовый материал плавится с наполнительным стержнем, используя пламя от комбинации кислородно-топливного газа через насадку сварочной горелки.

Топливный газ и кислород хранятся в стальных баллонах под давлением. Регуляторы в баллоне снижают давление газа.

Газ течет через гибкие шланги, при чем сварщик контролирует поток через горелку. Наполнительный стержень затем плавится с базовым материалом. Однако плавление двух кусков металлов также возможно без необходимости наполнительного стержня.

Типы пламени в кислородно-ацетиленовой сварке

Используются три различных настройки пламени: нейтральное, окисляющее и цементирующее.

Сварка обычно выполняется с использованием настройки нейтрального пламени, которое имеет равные количества кислорода и ацетилена. Окисляющее пламя получается путем увеличения только скорости потока кислорода, в то время как цементирующее пламя достигается увеличением потока ацетилена в отношении к потоку кислорода.

Поскольку сталь плавится при температуре выше 1500°C, смесь кислорода и ацетилена используется, так как это единственная газовая комбинация с достаточным теплом для сварки стали. Однако другие газы, такие как пропан, водород и коксовый газ, могут использоваться для соединения цветных металлов с более низкой точкой плавления, а также для пайки и серебряной пайки.

Как упоминалось выше, пламя должно быть отрегулировано, чтобы выглядеть определенным образом, прежде чем вы сможете продолжить кислородно-ацетиленовую сварку. Разные типы пламени используются для сварки разных типов металлов.

1. Цементирующее пламя (Carburizing Flame)

Цементирующее пламя содержит избыток ацетиленового газа. Этот тип пламени подходит для применений, где требуется пламя низкого тепла. Оно используется для сварки никеля, металла Монель, высокоуглеродистой стали и ряда цветных металлов. Это пламя не используется для сварки обычной стали.

Связано: Что такое цементация?

2. Нейтральное пламя (Neutral Flame)

Нейтральное пламя содержит равные пропорции кислорода и ацетиленовых газов. Этот тип пламени используется в большинстве сварочных операций, так как химическое воздействие этого пламени на нагретый металл минимально.

3. Окисляющее пламя (Oxidizing Flame)

Как можно сказать по названию, окисляющее пламя имеет высокое содержание кислорода (соотношение кислорода и ацетилена 1,5:1). Этот тип пламени используется при сварке меди и сплавов меди, таких как бронза и латунь. Он не может использоваться для сварки стали, так как он окислит ее.

Оборудование, используемое в кислородно-ацетиленовой сварке

Кислородно-ацетиленовые устройства переносимы и легки в использовании. Они включают кислород и ацетилен газы, хранящиеся под давлением в стальных баллонах. Баллоны оснащены регуляторами и гибкими шлангами, ведущими к дуйной трубе.

Специально спроектированные устройства безопасности, такие как пламегасители (flame traps), размещены между шлангами и регуляторами баллонов. Пламегаситель предотвращает достижение пламени, генерируемого обратным всплеском, к баллонам. Основные причины обратных всплесков — неудача в продувке шлангов и перегрев насадки дуйной трубы.

При сварке оператор должен носить защитную одежду и тонированные цветные защитные очки. Поскольку пламя менее интенсивно, чем электрическая дуга, и излучается очень мало УФ-излучения, тонированные универсальные очки предлагают адекватную защиту.

Эксплуатационные характеристики

Воздействие кислородно-ацетиленового пламени на поверхность материала для сварки может быть отрегулировано для производства мягкой, жесткой или бурной реакции путем изменения газовых потоков. Есть, конечно, практические пределы типа пламени, которое можно использовать для сварки.

Жесткое, сильное пламя заставит расплавленный сварочный пул быть сдутым, в то время как пламя, слишком мягкое, не будет стабильно рядом с точкой применения.

Дуйная труба поэтому спроектирована для приспособления различных размеров «лабинных» медных насадок, позволяя использовать правильную интенсивность пламени. Соотношение между толщиной материала, размером насадки дуйной трубы и скоростью сварки показано в таблице. В плавленной сварке наполнительный материал в виде стержня может быть добавлен при необходимости.

Основные техники в кислородно-топливной сварке — левая, правая и все позиции правая. Первая используется почти исключительно и идеально подходит для сварки стыковых, угловых и нахлесточных соединений в листовом металле толщиной до примерно 5 мм. Правая техника используется для толщин плит более 5 мм для сварки в плоском и горизонтально-вертикальном положении.

Метод все-позиций правой руки — модификация правой техники и идеально подходит для сварки стальных плит и особенно трубопроводов, требующих позиционной сварки (вертикальной и надголовной). Правая и правая техники позволяют сварщику получить однородное проплавление шва с дополнительным контролем над расплавленным сварочным пулом и отложением шва.

Кроме того, сварщик имеет ясный вид сварочного пула и может работать с полной свободой движения. Эти техники очень высококвалифицированы и используются реже, чем традиционная левая техника.

Почему используют ацетилен для сварки?

Сварка — важный технологический процесс в различных производственных отраслях. Есть разные типы сварочных процедур. Один важный тип — газовая сварка. В этом типе сварки тепло, необходимое для процесса, производится горением кислорода и ацетилена. Иногда водород, бутан и пропан также используются как замены ацетилену.

Комбинация кислорода и ацетилена для резки металлов используется примерно с 1906 года. За годы ацетилен завоевал признание как один из самых безопасных, но самых сильных сварочных газов. Но есть растущее заблуждение, что пропан — лучший сварочный газ, чем ацетилен. Этот пост делится различиями между этими газами и подробно обсуждает преимущества, предлагаемые ацетиленовым газом.

Газовая сварка — 4 степени различия между пропаном и ацетиленом

Ниже приведены основные различия между пропаном и ацетиленом:

1. Температура пламени: Пропан производит температуру пламени ~2800°C при горении в кислороде. Ацетилен производит температуру пламени ~3100°C вместе с кислородом. Эта высокая температура пламени делает ацетилен подходящим выбором для газовой сварки стали.
2. Сварка: При горении в кислороде ацетилен производит восстановительную зону, которая легко очищает поверхность металла. Однако пропан не имеет восстановительной зоны. Это свойство делает его неподходящим для сварки. Сегодня кислородно-ацетиленовая сварка применяется для высокопрочных сталей.
3. Безопасность: Эффективность ацетилена при использовании с кислородом очень высока. Это означает, что газы, особенно кислород, длятся дольше. Таким образом, это приводит к меньшей манипуляции баллонами.
4. Экономические выгоды: Ацетилен имеет меньшие стехиометрические требования к кислороду по сравнению с пропаном. Соотношение объема пропана 4,3 к 1, в то время как для ацетилена 1,2 к 1. Это означает, что больше кислорода потребляется при использовании пропана, чем ацетилена.

Все вышеупомянутые различия указывают, почему ацетилен предпочтительнее пропана. Хотите узнать больше о преимуществах использования кислородно-ацетиленовой для газовой сварки? Следующий раздел обсуждает это подробно.

3 причины, почему ацетилен идеален для сварки

Следующие пункты помогут вам понять, почему ацетилен предпочтителен для сварки с 1906 года.

1. Безопасное топливо: Безопасность — важный приоритет в большинстве процессных отраслей. Поскольку ацетилен легче воздуха, редки случаи их накопления на низких уровнях. Это свойство делает его безопасным для использования в любой производственной установке или в подземных приложениях.
2. Отличное качество сварки: Ацетилен — самый горячий топливный газ при комбинировании с кислородом. В правильных приложениях это делает ацетилен идеальным для сварки различных стальных материалов.
3. Экономия денег: Кислородно-ацетиленовая хорошо известна своей гибкостью и подходит для различных механических операций, кроме сварки, таких как пайка, резка и т.д.

В заводах по наполнению ацетиленовых баллонов и других приложениях ацетиленовые баллоны для сварки доступны в различных размерах. Эта гибкость делает их легкими для поставки и транспортировки по сравнению с другими топливными газами.

Rexarc — один из ведущих производителей оборудования для наполнения ацетиленовых баллонов для сварки. Команда Rexarc поможет вам понять спецификации и дополнительные преимущества использования ацетилена для газовой сварки.

Для чего используется кислородно-топливная сварка?

Кислородно-топливная сварка — процесс сварки типов металлов, включая углеродистую сталь, легированные стали, чугун, алюминий и магний, используя чистый кислород и топливо/газ. В кислородно-топливной сварке горелка используется для нагрева двух кусков металла до температуры, производящей расплавленный пул.

Как правильно работать с кислородно-ацетиленовой горелкой

Поджиг, регулировка и выключение кислородно-ацетиленовой горелки легко — особенно при следовании правильным процедурам. Помимо этих легких для следования инструкций, вы всегда должны быть уверены, что следуете операционным процедурам производителя горелки.

Как правильно поджечь, отрегулировать и выключить кислородно-ацетиленовую горелку:

Сначала — перед тем, как попытаться поджечь горелку, выполните эти проверки:

• Убедитесь, что регулирующие винты давления откручены наружу!
• Убедитесь, что клапаны горелки закрыты!
• Встаньте в стороне от передней части регулятора
• Отдельно и медленно откройте клапаны баллонов кислорода и ацетилена
• Отрегулируйте регуляторы p/a винты к настройкам давления насадки
• Откройте/закройте клапаны горелки отдельно и тонко настройте настройки давления на регуляторах
• Нажмите рычаг резки и при необходимости отрегулируйте давление

Поджиг и регулировка горелки (с позитивным/равным давлением миксера):

• Отдельно продуйте линии кислорода и топливного газа
• Откройте клапан топливного газа на 1/2 оборота
• Поджгите пламя зажигалкой (striker)
• Увеличьте поток топливного газа, пока пламя не покинет конец насадки и дым не присутствует
• Уменьшите, пока пламя не вернется к насадке
• Откройте клапан кислорода и отрегулируйте до нейтрального пламени
• Нажмите кислородный рычаг и сделайте необходимые регулировки

Выключение горелки (с позитивным/равным давлением миксера):

• Закройте кислородный клапан горелки
• Закройте клапан топливного газа горелки

Если горелка/регуляторы и газы не используются некоторое время, следуйте этим процедурам:

• Закройте клапаны баллонов кислорода и топливного газа
• Отдельно продуйте линии кислорода и топливного газа
• Убедитесь, что все манометры регуляторов показывают 0
• Открутите регулирующие винты давления наружу!
• Если вы используете в коммерческой среде, сообщите о любых повреждениях и т.д. вашему супервайзеру

Помните, всегда следуйте базовым правилам безопасности при работе с кислородно-топливным оборудованием.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое кислородно-ацетиленовая сварка?

Кислородно-ацетиленовая сварка, обычно известная как газовая сварка, — процесс, основанный на горении кислорода и ацетилена. При смешивании вместе в правильных пропорциях в ручной горелке или дуйной трубе генерируется относительно горячее пламя с температурой около 3200°C.

Что такое кислородно-топливная сварка?

В кислородно-топливной сварке сварочная горелка используется для сварки металлов. Сварка металлов происходит, когда две детали нагреваются до температуры, производящей общий пул расплавленного металла. Расплавленный пул обычно снабжается дополнительным металлом, называемым наполнителем. Выбор наполнительного материала зависит от металлов, подлежащих сварке.

Для чего используется кислородно-топливная сварка?

Кислородно-топливная сварка — процесс сварки типов металлов, включая углеродистую сталь, легированные стали, чугун, алюминий и магний, используя чистый кислород и топливо/газ. В кислородно-топливной сварке горелка используется для нагрева двух кусков металла до температуры, производящей расплавленный пул.

Какой процесс кислородно-ацетиленовой сварки?

Кислородно-ацетиленовая сварка, обычно называемая газовой сваркой, — процесс, основанный на горении кислорода и ацетилена. При смешивании вместе в правильных пропорциях в ручной горелке или дуйной трубе производится относительно горячее пламя с температурой около 3200 град.

Какие металлы можно сваркивать кислородно-ацетиленово?

Если кислородно-ацетиленовая сварка выполнена правильно, она может использоваться для сварки всех коммерческих металлов. Металлы, свариваемые кислородно-ацетиленово, включают низколегированную сталь, низкоуглеродистую сталь, ковкий железо и чугун.

Какова цель кислородно-ацетиленовой сварки?

Газовая сварка кислородно-ацетиленовая обычно используется для сварки и резательных операций для металлов и сплавов. Сварка обычно используется для соединения нескольких металлов с использованием тепла, генерируемого горением топливных газов, таких как ацетилен, водород, пропан или бутан, со смесью кислорода.

Какие металлы можно сваркивать кислородно-ацетиленовым?

Металл, который можно сваркивать кислородно-ацетиленовым пламенем, включает железо, сталь, чугун, медь, латунь, алюминий, бронзу, а также многие сплавы могут быть сварены. Кислородно-ацетиленовое пламя также используется для резки металла, цементации и отжига.

Как делаете кислородную сварку?

Почему электрод покрыт флюсом?

Электрод покрыт металлической смесью, называемой флюс, которая выделяет газы при разложении для предотвращения загрязнения шва, вводит деоксидизаторы для очищения шва, вызывает образование защитного шлака, улучшает стабильность дуги и обеспечивает легирующие элементы для улучшения качества шва.

Сколько стоит набор для кислородно-ацетиленовой сварки?

Вам понадобится топливный баллон и баллон кислорода для работы кислородно-топливной системы в любое время, в любом месте. Начальная стоимость установки для типичной средней кислородно-топливной системы составляет $230–$500.

Насколько прочна горелочная сварка?

Горелочное сварочное оборудование довольно эффективно и может производить температуры пламени до 3200°C или 5620°F. Горелочный сварочный станок довольно универсален и может использоваться для широкого спектра проектов от самого маленького гаджета до крупнейшей структуры.

Может ли кислородно-ацетиленовая резать нержавеющую сталь?

Но только металлы, чьи оксиды имеют более низкую точку плавления, чем базовый металл сам, могут быть резаны этим процессом. Металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь, не могут быть резаны кислородно-топливным из-за образования оксида, предотвращающего полное окисление.

Какое давление кислородно-ацетиленовое?

Давление топливного газа 0,07 бар (1 psi — фунт на квадратный дюйм) или менее. Давление кислорода варьируется между 0,7 и 2,8 бар (10–40 psi), в зависимости от размера насадки горелки.

Почему шторы на сварочной будке так важны?

Сварочные шторы и экраны добавляют дополнительный слой защиты на сварочном рабочем месте, обеспечивая, что рабочие, работающие в близкой близости к сварочной зоне, не подвергаются вредному УФ-излучению или риску ожогов от вспышки.

Как флюс прикрепляется к сварочному стержню?

По мере того как ингредиенты флюса горят в сварочной дуге, они выделяют защитный газ для защиты расплавленного сварочного пула от атмосферных примесей. Когда сварочный пул остывает, флюс формирует шлак для защиты сварочного металла от окисления и предотвращения пористости в сварочном шве.

Какой лучший сварочный стержень для нержавеющей стали?

Электрод SMAW 309 или 312 — хороший выбор для ручной дуговой сварки нержавеющей стали, особенно для обслуживания или ремонтных применений. Он предлагает высокую устойчивость к трещинам и хорошую прочность и обычно может соединять нержавеющую сталь, уже находящуюся в эксплуатации, даже если конкретная марка материала неизвестна.

Что лучше: плазменный резак или кислородно-ацетиленовый?

Более высокие скорости на тонких металлах: Плазма может резать тонкие металлы быстрее, чем кислородно-топливная, и с минимальным или отсутствующим искажением металла. Плазма также предлагает лучшую производительность при резке накладных металлов.

Насколько быстрее плазменная резка, чем кислородно-топливная резка?

В целом, плазма производит более точные и чистые резы, чем кислородно-топливная, с лучшей угловатостью, более тонким разрезом, более малой зоной термического воздействия и малым или отсутствующим шлаком. Плазма как минимум в два раза быстрее кислородно-топливной при резке металлов до 25 мм толщиной, и до 12 раз быстрее на более тонких материалах.

Какого размера кислородно-ацетиленовые баллоны мне взять?

Это ситуация «чем больше, тем лучше», поэтому рассмотрите получение более высокого баллона, такого как K-размер кислорода и #4 ацетиленовый баллон. Если можете позволить, я предлагаю купить по два каждого, чтобы можно было менять и продолжать работать вместо того, чтобы ставить проект на паузу, пока не сможете доехать до дилера для заправки.

Устарела ли кислородно-ацетиленовая сварка?

В последние десятилетия кислородно-ацетиленовая сварка стала устаревшей. Наши современные дуговые сварочные аппараты имеют большую последовательность и сваркивают быстрее. Однако кислородно-ацетиленовая резка все еще является общеупотребительным процессом, используемым миллионами сварщиков каждый день.

Могут ли кислородно-ацетиленовые горелки резать алюминий?

Нет, кислородно-ацетиленовая не для резки алюминия. Кислородно-ацетиленовая (ацетилен с этой точки) нагреет алюминий достаточно, чтобы расплавить его, но никак не аккуратно.

Что нужно для кислородно-ацетиленовой сварки?

Основные компоненты оборудования

• Корпус горелки (или ручка)
• Две отдельные газовые трубки (через ручку, соединенные со шлангами)
• Отдельные регулирующие клапаны.
• Смесительная камера.
• Пламенная трубка.
• Сварочная насадка.

Включаете ли вы кислород или ацетилен первым?

Вы можете начать, открыв клапан ацетилена на 1/8 оборота и поджигая пламя. Теперь замедлите пламя до минимизации дыма. Вы видите пламя, превращающееся в пероподобную форму к концу. Теперь медленно откройте клапан кислорода и смотрите, как появляются пламени предварительного нагрева.

Каковы преимущества кислородно-ацетиленовой сварки?

Преимущества кислородно-ацетиленовой сварки:

• Ее легко выучить.
• Оборудование дешевле большинства других типов сварочных установок (MIG/TIG сварка)
• Оборудование более переносимо, чем большинство других типов сварочных установок (MIG/TIG сварка)
• Кислородно/ацетиленовое оборудование также может использоваться для «пламенной резки» больших кусков материала.

Какие металлы можно сваркивать кислородно-ацетиленово?

Металл, который можно сваркивать кислородно-ацетиленовым пламенем, включает железо, сталь, чугун, медь, латунь, алюминий, бронзу, а также многие сплавы могут быть сварены. Кислородно-ацетиленовое пламя также используется для резки металла, цементации и отжига.