Газосварочное оборудование: инструменты для газосварочных работ, модели и критерии выбора, характеристики

Сварка является одним из самых значимых изобретений человечества. Ведь с ее появлением у человека появилась возможность создавать при помощи монолитных соединений металлов ранее недоступные изделия. Сварка помогла совершить серьезный прорыв в производственной сфере, результатами которого человечество продолжает пользоваться вот уже не одно десятилетие.

Первое время была доступна только электрическая сварка, но по мере ее совершенствования появилась более универсальная, газовая, которая отличалась от электросварки более широкой сферой применения. Особенностью сварки газом является то, что для соединения металлов на их поверхности оказывается воздействие высокими температурами, возникающими в результате сжигания в кислороде горючих газов.

Для осуществления сварки необходимо создание особой рабочей среды, для чего используется специальный энергоноситель — баллонный газ или генератор на ацетилене. Сама же сварка осуществляется посредством горелки или резака. Окончательный выбор зависит от типа выполняемых операций. Главным достоинством газовой сварки является возможность соединять цветные металлы с созданием аккуратного и красивого шва.

Для сварки может применяться одиночный газ или специальная смесь, включающая бутан, пропан, аргон, кислород и прочие виды газов. Но чаще всего сварка осуществляется с использованием смеси ацетилена с кислородом и кислорода с пропаном и бутаном, поскольку на сегодняшний день — это самые доступные виды газов, а создаваемая с их помощью зона расплава обладает самыми высокими характеристиками.

Инвентарь для проведения газосварочных работ

Чтобы иметь возможность проводить сварку газом, необходимо позаботиться о наличии следующих агрегатов:

Генератор на ацетилене или баллон с другим горючим газом. В бытовых условиях чаще всего используют мобильные ацетиленовые генераторы, в которых газ вырабатывается в результате реакции воды с карбидом кальция. Но иногда его заменяют и готовым газом, в качестве которого чаще всего используется пропан или бутан. Для большего удобства желательно, чтобы баллоны были оснащены расходомерами.
Баллон с кислородом.
Предохранительные клапаны для баллонов. Представляют собой защитные приспособления, которые помогают избежать возгорания, когда пламя возвращается от горелки.
Редуктор для баллонов с кислородом и рабочим газом. С их помощью осуществляется регулировка давления.
Подающие шланги, которые также называются рукавами. Для каждой группы газов предусмотрен свой тип рукавов. Всего их выпускается три категории. В соответствии с требованиями безопасности, нельзя подключать шланг к баллону с газом, для работы с которым он не предназначен.
Горелка. Сегодня газовые горелки почти всегда поставляются с насадками, с помощью которых можно изменять необходимые параметры пламени.
Сварочный стол. Представляет собой рабочую зону, в которой происходит процесс сварки. В целях безопасности сварочный стол обязательно должен быть оснащен металлической или кирпичной плитой.

Если говорить в целом, то весь набор оборудования для газовой сварки, принято называть сварочным постом. Чтобы можно было избежать многих трудностей, для перевозки сварочного инвентаря используют специальную плоскую колесную тележку с рамой, где при помощи хомутов в вертикальном положении крепится аппарат для газовой сварки и резки и баллоны, а также располагаются в скрученном виде рукава.

Подобный пост отличается высокой мобильностью и может быть с минимальными временными затратами доставлен к месту проведения работ. Такая необходимость может возникнуть, когда нужно выполнить сварку на неподвижной конструкции, которую невозможно приблизить к газовому сварочному аппарату.

Области применения

Доступность и относительная дешевизна монтажных работ с применением газовых сварочных аппаратов определили и сферу их использования в практической деятельности человека. Методы газовой сварки широко применяются в следующих ситуациях:

при проведении большинства видов строительных и монтажных работ;
в коммунальном хозяйстве (при ремонте и замене газовых, тепловых и водных магистралей);
в металлургии, автомобиле- и судостроении, а также при проведении высотных работ на строящихся объектах любых категорий сложности;
в частных подсобных хозяйствах (при наличии соответствующего оборудования и профессиональных навыков).

В домашних условиях этот вид сваривания деталей применяется не так часто, однако при наличии соответствующего разрешения от пожарных служб он вполне допустим.

С помощью газовой сварки и с применением соответствующих аппаратов удаётся соединять практически все виды сплавов, включая цветные металлы (при толщине заготовок до 80-ти миллиметров). В случае меньшей толщины деталей этот способ подходит и для работы с низкоуглеродистыми и нелегированными сталями.

Дополнительные инструменты и материалы

Но только вышеперечисленного оборудования недостаточно для проведения газосварочных работ. Помимо газосварочного аппарата, необходимо подготовить и дополнительные инструменты:

Фиксаторы. Необходимы для облегчения газосварочных работ и повышения качества создаваемого соединения. Если деталь надежно зафиксирована в статичном положении, то работать с ней заметно проще.
Подъемник. Когда возникает необходимость соединить громоздкие детали, которые сложно перенести на стол вручную.
Монтажный инструмент. Включает набор гаечных или разводных ключей, используемых для надежного крепления ключевых элементов сварочного поста.
Сопутствующий инструмент. В этот список следует включить ножовки по металлу, кувалды, пассатижи, молотки и прочие приспособления.
Вытяжка. Сварка, предполагающая соединение металлов с помощью газа, в обязательном порядке требует наличия эффективной вентиляции.

Одним из принципов технологии сварки газом является использование присадочной проволоки, которой заполняется сварная ванночка. Проволоку для сварки необходимо выбирать с учетом состава поверхностей, которые необходимо сварить. Она в обязательном порядке должна иметь равномерную и гладкую структуру. Помимо этого, при сварке газом используются флюсы. Речь идёт о специальных составах, выпускаемых в виде пасты или порошка, которые наносят на присадку и кромки для защиты расплава от окислов.

Проволока и флюс для выполнения сварки

Для осуществления сварки металлов, кроме газа, необходимы также проволока и флюс. Именно за счет этих материалов создается сварочный шов, формируются все его характеристики. Проволока, которая используется для сварки, должна быть чистой, без признаков коррозии и краски на ее поверхности. В отдельных случаях в качестве такой проволоки можно использовать полоску того же металла, который подвергается свариванию. Для того чтобы обеспечить защиту сварочной ванны от внешних факторов, необходимо использовать специальный флюс. В качестве такого флюса часто используются борная кислота и бура, которые наносятся непосредственно на поверхность свариваемого металла или на используемую для сварки проволоку. Без флюса может выполняться газовая сварка углеродистой стали, а при соединении деталей из алюминия, меди, магния и их сплавов такая защита необходима.

Ацетиленовые генераторы

Генераторы для сварки вырабатывают ацетилен, который получается при соединении карбида кальция с водой. Такие аппараты бывают мобильными и стационарными. По выходному давлению их делят на 3 категории:

генераторы низкого давления до 0,1 атмосферы;
среднего от 0,7 до 1,5 атм.;
высокого давления свыше 1,5 атмосферы.

При этом аппараты могут производить от 0,3 м3 до 160 м3 ацетилена в час.

По способу получения газа генераторы делят на пять видов:

«КВ». В этих генераторах карбид поступает в воду небольшими порциями. При падении давления ниже порогового поступает новая порция карбида. Гашеный карбид кальция удаляется через нижний выпускной клапан. Из-за больших габаритов используется в стационарных установках. Имеет наивысший выход ацетилена.

«ВК». Здесь вода попадает на карбид. Вода подается небольшими порциями, по мере снижения давления. Такой способ называется «ВК по мокрому принципу». Аппарат имеет простую и надежную конструкцию. Производительность до 10 м3. Недостатком является неполное гашение карбида кальция.

«ВК» по сухому процессу. В камеру с карбидом кальция вода подается дозированно. При образовании ацетилена выделяется теплота, которая испаряет излишки воды. За счет этого гашеный карбид получается сухой. Отсюда и название.

«ВВ». В генераторах этого вида получение газа получается за счет вытеснения воды из камеры газообразования корзиной с карбидом кальция. При падении давления вытесненная вода поступает обратно в камеру. Аппарат применяется в передвижных сварочных постах.

«ПК». В генераторах используется комбинированный принцип получения газа. Совмещаются два способа: «вода на карбид» и « вытеснение воды». Используется в передвижных установках. Обладает плавной регулировкой подачи газа.

Критерии выбора

Базовым принципом, на основании которого рекомендуется выбирать оборудование для сварки газом, является тип запланированных работ. В зависимости от того, планируется резка или соединение, и делается выбор наиболее доступного по цене газа. В большинстве случаев для сварки газом используется ацетилен.
А также при выборе газосварочного оборудования необходимо учитывать толщину металла. Ацетилен рекомендуется использовать, когда необходимо сварить детали из низкоуглеродистых и легированных сталей, имеющие толщину не более 20 мм. Чтобы разрезать толстостенный металл до 400 мм, необходим пропан, который применяют со стандартным режимом давления. Если же свариваемые изделия имеют толщину порядка 400−800 мм, то в этом случае потребуется повышенная продувка кислородом, а это чревато повышением давления в газопроводе.
Еще одним важным критерием выбора являются технические возможности используемой газовой горелки или резака.

Как выбрать газ в зависимости от вида металла

На правильный выбор требуемого газа основное влияние оказывает толщина листа металла, с которым предстоит работать. Такой выбор легко сделать, обратившись к соответствующим таблицам. Они составлены на основе расчетов и учета опыта применения газов в различных условиях. Например, для сварки листов углеродистой стали целесообразно применять смесь аргона и диоксида углерода с последующим добавлением кислорода.

Имеете опыт работы с газовой сваркой? Обязательно поделитесь им в комментариях к данной статье!

Технические характеристики оборудования

Баллоны для газа

Сварка, которая осуществляется с применением переносного оборудования, предполагает использование газов, хранящихся в специальных герметически закрытых сосудах — баллонах. Каждый газ должен храниться в подходящей для него ёмкости, которая должна иметь специальную форму, размеры и вентиль.

Кислородные баллоны. Для их производства используют легированные или углеродистые стали. Иногда баллоны для кислорода делают из бесшовных труб, однако в них можно хранить только газ, для которого допустимым является давление не более 30 кгс/см². Если же в баллоне необходимо поддерживать более низкое давление, то он должен быть изготовлен только из сварных конструкций. В последнем случае рекомендуется применять типы 150 и 150JL с максимальным объёмом 40 л. Причём важно, чтобы при изготовлении конструкций были соблюдены требования ГОСТ 949–73 .
Ацетиленовые баллоны. При их производстве должны быть соблюдены требования ГОСТ 5948–60 . Чаще всего с целью обеспечения максимальной безопасности подобные ёмкости изготавливают в виде двухкамерных баллонов, позволяющих более эффективно выравнивать давление внутри их. Но при этом важно соблюсти главное условие — внутреннее давление в баллоне с ацетиленом не должно превышать 19 кгс/см² при 20ºС.
Баллоны для пропанобутановой смеси. Их изготовление должно осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 15860–70 . Такие баллоны делают объемом 40 и 50 л. Внутреннее давление в них не должно превышать 16 кгс/м², а весить они должны не больше 24 кг.

С особой осторожностью необходимо обращаться с газовыми баллонами, поскольку они относятся к повышенной категории взрывоопасности. Вследствие этого во время пользования ими должны соблюдаться особенно жесткие требования по их эксплуатации. Чтобы иметь возможность заниматься их транспортировкой или переноской, специалист обязательно должен пройти специальное обучение и получить допуск.

Резаки

Чтобы иметь возможность изменять давление горючего газа на сварочном оборудовании, каждый баллон должен быть оснащен редуктором. При выборе редуктора в первую очередь необходимо обращать внимание на его пропускную способность. Ее следует выбирать с учетом типа проводимых работ и используемых резаков. Редукторы бывают двух типов, в зависимости от конструкционного исполнения: одноступенчатые и двухступенчатые. Более точными являются последние.

Когда газы из баллона достигают резака, происходит их смешивание. Основная часть резака чаще всего выполняется из углеродистой стали и оснащается различными функциональными элементами — запорными клапанами, инжекторами, мундштуком, которые являются ремонтопригодными. Сам резак необходим для управления процессом сварки и смешивания газов.

Резаки могут отличаться друг от друга мощностью, которая подразумевает их пропускную способность. На основании этого можно сделать вывод, что для каждого резака необходимо выбирать и соответствующую горелку, которая должна быть определенного типа и размеров. Все резаки имеют съемные части, поэтому являются универсальными и могут использоваться для сварки с любыми видами газов.

Как выполняется газовая сварка в полуавтоматическом режиме

Для полуавтоматической технологии газовой сварки необходимо использование электрической дуги и защитного газа, что делает этот метод соединения металлов гибридным.

Данная технология, если ее разобрать подробнее, выглядит следующим образом:

включение устройства;
продевание проволоки через отверстие, расположенное в горелке;
выставление при помощи редуктора требуемого давления газа;
установка требуемой скорости подачи проволоки;
выставление всех остальных параметров сварки (напряжения и силы тока);
расположение горелки под требуемым углом перед началом сварки.

На каждый из параметров сварки, выполняемой полуавтоматическим способом, есть параметры, которые оговариваются соответствующими ГОСТами:

давление, выдаваемое редуктором;
параметры ацетиленового генератора;
тип используемых шлангов;
требования к баллонам для газа;
тип используемых для сварки горелок;
тип проволоки, используемой для сварки.

Общие правила безопасности

При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила безопасности. Использовать можно только исправное оборудование. Место работы должно находиться не менее чем в 10 м от источника открытого огня.

Рекомендуем к прочтению Особенности импульсной сварки

Пост должен быть оснащен индивидуальными средствами для тушения пожаров. Если используется только ацетилен, то обязательно наличие углекислого огнетушителя или песка.

Воду для тушения пожаров, вызванных этим веществом, использовать нельзя. При воспламенении нужно перегнуть шланг в области редуктора, а затем завернуть все вентили.

Описание технологии сварки

Технология сварки газом имеет некоторые особенности. Существует несколько вариантов проведения работ.

Правая и левая

Различают правую и левую схемы сварки. Первый вариант применяется наиболее часто. Он предполагает продвижение горелки от правого края к левому. В этом случае струю пламени направляют непосредственно на проволоку, которую продвигают перед горелкой. Этим методом часто сваривают мелкие детали, тонкие слиты и материалы, которые плавятся даже при низкой температуре.

Второй вариант предполагает движение горелки от левого края к правому. В этом случае проволоку продвигают после пламени. Левая сварка обеспечивает более глубокое воздействие и лучшее схватывание.

Многослойный метод

Этот способ применяется тогда, когда необходимо сформировать высокопрочный шов. Он предполагает отжиг нижнего слоя и дальнейшую наплавку верхнего. Таким образом, прокаливаются все слои. Это положительно влияет на качество шва.

Сквозной валик

Такой метод требует постепенного оплавления верхнего края имеющегося отверстия на заготовке с последующим наложением расплавленного металла на нижний край отверстия. Для проведения работ необходимо вертикально зафиксировать металлические листы. Таким образом, шов приобретает форму валика.

Сварочные ванночки

Этот способ предполагает формирование ванночек по ходу шва. В каждое такое образование вводится присадочная проволока, которая оплавляется и заполняет пустоты. Сопло двигается на новый участок, а следующая ванночка перекрывает ранее созданную.

Окислительное пламя

Метод применяется для соединения элементов, изготовленных из малоуглеродистых сплавов из стали. Пламя в этом случае окисляет материал, что ведет к формированию окиси железа. Для раскисления используют присадочную проволоку, включающую кремний и марганец.