Теория
Температура пламени зависит от теплоты сгорания топлива и теплоемкости продуктов реакции. Когда мы сжигаем что-то в воздухе - нагревать приходится и азот (которого почти 80%), потому температура пламени в воздухе обычно не высокая (~1500-2000C и ниже). А вот в чистом кислороде, при правильном соотношении объема горючего и кислорода - греть нужно только продукты реакции, и достижимы намного более высокие температуры.
Как топливо обычно рассматривают углеводороды. Углерод при сгорании дает углекислый газ, а водород - воду. Вода имеет очень большую теплоемкость (4.183 против 1.4 кДж/(кг*К)), соответственно, чем больше в горючем будет углерода, и меньше водорода - тем выше в первом приближении потенциально достижимая температура.
Наилучшее сочетание - у ацетилена C2H2, а например у метана CH4 и пропана C3H8 - это соотношение намного хуже.
Но существуют и другие соединения с равным количеством углерода и водорода - например бензол, C6H6. Помимо токсичности бензола, при его сгорании выделяется меньше энергии, т.к. в ацетилене "лишняя" энергия запасена в нестабильной тройной углеродной связи, что и обеспечивает ему одну из наибольших температур горения в кислороде - 3150 °C.
Эта лишняя энергия (~16%) может выделится во время самопроизвольной детонации сжатого ацетилена даже без доступа воздуха (продуктом реакции будет как раз бензол и винилацетилен). Wikipedia утверждает, что для этого нужно давление всего в 2 атмосферы - но я в шприце сжимал ацетилен до 4-5 атмосфер и ничего не происходило (видимо нужны катализаторы, удар или повышенная температура). В любом случае, из-за этого эффекта ацетилен в сжатом виде не хранят, а растворяют его в баллонах в ацетоне. Но есть и более простой и безопасный при маленьких объемах способ получения ацетилена - реакция карбида кальция с водой. Именно этот способ и будет использоваться.
Что примечательно, достигнуть еще бОльшей температуры можно - если использовать как топливо вещества, не содержащие водорода вообще: cyanogen (привет Android), (CN)2 - горит при 4525 °C и dicyanoacetylene C4N2, горит при 4990 °C (опять благодаря тройным углеродным связям, и меньшему относительному количеству лишнего азота). Но практически с этой целью их не используют из-за токсичности.
Безопасность
Сжатые кислород и ацетилен в баллонах - могут быть очень опасны при малейших нарушениях правил эксплуатации, потому их я конечно использовать не буду.
Ацетилен будет генерироваться из небольшого количества карбида кальция (~100г на одну сессию), в бутылке объемом 0.5л. Изначально я хотел использовать 2л, чтобы давление было более равномерное - но посмотрев на YouTube как взрывается литр ацетилена с кислородом - решил урезать осетра. Чтобы не создавалось опасного давление в генераторе - выход ацетилена на горелке никогда нельзя перекрывать. Генератор ацетилена нужно охлаждать - иначе будет "саморазгон" реакции из-за нагрева.
Кислород - будет генерироваться медицинским концентратором кислорода, что относительно безопасно.
Могла быть еще опасность накачать кислорода в генератор ацетилена с последующим хлопком - но для этого нужно, чтобы не сработал защитный клапан в генераторе кислорода, и был заблокирован (грязью например) выход газа из горелки.
И конечно работать нужно в специальных очках - не только для защиты от брызг металла, но и ультрафиолетового излучения пламени (т.е. прозрачные пластиковые защитные очки тут не подойдут).
Чтобы не допустить скапливания взрывоопасной концентрации ацетилена в случае утечек - вентилятор постоянно обдувал рабочее место + все операции проводились на свежем воздухе.
Также существует проблема "обратного удара" (в видео в конце статьи показан на 1:30): когда скорость течения газа в горелке становится слишком маленькая, пламя уходит внутрь горелки с хлопком, и если в ацетилене есть воздух - пламя может дойти до генератора ацетилена. Потому я не поджигал ацетилен сразу после начала реакции, а ждал ~15-30 секунд пока воздух не будет вытеснен. Также эта проблема может быть решена добавлением водяного клапана на пути ацетилена.
Конструкция
Итак, нам понадобится генератор кислорода. В моем случае - медицинский кислородный концентратор Atmung (цена порядка 20к рублей - но он, к счастью, уже был в наличии). Может генерировать 1 литр в минуту 95% кислорода, и бОльшие объемы при снижении концентрации. Работает по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции - за счет различной скорости прохождения газов через поры цеолита:
Результат
Пламя ацетилена в воздухе сильно коптит, и выглядит вполне заурядно:
С включением кислорода все меняется:
Видео самодельного кислородно-ацетиленового сварочного аппарата:
Путь к IT у всех бывает очень тернистый. Я например в детстве хотел быть сварщиком - это же так красиво, когда вокруг летят брызги расплавленного металла! Но как-то не сложилось: мне начали выписывать журнал «Юный техник», где на последней странице одного из номеров рассказывали про робота, управляемого компьютером БК-0010… Но пунктик-то остался…
Также кто-то наверняка помнит передачу «Очумелые ручки», где из пластиковых бутылок делали различные креативные (как бы сказали сейчас) вещи.
Под катом - я покажу, как из пластиковой бутылки, инсулинового шприца, нескольких метров резинового шланга, клеевого пистолета (куда же без него) и некоторых других вещей, которые можно найти в каждом доме* сделать самую настоящую кислородно-ацетиленовую сварку.
Температура пламени зависит от теплоты сгорания топлива и теплоемкости продуктов реакции. Когда мы сжигаем что-то в воздухе - нагревать приходится и азот (которого почти 80%), потому температура пламени в воздухе обычно не высокая (~1500-2000C и ниже). А вот в чистом кислороде, при правильном соотношении объема горючего и кислорода - греть нужно только продукты реакции, и достижимы намного более высокие температуры. Как топливо обычно рассматривают углеводороды. Углерод при сгорании дает углекислый газ, а водород - воду. Вода имеет очень большую теплоемкость (4.183 против 1.4 кДж/(кг*К)), соответственно, чем больше в горючем будет углерода, и меньше водорода - тем выше в первом приближении потенциально достижимая температура.
Наилучшее сочетание - у ацетилена C 2 H 2 , а например у метана CH 4 и пропана C 3 H 8 - это соотношение намного хуже.
Но существуют и другие соединения с равным количеством углерода и водорода - например бензол, C 6 H 6 . Помимо токсичности бензола, при его сгорании выделяется меньше энергии, т.к. в ацетилене «лишняя» энергия запасена в нестабильной тройной углеродной связи, что и обеспечивает ему одну из наибольших температур горения в кислороде - 3150 °C.
Эта лишняя энергия (~16%) может выделится во время самопроизвольной детонации сжатого ацетилена даже без доступа воздуха (продуктом реакции будет как раз бензол и винилацетилен). Wikipedia утверждает, что для этого нужно давление всего в 2 атмосферы - но я в шприце сжимал ацетилен до 4-5 атмосфер и ничего не происходило (видимо нужны катализаторы, удар или повышенная температура). В любом случае, из-за этого эффекта ацетилен в сжатом виде не хранят, а растворяют его в баллонах в ацетоне. Но есть и более простой и безопасный при маленьких объемах способ получения ацетилена - реакция карбида кальция с водой. Именно этот способ и будет использоваться.
Что примечательно, достигнуть еще бОльшей температуры можно - если использовать как топливо вещества, не содержащие водорода вообще: cyanogen (привет Android), (CN) 2 - горит при 4525 °C и dicyanoacetylene C 4 N 2 , горит при 4990 °C (опять благодаря тройным углеродным связям, и меньшему относительному количеству лишнего азота). Но практически с этой целью их не используют из-за токсичности.
Ацетилен будет генерироваться из небольшого количества карбида кальция (~100г на одну сессию), в бутылке объемом 0.5л. Изначально я хотел использовать 2л, чтобы давление было более равномерное - но посмотрев на YouTube как взрывается литр ацетилена с кислородом - решил урезать осетра. Чтобы не создавалось опасного давление в генераторе - выход ацетилена на горелке никогда нельзя перекрывать. Генератор ацетилена нужно охлаждать - иначе будет «саморазгон» реакции из-за нагрева.
Кислород - будет генерироваться медицинским концентратором кислорода, что относительно безопасно.
Могла быть еще опасность накачать кислорода в генератор ацетилена с последующим хлопком - но для этого нужно, чтобы не сработал защитный клапан в генераторе кислорода, и был заблокирован (грязью например) выход газа из горелки.
И конечно работать нужно в специальных очках - не только для защиты от брызг металла, но и ультрафиолетового излучения пламени (т.е. прозрачные пластиковые защитные очки тут не подойдут).
Чтобы не допустить скапливания взрывоопасной концентрации ацетилена в случае утечек - вентилятор постоянно обдувал рабочее место + все операции проводились на открытом воздухе.
Также существует проблема «обратного удара»: когда скорость течения газа в горелке становится слишком маленькая, пламя уходит внутрь горелки с хлопком, и если в ацетилене есть воздух - пламя может дойти до генератора ацетилена. Потому я не поджигал ацетилен сразу после начала реакции, а ждал ~15-30 секунд пока воздух не будет вытеснен. Также эта проблема может быть решена добавлением водяного клапана на пути ацетилена.
Далее - стандартная ацетиленовая горелка «Малютка», у неё самое маленькое сопло, куплена в интернет-магазине (960 рублей):
Мой генератор ацетилена работает следующим образом: вода из банки, стоящей на высоте 1-2 метра (для создания давления) через иглу инсулинового шприца маленькими каплями капает на карбид кальция в бутылке. Как только давление вырастает из-за выделившегося газа - вода капать перестает, до тех пор пока давление не снизится. Таким образом система стабилизирует сама себя. Тем не менее, генератор в банке с холодной водой - чтобы не допустить излишнего нагрева:
С включением кислорода все меняется:
Можно плавить и поджигать сталь, резать все-таки не хватает мощности (надо брать более толстый наконечник, увеличивать давление):
Оказалось, гибкое стеклянное «оптоволокно» получается автомагически - когда расплавленное стекло капает, как только толщина шейки становится достаточно маленькой, оно очень быстро остывает и дальше не утончается.
Можно плавить стекло как масло, запаивать капсулы из стеклянных трубок:
Задача жизни выполнена, надеюсь и вам было интересно:-)
PS. И не повторяйте это дома.
Дополнение от специалиста (@freuser):
С точки зрения профессионального сварщика (30 лет, 11 стажа, из них 2 именно газосварка):
Статья гожая, в общем дисклеймеры правильные. Стоит добавить, что работы ведутся на несгораемых поверхностях (искры летят метра на 2 от ветра, а капли металла даже потемневшие до обычных цветов могут прожечь обувь, если она является туфлями.)Конструкция генератора называется ВК (вода на карбид), есть еще КВ и ВВ (гуглится со схемами, копирайт еще советский:)).
К видео комментариев нет, особо и смотреть нечего (с моей точки зрения), только стоит добавить, что большие стекла (или целые бутылки), а также камень/бетон/некоторые кирпичи при нагревании могут лопнуть/расслоиться с образованием низколетящих осколков, которые замечательно впиваются и вплавляются в кожу (особенно на лице), правда, на миллиметр, не более, и легко вынимаются оттуда.
Еще хотел бы ответить именно на habrahabr.ru/post/185720/#comment_6461342 : это не обратный удар, вернее не то, от чего предостерегал Nepherhotep, а просто горелка либо перегрелась, либо, скорее, от малого давления и близкого от сопла препятствия (либо засора внутри сопла) пламя пошло навстречу потоку, к инжектору (в этой горелке он под накидной гайкой, между ней и вентилями), но дальше не двинулось. А обычно под обратным ударом понимается случай, когда пламя проскочило инжектор и пошло по шлангу навстречу источнику. Бывает два вида обратных ударов (один я наблюдал воочию): пламя идет по ацетиленовому шлангу (обычное горение, только конец шланга постоянно обгорает и пламя движется равномерно к баллону/генератору) и по кислородному (тут все красивее - шланг вдруг 20-30-сантиметровым куском вспыхивает и превращается в лохмотья, секундная пауза - следующий отрезок и т.д. до самого баллона.) Хотя второй случай - редкость. Простейшая защита - пережимаешь шланг в отдалении, придавливаешь ногой (не забываем про туфли) и орешь напарнику «Санька, баллоны закрывай, *** !!» Для более цивильной защиты можно сделать водяные затворы - тоже бутылка, две трубки, одна до дна - входящая, вторая короткая - на горелку. До половины наливается водой и все, пузырьки красиво бегут))
Теги:
Старая сварочная технология, с помощью которой всегда получается красивый и прочный шов, ацетиленовая сварка. В основе данного процесса лежит горючий газ – ацетилен, который всегда получали при помощи смешивания воды и карбида кальция. И делали это в специальном баллоне, называемом генератором. К оборудованию добавлялся кислородный баллон, комплект шлангов, горелка, установленная на специальной рукоятке, на которой располагаются регулирующие вентили. С их помощью регулировалась подача и расход ацетилена и кислорода.
Возни с генератором газа всегда было много. Его необходимо было перед каждым сварочным процессом загружать карбидом и заполнять водой. После окончания сварки смесь сливали, тем самым получали непредвиденный расход материалов. Сегодня вместо капризных генераторов используют баллоны, которые в заводских условиях заполняются ацетиленом под необходимым давлением.
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.
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:
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.
Существует два вида сварки: «на себя» и «от себя». В первом случае горелка движется первой, разогревая до необходимой температуры сварочную ванну, а за ней присадочная проволока. При этом необходимо, чтобы пламя горелки подавалось в зону сваривания под углом 45°. Горелка должна двигаться кругами или полукругами вдоль шва, присадка должна поспевать за пламенем и двигаться внутрь сварной зоны.
Во втором случае, наоборот, перед горелкой движется присадочный стержень. Обычно таким способом сваривают заготовки из толстого металла. Потому что сам процесс расплавления основного металла и присадки происходит одновременно, и смешанный расплавленный металл полностью заполняет сварную ванну. Но самое важное при таком способе соединения необходимо добиться равномерного смешивания двух металлов. Если взаимное проникновение будет слабым, то и шов получится некачественным.
Кстати, взаимопроникновение металлов, по-научному пенетрация, может выглядеть чисто внешне некрасиво, но при этом прочность соединительного шва будет максимально высоким. И, наоборот, красивый шов не обеспечивает высокое качество сварного соединения. В этом случае красота может оказаться обманчивой. Но чтобы результат был гарантированно качественным, необходимо устанавливать зазор между заготовками по минимуму, а также проводить предварительные прихватки с той же целью – уменьшение зазора.
Ацетилено-кислородная сварка имеет три основных параметра, от которых зависит качество конечного результата. Это мощность огня (пламени), это под каким углом к сварочной поверхности располагается горелка, диаметр используемого присадочного прутка.
Мощность пламени горелки выбирается в зависимости от теплофизических свойств металла и от толщины свариваемых заготовок. Зависимость такая: чем толще детали, чем выше у их металла теплопроводность и температура плавления, тем больше должна быть и мощность пламени горелки. Последняя определяется расходом газовой смеси. Чем больше расход, тем выше мощность. Для каждого вида металлов выбирается свой мощностной показатель. Существуют формулы, по которым он определяется. Основная зависимость – это толщина свариваемых заготовок.
Мощность пламени, как и расход газов, имеет единицу измерения – л/час.
Что касается угла наклона горелки, то она также изменяется в зависимости от толщины соединяемых изделий. К примеру, если толщина варьируется в диапазоне от 1 до 15 мм, то угол наклона будет изменяться от 10 до 80°. И чем толще металл, тем больше угол наклона. Но в самом начале сварки необходимо угол наклона выдерживать максимальным, даже до 90°, потому что при таком значении будет быстрее нагреваться соединяемые детали, плюс быстрее сформируется сварочная ванна.
Диаметр присадочного стержня также выбирается в зависимости от толщины заготовок. Формула определения проста: половина толщины плюс один миллиметр. К примеру, если свариваются между собой детали толщиною 4 мм, то для их соединения необходима присадка диаметром 3 мм.
К преимуществам газовой сварки можно отнести:
Но есть у данной технологии и свои минусы.
Чаще всего же сварка ацетиленовым газом применяется для соединения тонкостенных заготовок. К примеру, для стыковки тонкостенных труб, где невозможно изнутри использовать флюс или защитный газ. Обязательно ознакомьтесь с видео-уроком, правила ведения ацетиленовой сварки.
Чтобы понять, где применяется ацетилен, необходимо изучить и понять, что же это такое. Данное вещество представляет собой горючий бесцветный газ. Его химическая формула - С 2 Н 2 . Газ обладает атомной массой, равной 26,04. Он немного легче воздуха и обладает резким запахом. Получение и применение ацетилена осуществляется лишь в промышленных условиях. Получают данное вещество из путем разложения компонента в воде.
Ограничено его необычайными свойствами. самовоспламеняется. Происходит это при температуре 335°С, а его смесь с кислородом - при температуре от 297 до 306°С, с воздухом - при температуре от 305 до 470°С.
Стоит отметить, что ацетилен технический взрывоопасен. Это было происходит при:
Ацетилен, свойства и применение которого до конца не изучены, в результате взрыва может привести к несчастному случаю и сильнейшим разрушениям. Вот некоторые данные. При взрыве одного килограмма данного вещества выделяется в 2 раз больше тепловой энергии, чем при взрыве такого же количества тротила, а также в полтора раза больше, чем при взрыве одного килограмма нитроглицерина.
Ацетилен - это горючий газ, который используется при газовой сварке. Нередко его используют для кислородной резки. Стоит отметить, что температура горения смеси кислорода и ацетилена может достигать 3300°С. Благодаря этому свойству вещество чаще других используется при сварке. Ацетиленом обычно заменяют и пропан-бутан. Вещество обеспечивает производительность и высокое качество сварки.
Снабжение постов газом для резки и сварки может осуществляться от или же от баллонов с ацетиленом. Для хранения данного вещества обычно используют емкости белого цвета. Как правило, на них присутствует надпись «Ацетилен», нанесенная красной краской. Стоит учесть, что существует ГОСТ 5457-75. Согласно данному документу для обработки металлов применяется технический растворенный ацетилен марки Б или же вещество в газообразном виде.
Технология сварки данным газом достаточно проста. Однако при работе с веществом требуется терпение и внимательность. Для сварки обычно используют специальные горелки, с маркировкой 0-5. Ее выбор зависит от того, какой толщиной обладают свариваемые детали. Следует учесть, что чем больше размер горелки, тем больше расход.
Сварка ацетиленом осуществляется только после того, как оборудование будет проверено и отрегулировано. При этом следует обратить внимание на номер наконечника и номер подающей газ форсунки, которая располагается около рукоятки горелки под гайкой. Также следует проверить все уплотнения.
Применение ацетилена при сварке должно осуществляться аккуратно и в соответствии с определенными правилами. Для начала горелку следует продуть газом. Это нужно делать до тех пор, пока не появится запах ацетилена. После этого газ поджигается. При этом следует добавлять кислород, пока пламя не станет более устойчивым. Из редуктора на выходе давление ацетилена должно быть от 2 до 4 атмосфер, а кислорода - от 2 атмосфер.
Для сварки черных металлов требуется нейтральное пламя. Оно обладает четко очерченной короной и условно его можно разделить на три яркие части: ядро - ярко-голубой окрас с зеленоватым отливом, восстановленное пламя - бледно-голубого оттенка, факел пламени. Последние две зоны являются рабочими.
Перед началом работы все детали нужно очистить, а затем подогнать друг к другу. При работе с горелкой также применяют левый и правый способ. В последнем случае происходит медленное остывание шва. Присадочный материал, как правило, перемещается за горелкой. При левом способе повышается эластичность и прочность шва. В данном случае пламя направляется от места сварки. Присадочный материал следует вносить в сварочную ванну только после того, как переместится на следующую позицию горелка.
Применение ацетилена без навыков и опыта запрещено. Существует несколько правил, которые следует соблюдать при работе с веществом:
Неправильное применение ацетилена может привести к печальным последствиям. Этот и приносит сильное разрушение. Что же делать, если возник пожар?
Для газовой сварки необходимы два вида газов, первый - это кислород и второй- ацетилен. Кислородное соединение необходимо для содействия горению ацетилена во и других видов работ. Сам же ацетилен является горючим веществом. Иногда эту смесь стала заменять водородно кислородная смесь для сварки, производимая электролизно–водными агрегатами. При горении эта смесь дает более высокую температуру, но использование ее возможно только при наличии надежного оборудования для изготовления водородно кислородной смеси на месте.
Сварочное оснащение состоит непосредственно из баллонов с кислородом и ацетиленом. Наверху ёмкостей находится редуктор давления. К нему идет кислородная трубка темного цвета, а для ацетилена - обязательно красная. Оба эти шланга присоединены к горелке, с ее помощью и ведутся работы по металлу.
Ёмкость для кислорода несколько массивнее ацетиленового. Все это обусловлено тем, что при работе со сваркой, кислорода уходит больше. Вверху ёмкости есть клапан отсечки, внизу которого приделан редуктор давления. Он необходим для контроля над давлением на некоторых этапах работы. Также стоит всегда помнить, что работать с сильным напором обоих веществ не рекомендуется.
Регулятор и его составные:
Перед тем, как приступить к работе, необходимо внимательно изучить составные части оборудования, чтобы не было сюрпризов во время работы. Контакты у ацетиленового редуктора и шлангов с левой нарезкой, а у кислородных - с правой. Гайки соединений для ацетилена имеют V-образное углубление, которое окружает центр ровного участка для распознавания.
Манометры прикреплены к каждому регулятору - это приборы для измерения и требуют бережного обращения. Манометр для измерения высокого давления имеет повышенные величины и измеряется в кгс/см 2 . Этот же прибор для низкого давления имеет те же величины. Редуктор держит линейное давление в точных рамках, даже если с уменьшением количества вещества в баллоне, уменьшается его напор. Когда давление очень понижается, линейное так же начинает уменьшаться. После чего его придется заново отладить для дальнейшей работы.
Для управления линейным давлением в шлангах и горелке имеются специальные корректирующие краны редуктора. Чтобы давление сделать больше, кран стоит повернуть вправо, что способствует подачи газов через шланги в горелку.
Шланги для сварки прикрепляются к выходным патрубкам регулятора горелки. Для мер предосторожности стоит применять пламегаситель между редуктором и шлангами, чтобы предотвратить продвижению огня по шлангу в баллон для газа. Надо помнить на зубок, что насечка на кислородных соединениях - правая. Смазку использовать нельзя. Все должно быть сухое.
Они необходимы, чтобы поставлять газы от редуктора к горелке под пониженным давлением, для чего их связали вместе.
Как можно прочитать выше, они разного цвета - темный для кислорода и красный для ацетилена. Шланги для сварки состоят из нескольких слоев резины и оплетки. В его середине - резина, вокруг которой прорезиненная ткань и впоследствии покрытая провулканезированным защитным слоем из резины. Шланги не подвержены горению, но если такое случается, то они сами гаснут при удалении источника жара.
Необходимо придерживаться нескольких несложных правил, все это увеличит время службы данного материала:
Состоит она из двух трубок и клапанов, которыми можно управлять. Один клапан с трубкой для управления ацетиленом, соответственно второй - для кислорода. В самой оболочке не происходит смешение газов, это происходит при помощи отрезного наконечника, который прикреплен к горелке. Сама же оболочка предназначена для поступления вещества к наконечнику и в качестве держателя. На самой оболочке имеются два колец для усиления сварочного наконечника. Одно большее - для усиления канала поступления кислорода, второе - маленькое, чтобы усилить канал подачи ацетилена.
У горелки в корпусе имеются два укрепляющих клапана на концах шлангов. Время от времени подтягивайте скрепляющие гайки, очищайте от загрязнений чистым материалом, смазывать нельзя.
Он играет роль помощника, что помогает подавать вещества раздельно к сварочному наконечнику. В середине находится кислородная трубка, вокруг которой сконцентрировано, расположены отверстия для выхода ацетилена.
Сварочный наконечник или головка насаживается на цилиндр горелки посредством накручивания. Через канал в середине кислород поступает в наконечнике, а ацетилен - вокруг кислородного канала через отверстия. Для уплотнения соединения поверхность конуса внутри головки усилена кольцом. Резьба снаружи и корпус внутри могут быть восстановлены при необходимости. По мере загрязнения стоит очищать поверхность чистой ветошью.
Чтобы рассказать, как правильно пользоваться таким оборудованием, как ацетилено кислородная сварка, рассмотрим данный пример. Предположим, что металлический лист толщиной 0,8 мм необходимо сварить. В руководстве по использованию данным оборудованием рекомендовано пользоваться наконечником №0 при ацетиленовом и кислородном линейном давлении 0,2 кгс/см 2 . Для начала необходимо открыть баллон с помощью клапана, но клапаны горелки при этом не надо трогать. Затем давление в редукторе настроить до значения примерно 0,35 кгс/см2. Если вдруг возникнет такая необходимость, как замена наконечника на другой размер, то нужно будет заново установить параметры линейного давления редуктора.
Убедитесь, что все правильно сделано и включайте горелку. Но сначала надо надеть защитные очки. Для подачи ацетилена откройте клапан на горелке на столько оборотов, как и кислородный. Зажигайте горелку, воспользовавшись специальной зажигалкой, только ни в коем случае не спичками, прикуривателем или подобным. Нельзя зажигать в сторону рядом стоящих людей или легко воспламеняющихся приборов и материалов. Откручивайте кислородный клапан баллона, пока не пропадет сажа или дым. Только потом выставьте значение редуктора до нужного напора. Необходимо, чтобы пламя горелки было нейтральным.
Есть 4 типа сварочного пламени и каждое имеет свое предназначение. Чаще всего применяется нейтральное, именно оно необходимо для сварочных работ.
Надо настроить клапан горелки так, чтобы в результате получить пламя яркого светло-голубого цвета. Если она отрегулирована правильно, то не слышно шипения и виден только острый внутренний конус. При неправильной настройке горелки пламя будет сжигать металл, а не сваривать его. Концентрированное ацетиленом пламя можно определить по длинному грубо-оранжевому концу. Такой огонь вводит в металл избыточный углерод. Это неправильно. Огонь должен быть светло-голубой с четким внутренним конусом. После получения нейтрального огня можно приступать к работе.
Этот способ предназначен для создания шва, когда горелка направлена под углом в 450 к металлу. Сварочный электрод и расплавленное место движутся вместе. При этом наконечник совершает круговые и полукруговые движения вдоль сварочного шва. Электрод двигается по месту нагрева внутрь и наружу. Получается ровное и прочное соединение посредством равномерного распределения тепла.
Осуществляется аналогично, как и в методе «на себя», но имеет различие в направлении наложения сварочного шва (стрелки).
Применяется, как правило, для сваривания элементов толстой стали. Принцип заключается в поддержании температуры расплавленного пятна горелкой (можно агрегат и баллон с газом и кислородом), за которым следует электрод. Другими словами образуется расплавленный шов, в котором и базовый метал и электрод расплавляются непосредственно в шве в единую взаимопроникающую массу и полностью заполняют пространство свариваемых деталей. При этом важно добиться именно взаимопроникновения, поскольку в противном случае качество сварки будет на низком уровне.
В случае использования этого метода при газовой сварке (например, кислородно-ацетиленовая сварка), электрод и горелку размещают под углом 40-45 градусов к свариваемой поверхности таким образом, чтобы угол между горелкой и электродом ровнялся 90 градусам. Далее горелку следует передвигать по контуру шва изнутри в наружу для контроля прогреваемого участка и заполнять расплавленное пятно электродом.
Очень важный момент в достижении высокого качества сварки является пенетрация, или другими словами взаимопроникновение расплавленного металла свариваемых между собой деталей и соединителя (электрода). Таким образом, получается, что при недостаточном проникновении сварочный шов может хорошо выглядеть, но прочность будет желать лучшего. И наоборот, отличная пенетрация при неаккуратно проделанной сварочной работе может гарантировать отличное качество соединения металлических элементов. Для достижения максимального результата необходимо предварительно «прихватывать» сварочные поверхности с целью уменьшения зазоров между ними.
Теперь пришла очередь рассмотреть сварку с применением флюса, которую еще называют пайкой твердым припоем. Суть процесса называется именно пайкой, поскольку в качестве электрода используется металл с более низкой температурой плавления, нежели элементы, которые следует соединить.
Как правило, электроходом или припоем в таких случаях служит бронзовые или латунные стержни. Сварка производится путем разогрева металлических деталей до температуры плавления латунного или бронзового электрода, который благодаря действию папиллярного эффекта плотно заполняет шов, а диффузия припоя обеспечивает плотное и надежное соединение. При этом в качестве смеси для газовой сварки используется топливо (пропан, метан, ацетилен и т.д.) и кислородный газовый баллон.
Особую роль при такой сварке играет флюс, поскольку очищая и обезжиривая сварочные поверхности, именно он обеспечивает физическое явление папиллярного эффекта и диффузии, без которых пайка не была бы возможной. По сути, это явление пенетрации (взаимопроникновения), которое происходит при сварке тугоплавких металлов.
Вышеописанный метод может использовать для нагрева обычную газовую сварку, но сама процедура спаивания происходит при более низких температурах, что бывает в некоторых случаях очень полезным (например, при кузовных работах). Поэтому, при необходимости частого использования подобной сварки нужно держать про запас кислородный и газовый баллон.
В то же время, использовать пайку крайне не рекомендуется при необходимости соединения деталей, берущих на себя значительную нагрузку (подвеска шасси, рамы, детали кузова и ходовой части). В этом случае нужна традиционная высокотемпературная сварка.
Сварка с использованием флюса имеет несколько важных моментов:
Таким образом, проявлением высокого качества пайки является ровные и блестящие поверхности соединенных деталей и наоборот, пузырьки и белый порошок по краям свидетельствует о допущении распространенной в этих случаях ошибке - перегрева металла и как следствие плохое качество соединения (бывает также в случае, если кислородный баллон неправильно настроен или отрегулирован).
Существует также технология сварки способом «внахлест», который заключается в действии папиллярного эффекта, который заставляет припою или электроду действовать подобно клею без взаимопроникновения металлов (пенетрации).
Газовая (кислородная) сварка металлических сплавов (понадобится баллон с кислородом и газом).
Используется для спаивания цветных или «белых» металлов и их сплавов на основе цинка. В этом случае для припоя флюс не используется. Особенностью пайки эти металлов является удержание спаиваемых материалов и припоя в граничном состоянии между твердым и редким состоянием. Фактически они пребывают в пастообразном состоянии и сложность этого процесса как раз, и состоит в поддержании именно этой, «граничной» температуры деталей и электрода (в пределах 390 градусов).
Кислородная газовая горелка должна быть отрегулирована на пламя самой минимальной интенсивности. При этом удерживая горелку на расстоянии примерно 5-ти сантиметров от деталей на протяжении 10-ти секунд, вы должны заметить размягчение металла.
Нагревать спаиваемые детали и припой следует не спеша и равномерно, кислородная газовая горелка позволяет это делать без проблем, и со временем трудностей у вас будет возникать все меньше (но до этого момента вам придется израсходовать не один кислородный газовый баллон). Доведя, таким образом, основной металл и припой до пастообразного состояния поступаем как с замазкой для окон – разогревая понемногу электрод, вставляем (замазываем) его в проемы меж деталями, при этом, то приближая, то отдаляя пламя для поддержания «рабочей» температуры.
Налаживать припой следует в проемы с небольшим избытком, при этом важно использовать низкое давление газов, соответствующим образом отрегулировав баллон, при которой кислородная газовая сварка не будет выдавать избыточное давление, которое может сдуть спаиваемый шов.
Перед переходом метала в жидкое состояние, на нем появляются видимые маленькие блестки, что свидетельствует о необходимой «рабочей» температуре. Достаточно потренироваться пару часов, и вы без труда освоите эту технологию, при этом кислородная газовая сварка перестанет быть для вас проблемой.
Не нужно также держать горелку слишком близко, дабы не допустить перегрева металла, но и вовсе убирать тоже нельзя, чтобы не допустить остывания. Кроме того, температура должна быть более-менее постоянной в пределах рабочих градусов.
При этом кислородный сварочный агрегат необходимо полностью заменить газовым (понадобится баллон с газом метаном, пропаном и т.д.).
Для начала необходимо тщательно зачистить сварочные поверхности, потом нанести по обе стороны зачищенных участков специальный для алюминия сварочный флюс и дать ему время подсохнуть.
Пока он подсыхает необходимо вырезать шириной в 5-6 миллиметров и длиной в 25-30 сантиметров алюминиевую полоску, которая будет служить нам электродом (припоем). Здесь очень важно, чтобы температура плавления основного металла и припоя были идентичны.
Теперь необходимо настроить кислородный агрегат (баллон) и отрегулировать горелку. Использовать надо нейтральное пламя, поскольку алюминий легко поддается окислению.
Линейное давление нужно отрегулировать в пределах от 0,15 до 0,3 кгс/см 2 , при этом, чем меньше толщина спаиваемого материала, тем ниже должно быть давление для предотвращения прожигания поверхностей.
