ПМ-20 Самостійна тема 2.6.

 Самостійна тема 2.6.

Застосування в зварюванні ацетилену, кисню, аргону.

Зварюванням називається процес отримання нероз'ємних сполук за рахунок сил взаємодії атомів.

Численні методи зварювання поділяються на дві групи:

1) зварювання плавленням (зварювання в рідкій фазі);

2) зварювання тиском (зварювання у твердій фазі).

При зварюванні плавленням рідкий метал частин, що з'єднуються, мимоволі зливається в одне ціле, утворюючи після охолодження і затвердіння зварне з'єднання.

Зварювання тиском проводиться без нагрівання або з нагріванням металу до пластичного стану з подальшим стисненням частин, що з'єднуються. 

Зварювання в даний час є одним із основних технологічних процесів у всіх галузях промисловості. Без зварювання неможливе виробництво сучасних машин. У практиці ремонтної справи зварюванню належить вагоме місце. Найширше застосування в промисловості та практиці ремонту машин має зварювання плавленням: газове та електродугове. 

При газовому зварюванні для нагрівання металу до плавлення або пластичного стану використовується тепло, яке отримують в результаті згоряння пального газу в суміші з киснем.

Для здійснення газового зварювання та різання необхідно мати горючий газ, кисень, присадний матеріал, флюси.

Як горючі гази при газовому зварюванні і різанні використовуються ацетилен, водень, природний газ, пари бензину і гасу і т. п. Широке застосування в газовому зварюванні отримав газ ацетилен. Він має температуру зварювального полум'я 3000-3150 °С і застосовується для зварювання сталі, чавуну та кольорових металів.

Водень, природний газ, пари бензину і гасу не придатні для звичайного зварювання сталі внаслідок недостатньої температури зварювального полум'я (1900— 2300°С), тому їх застосовують при зварюванні металів, що мають температуру плавлення нижче, ніж у сталі, для різки металів (у тому числі і сталі). Газ пропан можна застосовувати для зварювання сталі завтовшки 5-6 мм.

Присадковий матеріал необхідний для заповнення металом рідкої ванни, що утворилася при зварюванні. Зазвичай як присадковий матеріал використовується дріт діаметром від 1 до 6 мм з хімічним складом, близьким до складу металу, що зварюється. Поверхня дроту має бути чистою, без окалини, іржі, олії та інших забруднень. Якщо немає відповідного дроту, то для зварювання кольорових металів можна застосовувати смужки, нарізані з листового металу тієї ж марки, що і метал, що зварюється.

Флюсами користуються для захисту розплавленого металу від окислення і видалення оксидів, що утворилися в зварювальному шві. Склад флюсу вибирають в залежності від складу і властивостей металу, що зварюється. Флюс повинен плавитися раніше за метал, добре розтікатися по шву і не надавати шкідливого впливу на метал шва.

При зварюванні звичайної вуглецевої сталі флюси не застосовують, тому що зварювальне полум'я добре захищає розплавлений метал від окислення.

Флюс можна використати для легування шва. 

Ацетилен.

Використання ацетилену у зварюванні – один із старих методів отримання якісного естетичного шва. За допомогою цього методу можна варити будь-які метали, у тому числі чорні і кольорові.

Ацетиленове зварювання-метод з’єднання металів, при якому ключовим компонентом є газ ацетилен. Ацетилен отримують шляхом змішування карбіду кальцію з водою. Раніше змішування виконувалося вручну в спеціальному генераторі. Додатково використовувався балон з киснем, шланги, пальник. Застосування ацетилену і кисню при зварюванні отримало широке поширення.

Завжди було одно “але”: генератор і необхідність змішувати ацетилен вручну. Ця процедура була трудомісткою і проводилася перед кожним зварюванням. Але був один плюс: після зварювання можна було злити газ, що залишився, і використати його повторно. Але незабаром газове зварювання ацетиленом почало робитися із застосуванням спеціальних балонів, що містили газ ацетилен. Так що зараз немає нужди вручну змішувати карбід кальцію і воду.

Переваги у ацетиленового зварювання вагомі. По-перше, не треба використовувати електрику, щоб зробити зварювання. До того ж, усе устаткування можна перевозити на спеціальному візку, і можна варити на вулиці у важкодоступних місцях. По-друге, можна просто поміняти кут напряму полум’я, і температура ванни відразу ж зміниться. Так можна досить зручно регулювати міру нагріву.

По-третє, при належній вправності можна уникнути пропалень просто міняючи відстань від зварювальної ванни до пальника. Але не варто забувати і про недоліки. Треба розуміти, що таке зварювання вимагає багато часу і терпіння, тому його не можна назвати продуктивним. А такий варіант навряд чи підійде для великого підприємства з великою кількістю продукції, що випускається. Також , під час зварювання нагрівається не лише зварювальна ванна, але і уся прилегла область металу, а це не дуже добре для деталі. Також таку роботу не зможе виконати зварювальник низької кваліфікації, обов’язково потрібний професіонал своєї справи.

Ацетиленове зварювання – одна з кращих технологій для різання і зварювання металів, якщо на першому місці якість шва, а не кількість випущеної продукції. Газові балони можна легко і недорого купити у будь-якому спеціалізованому магазині. 

Кисень.

Висока температура газового полум'я досягається спалюванням горючого газу або парів рідини в кисні. Процес газового зварювання відбувається таким чином, кисень надходить в зварювальний пальник, в результаті попадання туди горючого газу з балона або спеціального газового генератора. Змішуючись в певному співвідношенні, вони підпалюються на виході з сопла. Крім того, що полум'я розплавляє кромки зварюваного виробу і присадочний приплив, воно забезпечує захист розплавленого металу від атмосфери. Відповідні вентилятори регулюють витрата кисню і пального газу.

Чистота кисню має велике значення. Зниження чистоти кисню погіршує якість обробки металів і підвищує його витрати.

Стиснутий кисень, стикаючись з маслами або жирами, швидко окислює їх, в результаті чого вони самозаймаються або вибухають. Тому балони з киснем необхідно оберігати від забруднення маслами.

Аргон.

У зварювальному виробництві аргон застосовується як захисне середовище в процесі зварювання рідкісних металів (ніобію, титану, цирконію) та їх сплавів, легованих сталей різних марок, а також алюмінієвих, магнієвих та хромонікелевих сплавів. Для чорних металів, як правило, застосовують суміш Ar з іншими газами – гелієм, киснем, вуглекислотою та воднем. 

Будучи важчим за повітря, аргоновий струмінь надійно захищає метал під час зварювання. Інертний газ відтісняє повітря, яке стає причиною окислення матеріалу, і  протягом тривалого часу є захистом для розплавленої та нагрітої металевої поверхні. Більше про зварювальний процес із застосуванням аргонового захисного середовища читайте у статті: зварювання аргоном – технологія та режими роботи обладнання .