Оборудование и технология газопламенной обработки металла, общие сведения. Часть 1

Газопламенная обработка металлов (ГОМ) до сих пор широко применяется в промышленности, несмотря на развитие и техническое совершенствование многих новых процессов сварочного производства.

Из всех видов применяемых ГОМ на долю таких процессов, как резка, сварка, газотермическое напыление (например, цинкование и др.), приходится около 80%.

В настоящее время в качестве горючих газов при ГОМ применяют ацетилен, сжиженные газы на основе пропан-бутановых смесей, природный газ, в качестве окислителя - кислород или воздух.

Ацетилено-кислородные смеси, обеспечивающие максимальную температуру пламени (> 3000°С) могут быть использованы для любых процессов ГОМ.

Для сварки сталей толщиной до 4 мм с использованием специальной присадочной проволоки можно применять пропан-бутановые смеси.

При газоплазменной обработке алюминия, латуни, свинца и других материалов, температура плавления которых ниже температуры плавления стали, целесообразно применять пропан-бутан. Для кислородной резки, пайки, наплавки металлизации можно использовать любые газы - заменители ацетилена.

Газовая сварка занимает особое место и при присущих ей недостатках до сих пор применяется там, где ее достоинства выше других способов.

Газосварка обладает следующими достоинствами:

1. Сравнительная простота и не требует сложного и дорогого оборудования, а также источника электроэнергии.
2. Широкие пределы выбора скорости нагрева и охлаждения свариваемого металла за счет регулирования тепловой мощности пламени и расстояния до места сварки.

К недостаткам следует отнести сравнительно малую скорость нагрева металла и большую зону термического влияния на металл, от состояния и ширины которой зависят механические свойства сварного соединения (а не только шва). При газовой сварке концентрация тепла меньше, чем при дуговой, поэтому разогреву подвергается большая зона и увеличивается коробление.

По причине медленного нагрева металла пламенем и относительно невысокой концентрации тепла при нагреве производительность процесса газовой сварки значительно снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при сварке стали толщиной 1 мм скорость - около 10 м/ч, а толщиной 5 мм - 2,5 м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной более 4 мм менее производительна по сравнению с ручной дуговой сваркой и практически не применяется.

Стоимость ацетилена и кислорода при газовой сварке выше стоимости электроэнергии при дуговой и даже контактной электросварке, поэтому газовая сварка дороже, чем электрическая.

Процесс газовой сварки почти не поддается механизации и автоматизации.

Газовая сварка необходима и применяется при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, при ремонте изделий из чугуна, бронзы, силумина; при монтаже и ремонте трубопроводов отопления, водопровода, газопровода из труб малых (до 50 мм) диаметров, а также подобных работах; при сварке изделий из алюминия, меди, латуни, свинца, при наплавке латуни на чугунные или стальные детали (поршни, штоки гидросистем), при сварке ковкого и высокопрочного чугуна с применением присадочных прутков из латуни и бронзы.

При помощи газовой сварки можно сваривать почти все металлы, применяемые в технике. За счет этого качества и с учетом простоты применяемого оборудования газовая сварка занимает достойное место среди других процессов и заслуживает внимания и изучения.

Оборудование и технология газопламенной обработки металла, общие сведения. Часть 2

Для газовой сварки, резки необходимо иметь:

1. Газы - кислород и горючий газ (ацетилен или его заменители).
2. Присадочный материал - проволока, прутки.
3. Кислородный баллон - для работы и хранения запаса кислорода.
4. Кислородный редуктор для понижения давления и поддержания установленного давления кислорода, подаваемого из баллона в горелку или резак.
5. Ацетиленовый генератор для получения ацетилена из карбида кальция или ацетиленовый баллон, в котором ацетилен растворен в ацетоне и находится под давлением. В этом варианте необходим еще ацетиленовый редуктор для понижения давления ацетилена, подаваемого из баллона, до рабочего места. При пользовании горючими газами - заменителями ацетилена нужно иметь баллон или специальную емкость для жидкого горючего, или централизованный газопровод природного газа.
6. Сварочные горелки различного назначения с набором наконечников, а для резки - с комплектом мундштуков и приспособлением, упрощающих резку (циркули и т. д.)
7. Резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и горючего газа в горелку или резак.
8. Принадлежности для сварки, резки (очки, инструмент и т. д.)
9. Рабочее место, оборудованное всем необходимым.
10. Флюсы (пасты, порошки) для сварочных работ.

При ГОМ применяются различные способы газопитания - централизованное или от передвижных постов.

При выполнении сварочных работ на открытых площадках или в неупорядоченных зонах обслуживания (в строительстве, на монтаже, в судостроении и т. п.) применяют передвижные источники питания газами. В основном это установленные на специальных тележках баллоны с горючим газом и кислородом.

При периодическом проведении газоплазменных работ часто используются ацетиленовые передвижные генераторы, а кислород в этом случае получают от баллонов. При работе стационарных постов ГОМ (в цехах, мастерских и т. д., как правило, организуется централизованное питание рабочих мест горючим газом и кислородом. Оно становится необходимым при работе более 10 постов ГОМ, так как это требуется по правилам техники безопасности. Существует несколько различных технических вариантов организации централизованного газоснабжения постов ГОМ, но любая схема газопитания в общем случае предусматривает наличие трех основных групп оборудования: источников газопитания; средств газорегулирования и взрывозащиты, аппаратуры для ГОМ.

Оборудование и аппаратура для ручных работ при газопламенной обработке металлов являются более распространенными, поэтому их рассмотрению уделяется больше внимания.