Газовая сварка

Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, ремонтной сварке литых изделий из чугуна, бронзы, алюминиевых сплавов, монтажной сварке стыков трубопроводов малых и средних диаметров (до 75 … 100 мм) с толщиной стенки до 4…5 мм и фасонных частей к ним, сварке узлов конструкций из тонкостенных труб, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца, при наплавке латуни и бронзы на детали из стали и чугуна, наплавке твердых и износостойких сплавов, сварке и наплавке чугуна, пайке-сварке ковкого и высокопрочного чугуна.

Газовая сварка можно сваривать почти все металлы, применяемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой сварке. Из-за простоты оборудования, независимости от источника энергоснабжения, возможности широкого регулирования скорости нагрева и охлаждения металла при сварке этот процесс находит применение в ремонтных и монтажных работах. При сварке стали толщиной свыше 6 мм газовую сварку применяют редко.

Основные свойства сварочного пламени

Реакция горения протекает обычно при соединении твердых, жидких или газообразных горючих веществ с кислородом. Процесс горения различных горючих газов и паров в кислороде или воздухе начинается с воспламенения газа при какой-то определенной температуре, зависящей от условий процесса горения. После того как горение началось, дальнейший нагрев газа внешним источником теплоты становится излишним, так как теплота газа оказывается достаточной для поддержания процесса газовой сварки и горения новых порций горючей смеси.

Однако устойчивые процессы газовой сварки возможны лишь в том случае, если выделяющаяся при сгорании горючей смеси теплота достаточна и для нагрева новых порций газа, и для компенсации потерь теплоты в окружающую среду, поэтому в трубках малых диаметров и особенно в капиллярах, где теплоотвод стенками трубки велик (из-за большой величины отношения площади поверхности канала к его объему), горение газа невозможно.

Необходимое условие горения газа в кислороде или в воздухе – содержание горючего газа в смеси в определенных пределах, называемых пределами воспламенения. В зависимости от скорости воспламенения. В зависимости от скорости воспламенения горючей смеси (скорость распространения пламени) различают следующие три вида горения: спокойное – со скоростью распространения пламени, не превышающей 10 … 15 м/с; взрывчатое – со скоростью распространения пламени, достигающей нескольких сот метров в секунду; детонационное – со скоростью распространения пламени свыше 100 м/с.

Скорость воспламенения (скорость распространения пламени) зависит от состава газовой смеси, давления, под которым газовая смесь находится, характера и объема пространства, в котором происходит горение, термомеханических условий на его границе (например, при горении смеси в трубках основной параметр, определяющий эти условия, – диаметр трубки), от чистоты горючего газа и кислорода. С увеличением содержания в них примесей скорость воспламенения уменьшается.

Применяемые в процессах газосварки горючие газы или пары жидких горючих веществ представляют собой преимущественно смеси углеводородов с другими газами. Из всех горючих газов в чистом виде применяют только водород. Все горючие газы, содержащие углеводороды, образуют пламя со светящимся ядром, аналогичным по строению ацетиленокислородному пламени. В сварочном пламени рассматривают три зоны: ядро, среднюю восстановительную зону и факел – окислительную зону. Чем больше углерода в составе горючего газа, тем резче очерчено светящееся ядро пламени. В отличие от углеводородных газов водородно-кислородное пламя не образует светящегося ядра, что затрудняет регулировку пламени по внешнему виду.