7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пропан для сварки и резки металлов

Глава IX. Материалы и аппаратура для газовой сварки и резки

§ 40. Газы, присадочная проволока и флюсы для газовой сварки

Кислород. Высокая температура газового пламени достигается сжиганием горючего газа или паров жидкости в кислороде.

Кислород в чистом виде при температуре 20°С и атмосферном давлении представляет собой прозрачный газ без цвета, запаха и вкуса, несколько тяжелее воздуха. Масса 1 м 3 кислорода при 20°С и атмосферном давлении равна 1,33 кг. Кислород сжижается при нормальном давлении и температуре — 182,9°С. Жидкий кислород прозрачен и имеет голубоватый цвет. Масса 1 л жидкого кислорода равна 1,14 кг; при испарении 1 л кислорода образуется 860 л газа.

Кислород получают разложением воды электрическим током или глубоким охлаждением атмосферного воздуха.

Технический кислород выпускается по ГОСТ 5583 — 68 трех сортов: 1-го сорта, содержащего не менее 99,7% чистого кислорода, 2-го сорта — не менее 99,5% и 3-го сорта не менее 99,2% (по объему). Остаток составляют азот и аргон.

Чистота кислорода имеет большое значение, особенно для кислородной резки. Снижение чистоты кислорода ухудшает качество обработки металлов и повышает его расход.

Сжатый кислород, соприкасаясь с маслами или жирами, окисляет их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. Поэтому баллоны с кислородом необходимо предохранять от загрязнения маслами.

Горючие газы. К горючим газам относятся прежде всего ацетилен, пропан, природный газ и другие (табл. 14); используются также пары керосина.


14. Характеристика горючих газов и жидкостей для сварки и резки

* ( Для керосина и бензина приведена масса 1 м 3 жидкости.)

Ацетилен чаще других горючих применяется для сварки и резки; он дает наиболее высокую температуру пламени при сгорании в кислороде (3050 — 3150°С). Без ущерба качества и производительности резки ацетилен заменяется другими горючими — пропаном, метаном, парами керосина и др. Технический ацетилен (C2H2) бесцветен, за счет содержащихся в нем примесей обладает резким неприятным запахом, в 1,1 раза легче воздуха, растворяется в жидкостях.

Ацетилен взрывоопасен; находясь под давлением 1,5 — 2 ат, взрывается от электрической искры или огня, а также при быстром нагреве выше 200°С. При температуре выше 530°С происходит взрывчатое разложение ацетилена.

Смеси ацетилена с кислородом или воздухом при очень малом содержании ацетилена способны при атмосферном давлении взрываться. Поэтому сварщикам необходимо соблюдать обязательные правила эксплуатации газовой аппаратуры. Самовоспламенение смеси чистого ацетилена с кислородом, выходящей из сопла газовой горелки, происходит при температуре 428°С.

В промышленности ацетилен получают тремя способами: разложением карбида кальция (CaC2) водой, термоокислительным пиролизом (разложением) нагретого природного газа в смеси с кислородом, разложением жидких углеводородов (нефти, керосина) электрической дугой. Для сварки и резки ацетилен получают из карбида кальция. Технический карбид загрязнен вредными примесями, которые переходят в ацетилен в виде сероводорода, аммиака, фосфористого и кремнистого водорода. Они ухудшают качество сварки и должны удаляться из ацетилена промывкой водой и химической очисткой.

Газы-заменители ацетилена. Пропанбута новая смесь представляет собой смесь пропана с 5 — 30% бутана и иногда называется техническим пропаном. Ее получают при добыче природных газов и при переработке нефти. Температура пропан-кислородного пламени низка и достигает 2400°С; поэтому использовать его можно лишь для сварки стали толщиной не более 3 мм; при большей толщине невозможно хорошо прогреть металл соединения, чтобы получить надежный провар.

Низкотемпературное пламя целесообразно применять при резке, нагреве деталей для правки, для огневой очистки поверхности металла, а также для сварки легкоплавких металлов. Пропан-кислородная сварка стальных листов толщиной до 3 мм по качеству не уступает ацетилено-кислородной сварке. Во всех этих случаях пропан можно заменить ацетиленом.

Для сварочных работ пропан-бутановая смесь доставляется потребителю в сжиженном состоянии. Переход смеси из жидкого состояния в газообразное происходит самопроизвольно в верхней части баллона из-за меньшего удельного веса газа по сравнению с сжиженной смесью.

Технический пропан тяжелее воздуха и имеет неприятный специфический запах.

Природный газ. Природный газ состоит в основном из метана (77 — 98%) и небольших количеств бутана, пропана и др. Газ почти не имеет запаха, поэтому для обнаружения его утечки в него добавляют специальные резко пахнущие вещества.

Метан-кислородное пламя имеет температуру 2100 — 2200°С. Она ниже пропан-кислородного пламени, поэтому природный газ можно применять в ограниченных случаях, главным образом для термической резки.

Прочие газы и горючие жидкости. Для образования газового пламени в качестве горючего можно использовать и другие газы (водород, коксовый, нефтяной газы), горючие жидкости (керосин, бензин).

Жидкие горючие менее дефицитны, но требуют специальной тары по сравнению с газообразными. Для сварочных работ и резки горючая жидкость преобразуется в пары нагревом наконечника горелки или резака. Температура керосино-кислородного пламени 2400 — 2450°С, бензино-кислородного — 2500 — 2600°С. Пары жидких горючих можно употреблять в основном для резки и поверхностной обработки металлов 1 .

1 ( Запрещается употреблять для сварки и резки этилированный бензин из-за его токсичности.)

Характеристика горючих газов, применяемых для сварки и резки, приведена в табл. 14.

Карбид кальция (CaC2) представляет собой твердое вещество темно-серого или коричневого цвета, удельная плотность его 2,26 — 2,4 г/см 3 . Карбид кальция получают в электрических печах сплавлением извести и кокса по реакции

В техническом карбиде кальция содержится до 90% чистого карбида, остальное — примесь извести. После остывания, дробления и сортировки карбид кальция упаковывают по 100 — 130 кг в герметические барабаны из кровельной стали или оборотную тару — бидоны вместимостью 80 и 120 кг, которые после использования карбида возвращают на карбидный завод.

Получение ацетилена из карбида кальция происходит по реакции:

Теоретически для разложения 1 кг CaC2 надо затратить 0,562 кг воды, при этом получается 0,406 кг (372,5 л) ацетилена и 1,156 кг гашеной извести Ca(OH)2. Реакция происходит с выделением тепла (около 475 ккал/кг карбида кальция). Чтобы предотвратить нагревание ацетилена, которое может вызвать взрывчатый его распад, практически расходуется воды от 5 до 15 л в зависимости от конструкции ацетиленовых генераторов, в которых получают ацетилен.

Карбид кальция жадно поглощает пары воды из воздуха с выделением ацетилена.

По ГОСТ 1460 — 76 карбид кальция выпускается в кусках следующих размеров (грануляции): 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 мм. Чем крупнее куски карбида кальция, тем больше выход ацетилена.

С учетом примесей, содержащихся в карбиде кальция, и различной грануляции практически выход ацетилена из карбида кальция в среднем составляет от 250 до 280 л на 1 кг CaC2.

Иногда в карбидном барабане скапливается много пылевидного карбида кальция 1 . Карбидной пылью можно пользоваться лишь в генераторах особой конструкции. Применять пылевидный карбид кальция в генераторах, предназначенных для работы с карбидом кальция крупной грануляции, нельзя во избежание взрыва.

1 ( Куски карбида кальция размерами менее 2 мм считаются карбидной пылью.)

Сварочная проволока для газовой сварки по химическому составу должна быть такой же, как и металл свариваемого изделия. Марки сварочной проволоки применяют те же и по тому же ГОСТ 2246 — 70, что и для дуговой сварки. Диаметр проволоки (dпр) устанавливают в зависимости от толщины свариваемой стали и вида сварки. Обычно принимают dnp=δ/2, где δ — толщина свариваемого металла в мм. При толщине металла более 16 мм применяют прутки диаметром 8 мм. Для сварки алюминия, меди и их сплавов берут проволоку того же состава, что и свариваемый металл. Однако лучшие результаты дает при сварке меди применение проволоки, содержащей раскислители — фосфор, марганец и кремний — до 0,2% каждого. Для сварки алюминия и его сплавов также целесообразно применять проволоку с кремнием и марганцем.

Флюсы применяют для удаления из металла шва неметаллических включений, попадающих в сварочную ванну, для защиты от окисления кромок свариваемого металла и сварочной проволоки. Флюс растворяет неметаллические включения и окислы, образуя относительно легкоплавкую с малой удельной плотностью механическую смесь, которая легко поднимается в сварочный шлак. Флюсы вводятся в сварочную ванну в виде порошков или паст.

При сварке низкоуглеродистых сталей флюсы не употребляются, так как образующиеся в этом случае легкоплавкие окислы железа свободно выходят на поверхность шва.

С флюсами выполняется сварка цветных металлов, чугунов и некоторых высоколегированных сталей. Составы этих флюсов приведены при описании технологии сварки соответствующих металлов.

Газы, применяемые для сварки и резки металлов

Газовая сварка, при которой происходит плавление кромок свариваемых деталей в высокотемпературном пламени газовой горелки (рис. 1) с дальнейшим формированием шва, имеет по сравнению со сваркой электродуговой как преимущества, так и недостатки. К первым относится тот факт, что при помощи данного метода можно сваривать практически любые материалы, более того, чугун, медь, латунь и свинец даже легче поддаются газовой сварке, чем дуговой. При этом отсутствует потребность в применении дорогого и сложного оборудования, а также в подключении к источнику электропитания. В то же время газовую сварку обычно применяют для обработки относительно тонких изделий, так как с увеличением толщины свариваемого металла в результате сравнительно медленного его прогрева пламенем и невысокой концентрации тепла резко падает ее производительность. Кроме того, стоимость газов, применяемых для создания высокотемпературного пламени, достаточно высока, поэтому эксплуатационные расходы в процессе газовой сварки часто оказываются выше, нежели для сварки электродуговой. Отметим, что при газовой сварке часто применяют присадочную проволоку, близкую по составу к свариваемому металлу, участвующую в образовании сварного соединения.

Читать еще:  Лазерная художественная резка изделий из металла

Рис. 1. Схема инжекторной горелки для газовой сварки: 1 — мундштук; 2 — сменный наконечник; 3 — смесительная камера; 4 — инжектор; 5 — кислородный вентиль; 6 — ацетиленовый вентиль

Температура пламени при газовой сварке должна быть не меньше чем в два раза выше температуры плавления свариваемого материала. Лучше всего удовлетворяет этому условию ацетилен — при сжигании его в кислороде образуется пламя с температурой порядка 3150 ˚С, что позволяет сваривать практически любую сталь.

При этом в зависимости от соотношения ацетилен-кислород горючая смесь может образовывать различные типы пламени, по-разному влияющие на процесс сварки.

Нормальное пламя, образуется при подаче 1,1-1,3 объема кислорода на один объем ацетилена. Этого недостаточно для полного окисления горючего газа — как следствие в пламени преобладает монооксид углерода(СО) и водород, выделившийся при разложении ацетилена. Последний защищает расплавленный металл шва от окисления. Окончательное сгорание смеси до углекислого газа и воды происходит за счет кислорода воздуха.

При подаче меньшего объема кислорода получается коптящее науглероживающее пламя — недоокисленный углерод переходит в расплавленный металл, ухудшая качество шва.

Впрочем, избыток кислорода пользы также не приносит. Образующееся при этом окислительное пламя, хотя и характеризуется повышенной температурой, однако сообразно со своим названием окисляет металл шва, снижая его прочностные свойства. Оказывается, что при большом избытке кислорода и должном давлении он вообще может полностью окислить металл, выдувая из рабочей зоны продукты его сгорания. На этом принципе основана технология газовой резки. При ней ацетиленовое пламя исполняет скорее вспомогательную роль, подогревая место разреза до температуры, при которой металл начинает сгорать в струе чистого кислорода, подающегося в зону резки параллельно с горючей смесью. Основная теплота при этом выделяется именно за счет окисления металла. Логическим продолжением данного метода является копьевая резка, которая применяется для разрезания низкоуглеродистой и легированной стали большой толщины. Более того, копьевая резка позволяет справиться и с железобетоном. Сущность метода заключается в прожигании отверстий стальной трубкой(копьем), по которой под большим давлением подается кислород, при этом необходимую для процесса теплоту получают окислением металла конца трубки(предварительно подогретого) и железа обрабатываемого изделия. Совершая копьем горизонтальные и вертикальные движения можно вырезать куски материала нужной формы.

Важнейшее значение для сварки и резки металлов имеет надлежащий выбор применяемых в этих процессах газов и способов их получения.

Кислород

Технический кислород различают по степени чистоты, так 1-ый сорт содержит не менее 99,7% (объемных) кислорода, 2-й — не менее 99,5%, 3-й — не менее 99,2%. Особенно большое значение чистота кислорода имеет для кислородной резки. С понижением содержания в нем газовых примесей увеличивается скорость реза, и уменьшается расход самого кислорода. Доставлять кислород к месту сварки можно как в баллонах, так и в жидком состоянии. В первом случае, полученный путем криогенной ректификации из воздуха кислород закачивается в баллоны под давлением в 150-165 атм. Второй метод, позволяющий уменьшить расходы на содержание и транспортировку баллонов, заключается в доставке жидкого кислорода прямо к месту сварки в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией с последующим его испарением. При этом из 1 дм 3 жидкости получают 860 дм 3 газообразного кислорода (при нормальных условиях).

Ацетилен

Ацетилен также можно либо получать в готовом виде на месте, либо везти его издалека в баллонах. В первом случае используются так называемые ацетиленовые генераторы, где его получают реакцией карбида кальция с водой. Теоретически одного килограмма чистого карбида достаточно для образования 350 дм 3 ацетилена, на практике же выход горючего газа составляет не более 300 дм 3 /кг. Данный метод имеет определенные недостатки, связанные с хлопотностью хранения карбида кальция — он жадно поглощает воду из воздуха, образуя взрывоопасные ацетилен-воздушные смеси. Соответственно, загруженный в генератор кусок карбида должен быть полностью превращен в ацетилен, а полученный ацетилен — сожжен в горелке, во избежание проблем с безопасностью труда. Отбор данного газа из баллона не создает подобных трудностей. В то же время, сама технология баллонного хранения и перевозки ацетилена достаточно необычна, именно за счет его чрезвычайной взрывоопасности. Которая понижается при растворении ацетилена в ацетоне. В результате ацетиленовый баллон представляет собой наполненную пористой массой емкость. Пористая масса (например, активированный уголь) пропитана ацетоном, в ацетоне же растворяется ацетилен, закачиваемый в баллон под давлением 10-20 атм. При 10 атм. в стандартном 40-литровом баллоне помещается порядка 5 кг ацетилена, что эквивалентно 4,5 м 3 газа при нормальных условиях. Отбор ацетилена из баллона нежелательно производить со скоростью выше 1,5 м 3 /ч, так как при более интенсивной откачке газа из емкости уносится и часть ацетона. Таким образом, при больших объемах потребляемого ацетилена имеет смысл использовать ацетиленовые генераторы, для не столь масштабных работ более подходящим решением является отбор газа из баллонов.

Ацетилен для закачки в баллоны получают как из карбида кальция, так и при пиролизе природного газа. Отметим, что контакт с оксидом меди резко снижает температуру воспламенения ацетилена, поэтому при изготовлении оборудования для работы с этим газом стараются избегать использования медьсодержащих деталей.

Заменители ацетилена

Дороговизна ацетилена зачастую вынуждает искать ему газы-заменители, ведущее место среди которых занимает пропан, или же пропан-бутановая смесь, обладающие высокой теплотворной способностью. Впрочем, для удовлетворительного сгорания пропана требуется примерно в три раза больше кислорода, чем для ацетилена, что делает выгодность его применения не столь однозначной. Самым же большим недостатком пропана является более низкая, нежели у ацетилена температура пламени, что существенно осложняет его применение для сварки сталей. Поэтому пропан чаще используют либо при сварке легко плавящихся цветных металлов, либо для создания подогревающего пламени при кислородной резке сталей.

Если все же пропановое пламя используют для сварки углеродистых сталей, то приходится применять сварочную проволоку, содержащую повышенную концентрацию кремния и марганца, использующихся в качестве раскислителей, что улучшает качество сварного соединения. Отметим, что большой коэффициент объемного расширения пропана (и бутана) накладывают ограничения на объем газа, который может быть безопасно закачан в баллон.

Аналогичные проблемы возникают и при использовании других заменителей ацетилена — водорода, коксового газа, бензина, керосина. Низкая температура пламени, поучаемая при сжигании данных веществ, затрудняет их применение при сварке сталей, однако позволяет использовать их в процессах резки, а также сварки и наплавки более легкоплавких металлов.

В общем, возможности выбора того или иного варианта состава горючей смеси, а также способов ее получения, для газовой сварки или резки достаточно широки, и всецело зависят от конкретной ситуации.

Процесс осуществления резки металла пропаном и кислородом

На сегодняшний день считается, что резка металла пропаном и кислородом наиболее распространенный и наиболее популярный метод резки.

Особенности использования промышленных газов при осуществлении резки

Непосредственно при осуществлении резки резак использует два газа. При помощи кислорода осуществляется резка металла, помимо этого для поддержания рабочего процесса используется в качестве подогревателя газ пропан.

При помощи использования пропана в качестве нагревателя осуществляется нагрев поверхности металлической детали, которую предполагается разрезать. При сгорании газа пропана происходит нагрев металлической поверхности детали до значений около 1000-1200 градусов Цельсия. После достижения этой температуры через резак подается кислород, при помощи которого происходит горение материала в месте резки и удаление продуктов горения.

Залогом осуществления качественной резки является непрерывная подача газа.

Для работы используется резак марки Р1-01П. Этот тип резака чаще всего применяется при раскраивании заготовок изготовленных из каленой стали и чугуна.

Резка металла пропаном и кислородом используется только в отношении тех металлов и сплавов, которые отвечают определенным требованиям, основными среди которых являются следующие:

  • температура плавления окислов, подвергающегося резке металла или сплава должна быть ниже температуры плавления металла;
  • количество теплоты, которое выделяется при горении метала или сплава должно быть достаточным для того чтобы поддерживалась постоянная кислородная резка;
  • шлаки, образующиеся при осуществлении резки металла должны обладать высокой текучестью, а также должны легко подвергаться выдуванию с места, в котором осуществляется резка;
  • теплопроводность сплавов и металлов, подвергающихся резке должны обладать не слишком высоким уровнем теплопроводности.

Разработано несколько типов резки металлических заготовок кислородом.

Виды резки металлов и сплавов кислородом

Существует несколько типов процессов резания при помощи кислородной струи. Особенности того или иного процесса зависят от формы, материала детали и места осуществления разреза.

Все типы кислородной резки можно разделить на несколько групп:

  • первая группа — разделительная резка газом;
  • вторая группа поверхностная обработка;
  • третья группа — сверление.

В первую группу входят следующие типы разрезания газовым потоком:

  • скоростное разрезание кислородом;
  • нормальное разрезание кислородом;
  • кислородно-флюсовое разрезание.

Во вторую группу входят такие типы обработки материала:

  • проведение строжки поверхности;
  • проведение строжки канавок;
  • проведение обточки.

Третью группу типов кислородной обработки материала заготовок составляют:

  • сверление при помощи использования кислородного копья;
  • прожигание отверстий обычным потоком газа.

Наиболее часто применяемыми типами обработки детали путем разрезания газовой струей является разделительная кислородная резка.

Технология разделительного разрезания позволяет применять ее практически повсеместно. Особенностью этой технологии является использование резака под определенным углом к обрабатываемой поверхности. При осуществлении разрезания струя направляется к месту осуществления разрезания в перпендикулярном направлении по отношению к обрабатываемой плоскости, а при осуществлении скоса кромок струя направлена под определенным наклоном к плоскости поверхности детали.

Читать еще:  Горячая струна для резки пенопласта

Подготовка поверхности, достоинства и недостатки резки при помощи кислорода

При подготовке плоскости материала к осуществлению технических операций с использованием кислородной резки требуется провести очистку поверхности от ржавчины и других загрязнений. Деталь размещается в таком положении, чтобы было легко проводить все технические операции с материалом детали. При проведении разрезания нужно обеспечить свободный выход газовой струи через заготовку. Производительность и скорость процедуры тем выше, чем чище газ, используемый для разрезания. При попадании струи в толщу материала детали происходит искривление газовой струи исправить эффект искривления струи газа можно путем наклона на определенный угол резака используемого в процессе работы.

Струя газа имеет форму конуса, который имеет расширение в нижней части. Такая форма струи приводит к тому, что при обработке толстой детали на противоположной стороне образуется большое количество окалины. Чтобы избежать этого явления осуществляют увеличение мощности струи газа пропорционально толщине заготовки.

Основными параметрами процесса являются давление газа и скорость резания. При выборе правильной скорости процесса, искры, образующиеся в процессе резки, направлены вниз под углом 85-90 градусов.

Как и любой другой процесс обработки, кислородная резка имеет свои достоинства и недостатки.

К преимуществам этого технологического процесса можно отнести:

  • возможность проведения обработки заготовок имеющих толщину до 80 мм;
  • осуществление резов любой сложности и конфигурации;
  • отсутствие жестких требований к помещениям, в которых проводится разрезание заготовок;
  • мобильность технологических установок;
  • возможность быстрого проведения работ;
  • выгодное ценовое соотношение между стоимостью проведения работ и их качеством.

К недостаткам технологии относятся:

  • невозможность проведения операций с заготовками толщиной более 80 мм;
  • невозможность обработки заготовок из нержавеющей стали;
  • ограниченность применения технологии, можно использовать только для заготовок из стали и чугуна;
  • возникновение больших линейных отклонений;
  • невысокое качество кромки;
  • наличие потребности в проведении допобработки кромки.

Помимо этого обработка материала этим методом требует наличие у человека определенных знаний и умений.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2015.08.31

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Резка металла газом

Содержание:

  • Газы для резки металлов и их особенности.
  • Газовая горелка для резки металла.
  • Особенности кислородной резки металлов.

Часто при сварочных работах необходимо произвести не только соединение деталей из металла, но и их резку. Резка металла газом осуществляется посредством горючих газов, таких как ацетилен. Могут применяться также и кислород, метан, пропан, бутан и различные смеси этих газов. Иногда газопламенная резка металла осуществляется и с помощью горючих жидкостей, а именно бензина и керосина.

Остановимся более детально на газовой резке металла, на материалах и оборудовании, используемых во время работ. Отметим, также, особенности кислородной резки металла.

Газы для резки металлов и их особенности.

В первую очередь, следует рассмотреть особенности газов, которые применяются для разрезания различных металлов.

Мы уже говорили, что резка металла газом осуществляется с использованием определенных видов газов. Так, наибольшее распространение получил ацетилен, который позволяет добиться высокого качества пламени во время работ. Особенность этого газа в том, что он может гореть даже в условиях, где нет кислорода или любого другого окислителя.

Отметим, что для резки металлов может использоваться ацетилен как растворенный в ацетоне, так и в газообразном виде. Использовать газ в растворенном виде наиболее безопасно. Кроме того, в таком состоянии он способен обеспечить стабильность всего процесса резки.

Из-за дефицитности ацетилена в последнее время сварщики часто используют и его заменители, которые, тем не менее, уступают этому газу по теплопроводности. Заменителями ацетилена называют керосин и бензин, а также их смеси. Кроме того, используются и другие газы, которые принято делить на два вида: сжимаемые и сжиженные.

К первому виду относят метан, нефтяной, городской, коксовый и природный газы. Ко второму – пропан, бутан, и смеси.

Также, при газовой резке используют чистый кислород (не меньше 99,5 процентов). Заметим, что использование в работе кислорода требует от сварщика осторожности и внимательности. Особую опасность представляют масла и жиры, даже небольшое их количество может привести к взрыву. Поэтому аппаратуру, используемую во время резки металла, обязательно обезжиривают. Следят и за тем, чтобы на рабочем месте и одежде сварщика не было пятен жира или масла.

Газовая горелка для резки металла.

Существует несколько видов горелок, которые предназначены для выполнения разных работ. В этот раз нас будут интересовать горелки, предназначенные специально для резки металлов.

Среди таких можно выделить ацетиленовые и пропановые горелки, а также специальные универсальные. Данные горелки позволяют проводить как сваривание металлоизделий, так и их резку.

Отметим, что к особенностям пропановых горелок относят тот факт, что они могут оснащаться несколькими мундштуками. Ацетиленовые горелки часто применяются при работах в среде защитных газов.

Универсальные горелки рассчитаны на использование любого газа. Кроме того, их универсальность заключается в том, что они могут применяться практически для всех видов сварочных работ. Функциональность таких горелок повышается и за счет возможности использовать с ними разнообразные насадки.

Особенности кислородной резки металлов.

Сразу отметим, что с помощью кислорода можно разрезать металлы, которые соответствует определенным требованиям. А именно:

  • Температура, при которой разрезаемый металл плавится, должна быть выше, чем температура его возгорания в кислороде. К таким можно отнести, например, низкоуглеродистые стали.
  • При резке металла не должны образовываться тугоплавкие окислы, то есть температура плавления этих окислов должна быть ниже, чем у металла. Такой особенностью, например, отличаются алюминий, высокохромистые стали и пр.
  • Металлы должны иметь не очень высокие показатели теплопроводности.
  • Во время резки металла должны образовываться жидкотекучие шлаки.
  • Должно выделяться большое количество тепла во время сгорания металла при кислородной резке.

Резка металла производится только после предварительного подогрева пламенем. Отметим, что подогрев осуществляется и в процессе разрезания.

Собственно сам процесс разрезания металла представляет собой сжигание материала струей кислорода. Эта же струя удаляет продукты сгорания из разреза. Заметим, что за количеством кислорода во время работ нужно следить тщательно. Так как его переизбыток может привести к остыванию металла, а недостаток послужит причиной неполного сгорания металла.

В процессе резки важно следить и за тем, чтобы струя кислорода вызывала непрерывное окисление по всей длине разреза. Отсюда правило: скорость передвижения резака должна быть равной скорости, с которой металл окисляется (по всей толщине).

Разрезание металла газом, будь-то ацетилен или кислород, требует от сварщика строгого соблюдения техники безопасности.

Резка металла пропаном и кислородом — оборудование, горелка, расход и давление пропана при резке

Специалисты, не без оснований считают, что газовая резка металла пропаном и кислородом нынче является наиболее эффективным и популярным видом резки. Давайте попробуем вместе разобраться, почему это так.

Поскольку исполняется это действие даже для не совсем опытного, однако знающего «толк в деле» и понимающего сварщика предельно просто, необходимость в обязательном применении различных фазоинверторов отсутствует. Проводимая в активной фазе газовая резка металла пропаном и кислородом не предусматривает также обязательного соблюдения норм относительно помещения (в частности, это может быть наличие центрального кабеля заземления).

Существует, помимо этого, вполне адекватное мнение о том, что подавляющее большинство газовых резаков являются, по определению, «мобильными», то есть, их транспортировку можно проводить вполне обыкновенным способом — при помощи автомобильного транспорта.

Газовая резка металла пропаном и кислородом — подробности использования этих двух промышленных газов

Непосредственно уже во время резки, газовый резак использует два газа – кислород, при помощи которого, что называется, и воплощаются «в жизнь» процессы по разделению металла, а также подогреватель, в роли которого могут выступать ацетилен либо пропан.

При помощи применения нагревателя происходит разогрев поверхностной части, планируемой для разрезания вплоть до температурного значения в 1000-1200 градусов, после этого – подается кислородная струя (т.н. резка металла кислородом). Струя воспламеняется после прикосновения о подогретую поверхность, без контакта с нею воспламенение будет осуществить тяжело.

Сварщик, который смотрит за горящей струей, легко разрезающей металл, должен обязательно понимать, что её устойчивость — необходимый фактор, обусловленный соблюдением беспрерывной подачи кислорода. Если горелка для резки металла уже не такая, какой была при оптимальном разрезании, это может значить, что возникло прерывание — пламя, в таком случае, просто-напросто может угаснуть, после чего вновь нужно будет производить нагрев поверхности.

Оборудование для резки металла газом, при помощи которого выполняется обыкновенная кислородная резка — это резак Р1-01П. Мы не случайно упомянули именно этот тип резака, ведь именно он оптимально подходит для того, чтобы мастер мог работать с чугуном или же каленой сталью.

Используется ли такой резак в качестве сварочного аппарата?

Можем ответить коротко и понятно — нет. Также однозначно можно ответить и на вопрос относительно того, слишком ли влияет выбранный резак на давление пропана при резке металла.

Продолжая тему газов, можно сказать, что как резка металлов, так и газовая сварка в последнее время может быть выполнена с помощью соединения пропана и ацетилена. Однако подходящее для этого оборудование может быть применено только лишь для работы с металлами, показатели прочности у которых выше других (например, это может быть высокопрочная сталь для ножей копулировочных).

Читать еще:  Электропила для резки металла

Стоимость резки металла газом «смешанным» возрастает по причине того, что нужное оборудование, поддерживающее работу с такой вот вариацией, стоит очень и очень, мягко говоря, не дешево! Именно поэтому мы о нем особо говорить не будем — в другой раз, в других статьях. Там же обсудим и расход пропана при резке металла – смотрите категорию материалов «Газовая сварка и резка», а также статьи, посвященные этому вопросу в категории «Резка металлов».

Газовая резка металла пропаном и кислородом. Технология.

Ныне много где (на производстве и строительстве, в частности) применяемая технология газовой резки металла, в некоторой мере, отличается от той, которая описывалась в тексте выше. Например, для того, чтобы правильно работать с так называемыми «легкими металлами», нужно понимать, что температурные показатели, начинающиеся от тысячи градусов по Цельсию (в сторону возрастания, само собой) могут просто-напросто разрушать металл, с которым Вы пытаетесь проводить те или иные действия (испарять или же расплавлять).

В подобных случаях, сам процесс резки должен производиться с подогревом, происходящим с резкой в одно и то же время. Через два боковых подается специальная нагревающая смесь, а по центру, в свою очередь, монтируется тонкое, по своим свойствам, сопло для подачи кислорода под высоким давлением.

В качестве оборудования могут использоваться разнообразные «столы», являющиеся автономными по определению – столами, к слову, именуются типы газового оборудования, предназначающиеся для резки металла в полноценном автоматическом режиме. Участие оператора, в таком случае — не обязательно. Расход пропана существенно отличаться, в таком случае, от «ручной работы» не будет.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Резка металла лазером — цена лазерной установки и какую лучше купить
    При изготовлении всевозможных металлических конструкций и изделий возникает необходимость в использовании функционального и точного оборудования. Техника нужна для того, чтобы обеспечить качественную обработку листовых материалов.

Алмазная струна для резки металла — резка металла проволокой
В сфере производства металлических изделий и конструкций используется весьма широкий спектр всевозможного оборудования. Основу этого технологического набора составляют станки для резки металла, которые позволяют осуществлять.

Механическая резка металла — дисковая пила, ленточная пила, агрегат продольной резки металлов
Появление современных и высокоточных технологий, к счастью, не стало причиной для полного исчезновения механических способов резки металла. Вероятно, этому есть вполне логичные объяснения, а значит.

Смотрим металлорежущее оборудование — станок для резки металла дисковый
Качество готовых металлических конструкций и изделий определяется, в первую очередь, качеством самого производственного процесса. Чтобы получить достойный результат, необходимо использование профессионального металлорежущего оборудования. Будь-то станок.

Газы для газовой сварки и резки металлов. Газовые смеси для сварки

В качестве горючих газов для газовой сварки применяют ацетилен, водород, природный газ и другие. Также применяются газовые смеси для сварки, такие как нефтяной газ, пропанобутановая газовая смесь, пиролизный газ. Кроме того, для газовой сварки используют пары горючих жидкостей — бензина и керосина.

В таблице представлены наиболее распространенные газы и газовые смеси для газовой сварки и газовой резки, указаны их основные свойства и область применения:

Выбор того, или иного газа для сварки зависит не только от температуры пламени, но и от количества теплоты (теплотворной способности), которое получается при его сгорании. Коэффициент замены ацетилена, указанный в таблице, это отношение расхода газа-заменителя к расходу ацетилена при одинаковой эффективной тепловой мощности. Данный коэффициент необходим, если потребуется заменить ацетилен другим горючим газом.

Ацетилен для газовой сварки

Ацетилен — один из самых распространённых газов, применяемых для газовой сварки. Наибольшее распространение ацетилен получил из-за того, что ацетиленокислородное газовое пламя имеет наибольшую температуру, по сравнению с другими горючими газами и газовыми смесями (см. таблицу выше).

Ацетилен образуется при взаимодействии карбида кальция CaC2 с водой. Карбид кальция способен поглощать влагу из атмосферы и разлагаться под её воздействием. Поэтому, его хранят в герметичных барабанах из кровельной стали. Вместимость таких барабанов составляет 100-130кг. Получают карбид кальция при сплавлении в электропечах кокса и обожжённой извести:

CaO + 3C = CaС2 + CO

Ацетилен С2Н2 представляет собой химическое соединение углерода с водородом. Для получения ацетилена используют ацетиленовые генераторы, в которые загружают карбид и воду. Химическое взаимодействие карбида кальция и воды протекает интенсивно, с большим выделением теплоты Q:

Из 1кг карбида кальция можно получить до 300л ацетилена. При нормальных условиях ацетилен бесцветен и обладает резким специфическим запахом. Ацетилен легче воздуха, его плотность составляет 1,09кг/м3.

Ацетилен взрывоопасен, если он находится в смеси с воздухом и его концентрация составляет 2,2-81% по объёму. В смеси с кислородом ацетилен взрывоопасен, при его концентрации 2,8-93% по объёму. Наиболее взрывоопасны ацетиленокислородные смеси, содержащие 7-13% ацетилена.

При растворении в жидкости взрывоопасность ацетилена существенно снижается. На практике ацетилен растворяют в ацетоне, 1л которого способен растворить до 20л ацетилена. Об этом мы говорили в статье: «Газовые баллоны для сварки. Газосварочные баллоны».

Кроме карбида кальция, источниками ацетилена являются природный газ, нефть и уголь. Полученный из природного газа, ацетилен называется пиролизным.

Водород для газовой сварки

Водород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. При смешивании с кислородом или воздухом образует «гремучий газ», который является взрывоопасным. Поэтому, в случае применения водорода для сварки металлов, необходимо строго придерживаться правил безопасности при его хранении, транспортировании и использовании.

Водород хранят и транспортируют в стальных газосварочных баллонах при давлении, не превышающем 15МПа. Получить его можно, разлагая воду на водород и кислород при помощи электролиза. Также водород синтезируют в специальных водородных генераторах путём химической реакции серной кислоты H2SO4 и цинка, либо железной стружки. При этом образуются сульфаты цинка или железа, а освободившийся водород скапливается внутри генератора.

Коксовый газ для сварки

Коксовый газ представляет собой бесцветную смесь горючих газов с резким запахом сероводорода. Получают коксовый газ в процессе выработки кокса из каменного угля. В состав коксового газа входят водород, метан и другие углеводороды. Транспортировка этого газа происходит по трубопроводам.

Городской газ и природный газ для сварки

Городской газ состоит из нескольких газов: метан 70-95%, водорода, объёмная доля которого может достигать 25%, тяжёлых углеводородов с их объёмной долей до 1%, азота 3% и углекислого газа до 1%. Транспортирование городского газа происходит по трубопроводам под давлением 0,3МПа.

Природный газ добывается из газовых месторождений. Его основой является метан СН4, содержание которого в природном газа составляет 93-99%.

Нефтяной газ, природный газ и пропанобутановая смесь для газовой сварки

Пиролизный газ представляет собой смесь горючих газов, образующихся при распаде нефти, мазута и других нефтепродуктов при воздействии на них высоких температур. В состав пиролизного газа входят сернистые соединения, которые вызывают коррозию мундштуков в газовых сварочных горелках. Поэтому, перед применением этот газ проходит тщательную очистку.

Нефтяной газ — является побочным продуктом нефтеперерабатывающих предприятий. Он используется, в основном, для резки и сварки металлов малой толщины и для сварки цветных металлов.

Пропанобутановые смеси являются бесцветными смесями, не имеющими запаха. Состоят они из пропана С3Н8 и бутана С4Н10. Эта смесь обладает наибольшей теплотворной способностью, т.е., при её сгорании выделяется наибольшее количество теплоты.

Бензин и керосин для газовой сварки

Бензин и керосин являются продуктами переработки нефти. Они представляют собой бесцветные жидкости со специфическим запахом и легко испаряются. Применяют их при газопламенной обработке, подавая их в виде паров. Для этого в сварочных резаках или горелках предусматривают специальные испарители, которые преобразуют бензин и керосин из жидкого состояния в парообразное. Испарители нагреваются от вспомогательного пламени или при помощи электричества.

Кислород для газовой сварки

Кислород для газовой сварки необходим, чтобы обеспечить сгорание горючих газов или паров горючей жидкости. Кислород несколько тяжелее воздуха и его плотность составляет 1,33кг/м3. Кислород очень активен химически и он поддерживает горение газов при газовой сварке, образовывая, при этом, большое количество теплоты.

Кислород хранят и транспортируют в кислородных газовых баллонах под давлением 15МПа. Баллон объёмом 40л способен под давлением 15МПа хранить до 6м3 кислорода. Кроме газовых баллонов, кислород может поставляться к месту сварки в жидком состоянии в специальных ёмкостях.

Для переходя жидкого кислорода в газообразный, применяют газификаторы и насосы с испарителями для жидкого кислорода. К сварочным постам для газовой сварки кислород подаётся по газопроводу. Транспортировка кислорода в газообразном состоянии позволяет уменьшить объём транспортировочной тары, приблизительно, в 10 раз, т.к. из 1л жидкого кислорода, при нормальных условиях, получается 860л газообразного кислорода.

Согласно ГОСТ 5583, для газокислородной сварки и резки металлов применяют технический кислород, который бывает трёх сортов. Первый сорт имеет чистоту 99,7% кислорода. Второй сорт с чистотой 99,5 кислорода. Третий сорт содержит не менее 99,2% кислорода по объёму.

Чистота кислорода имеет большое значение для газовой сварки и резки металлов. При снижении чистоты кислорода на 1%, качество сварки снижается и увеличивается расход кислорода, приблизительно на 1,5%.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector