Принцип работы газовых горелок

Достойный прототип газовой горелки для сварочных работ был представлен в конце 19-го века. Тогда оборудование функционировало посредством подаваемого под давлением кислорода и ацетилена. Температура пламени достигала 3000 градусов по Цельсию. Это позволило обеспечить плавку края металла и обеспечить качественное сцепление в зоне сварных швов. Существенно данная технология была преобразована в начале 20-го века. Подготовка к Первой мировой войне и всеобщая милитаризация требовала создания простых, недорогих способов промышленной сварки и резки. Технология напайки под водой стала наиболее прогрессивной на несколько десятков лет вперед. Хотя также стали появляться варианты электродуговой сварки и контактные технологии. В чем особенность газосварочного процесса?

Как это работает?

Опыт использования газовой горелки на территории современной Российской Федерации впервые был получен в 1906 году. Тогда в Московском техническом училище был продемонстрирован процесс. Хотя ввиду небольших объемов производства карбида кальция, из которого генерировался ацетилен, процесс в то время не получил промышленного распространения.

Сейчас, как и сто лет назад, принцип газовой сварки не поменялся. Хотя технология была порядком усовершенствована. Посредством воздействия на свариваемые детали высоких температур наблюдается оплавление кромок. При физическом контакте элементы материала смешиваются. А после прекращение воздействия пламенем полотно остывает, образуется сварной шов. А детали становятся цельными. Тепловое воздействие образуется посредством окисления ацетилена.

За счет локального повышения температур элементы свариваемых деталей (молекулы, атомы) обмениваются между собой, устанавливают прочные связи, образуют прочный на разрыв или излом шов. Научным путем доказано, что образованная в результате соединения напайкой в несколько раз может превосходить по прочности исходные материалы. На практике это проявляется в том, что наблюдается износ деталей. А сварной шов даже при значительных механических и вибрационных нагрузках остается целым. Для достижения такого результата необходимо, чтобы температура горения минимально в 2 раза превышала температуру плавления. Ацетилен чем и хорош, что при взаимодействии с кислородом образует реакцию, что позволяет повысить температуру пламени до 3150 градусов по Цельсию. Это дает возможность обеспечить прочные сварные швы на железных, чугунных и стальных элементах.

Что необходимо?

Для сварки могут использоваться различные виды газов:

Кислород;
Ацетилен;
Прочие.

Первый в зависимости от состава бывает трех сортов. Для газовой сварки используют расходники на 99,2, 99,5 и 99,7% содержания. Чем меньше содержание кислорода, тем больше его потребуется. Для соблюдения технологического процесса газ используется в баллонах, откуда подается под давлением в 150-165 атмосфер. Это дает возможность обеспечить чистоту реакции горения при окислении ацетилена.

Ацетилен получают, как и сто лет назад, из воды и карбида кальция. Но это весьма взрывоопасная смесь. И для снижения производственного травматизма, исключения аварийных ситуаций к месту работ данный расходный материал доставляют в баллонах. Они пропитаны ацетоном, заполнены активированным углем. Это нейтрализует взрывные процесс, позволяет безопасно использовать агрегат даже в местах большого скопления людей.

Поиск альтернативных газовых смесей связан с дороговизной ацетилена. Современные технологии позволяют внедрять аналоги. В качестве заменителей могут использовать – пропан, бутан, их смесь. Но особенность использования таких компонентов исключает экономию. Дело в том, что при сгорании заявленных газов потребуется использовать троекратный объем кислорода. Снизить затратность процесса не получится.

Сэкономить можно при применении пропан-бутановой смести для сваривания цветных металлов. Они имеют меньшую температуру плавления. Соответственно и температурные показатели горелки нужны ниже.

Особенности использования

Преимущество, которое позволило газовой сварке превзойти другие виды – простота выполнения. Это лидерство удерживается оборудованием уже более 100 лет. Благодаря регулировке объема подаваемого из баллона газа можно регулировать температуру плавления и площадь обрабатываемой поверхности. Это весьма удобно при работе с различными по плотности металлами. Современные технологии позволяют использовать данный вид соединений даже для пластмасс. Еще один важный фактор, определяющий простоту эксплуатации – мобильность. Не нужно продумывать место размещения габаритного стационарного оборудования, искать сеть с напряжением в 380 В. Достаточно на тележке прикатить баллоны в нужном направлении. Это позволяет упростить процесс, сделать его более адаптированным под нужды разных отраслей хозяйства, исключить промышленное применение.

За счет высокой температуры горения ацетилена данный вид сварочных работ по праву считается универсальным. Они могут в равной мере эффективно применяться для спайки железа, чугуна, практически всех видов стали, цветных металлов и даже пластмасс. Соответственно они актуальны для:

Монтажа трубопровода;
Кузовного ремонта;
Сварки как чугунных изделий, так и тонколистных цветных металлов;
Прокладки коммуникаций;
Устранения дефектов свариваемых ранее конструкций в местах швов;
Создания товаров бытового назначения.

Применяется завяленная техника в строительных, монтажных, сельскохозяйственных, ремонтных работах, при дорожном строительстве и реконструкции.

Использование данной технологии ограничено лишь соображениями рентабельности. Ведь ацетилен достаточно дорогой в промышленном производстве. А его аналоги имеют малую производительность.

Современный уровень технического прогресса позволит совершать множество операций посредством применения газосварочного оборудования со специальными насадками или режимами. Это плазменная резка, металлизация, поверхностная закалка, наплавка, пайка, напыление.