Svařování a řezání kovů při vysokých teplotách

Proces svařování plynem

Svařování a řezání kovů se používá ke spojování kovových součástí v průmyslu a domácnostech. Jedná se o technologický proces, při kterém hořlavá plynná látka s čistým kyslíkem za působení vysokých teplot taví hrany povrchů. Vzdálenost mezi nimi je zalita roztaveným materiálem z plnicího drátu.

Svařování plynem je poměrně jednoduchá technologie s mnoha pozitivními aspekty:

• Svařovací operace lze provádět off-line. Nepotřebujete k tomu silný zdroj energie.
• Jednoduché nadrozměrné vybavení, které lze snadno přepravovat.
• Proces svařování je řízen. Plynový hořák umožňuje měnit pracovní teplotu, rychlost ohřevu a úhel ohně.

A také velmi flexibilní: úprava je vhodná pro spojování součástí z uhlíkové oceli, olova, mědi, litiny, mosazi, bronzu, siluminu, hliníku a jeho slitin.

Při provádění svářečských prací existují také nevýhody:

• Velké topné plochy, které mohou způsobit deformaci sousedních prvků.
• Svařování plynem je považováno za vysoce rizikovou práci. Stlačený kyslík a hořlavé směsi vyžadují bezpečnostní opatření.
• Plynové svařování je vhodné pro tloušťky kovů do 5 mm.
• Žádná automatizace plynového hořáku.
• Vysoké nároky na svářečskou profesi.

Typy plynů vhodných pro svařování

Při práci se používají plyny, které jsou v přítomnosti kyslíku vysoce hořlavé. Nejdříve je na řadě acetylen, který dosahuje teplot mezi 3200 a 3400 °C. Druhým nejpoužívanějším palivem je propan s teplotou hoření 2800 °C. Alternativy zahrnují:

Používají se méně často než acetylen a propan. Důvodem je nízká teplota plamene, která je vhodná pouze pro neželezné kovy, jako je měď, mosaz, bronz a další.

Při používání kyslíkových lahví je třeba dbát zvýšené opatrnosti, protože v nich panuje vysoký tlak. Čistý kyslík je velmi silné oxidační činidlo, které reaguje s uhlovodíky a způsobuje požár s velkým vývinem tepla, který vede k výbuchu.

Podstata svařování a řezání plynem

Svařování plynem je tavné svařování, při kterém se k ohřevu využívá tepla plamene plynné směsi spalované hořákem.

Plynové řezání. Je proces založený na spalování (rychlé oxidaci) kovu v proudu kyslíku a odstraňování oxidů vzniklých v tomto proudu.

Svařování a řezání kovů plynovým plamenem se zahřívá plynovým plamenem, který vzniká spalováním hořlavého plynu smíchaného s kyslíkem ve speciálních hořácích.

Jako hořlavé plyny se používají acetylen, vodík, zemní plyny, ropný plyn, benzinové páry, parafín a další. Acetylen je nejrozšířenější, protože má v porovnání s ostatními plyny nejvyšší teplotu.

Při svařování plynem se kromě okrajů svařovaných dílů taví také přídavný materiál, který se zavádí do plamene hořáku. Po ztuhnutí tekutého kovu se vytvoří svar.

Mezi výhody svařování plynem patří:

Nevýhody svařování plynem jsou

• Nižší produktivita;
• Složitost mechanizace,
• Velká zóna ohřevu a nižší mechanické vlastnosti svarových spojů ve srovnání s obloukovým svařováním.

Plynové svařování se používá při výrobě a opravách předmětů z tenkých ocelových plechů o tloušťce 1-3 mm, svařování litiny, hliníku, mědi, mosazi, navařování, opravách vad. Odlévání atd.

Speciální vlastnosti svařování plynem

Existují různé způsoby spojování kovových dílů. Nejúčinnějším procesem je tepelné zpracování, které zahrnuje několik metod. Svařování plynem je považováno za jeden z nejoblíbenějších postupů.

Svařování kovové trubky plynem

Podstata procesu

Podstata metody svařování plynem spočívá v tom, že speciální tryskou je na pracovní plochy přiváděn proud žhavého plynu. Zahřívá okraje dílů na kritickou teplotu, čímž dochází k roztavení výplňového materiálu, který je připevněn k trysce nebo přiváděn do ohřívacího místa z druhé strany.

Plyn vytěsňuje vzduch z ohřívacího místa. Proto se netvoří žádný oxidový film. Kov postupně chladne a díly se spojují. Před zahájením práce je třeba se naučit vybírat plyny pro svařování:

Ke svařování kovových dílů lze použít jakýkoli hořlavý plyn s přídavkem kyslíku. Nejlepší možností je však acetylen. Důvodem je provozní teplota, které může plyn dosáhnout. Až 3400 stupňů Celsia. Propan může dosáhnout až 2800 stupňů Celsia.

Výhody a nevýhody

Každý proces spojování kovů má řadu silných a slabých stránek. Zvláštnost svařování. Svařovací plyn zahřívá pracovní plochu pomalu. To nelze označit za jednoznačnou výhodu nebo nevýhodu.

• Plynulý a rovnoměrný ohřev. Nutnost pro neželezné kovy.
• Není potřeba silný zdroj elektrické energie.
• Možnost regulace výkonu horké trysky.
• Přídavné ovladače pro přepínání provozních režimů.
• Nízká účinnost v důsledku vysokého odvodu tepla při zahřívání kovu plynem.
• Velká topná zóna. Přesná práce není možná.
• Potřebný plyn je dražší než elektřina, která se používá ke stejné práci.
• Přeprava lahví, hořáků a spojovacích hadic není snadná.
• Chce to trochu cviku, abyste se naučili svařovat velmi dobré švy.

Většina hořáků je ruční zařízení, které nelze automatizovat. Za nevýhodu lze považovat obtíže s automatizací procesu.

Svařování kovů v plynu má řadu nuancí, které jsou důležité pro manipulaci s různými materiály:

• Ke svařování měkké oceli lze použít jakýkoli typ plynu. Kromě toho je důležité použít výplňový materiál (ocelový drát) s nízkým obsahem uhlíku.
• Ke svařování litiny je zapotřebí nauhličovací plamen. Zabraňuje tvorbě křehkých bílých částic železa, které mají negativní vliv na pevnost a tvrdost materiálu.
• Před svařováním legovaných ocelí je třeba znát jejich složení. Pokud se jedná o žáruvzdorné materiály, musí být použit plnicí drát. Musí obsahovat nikl, chrom. Některé legované oceli vyžadují plniva s molybdenem.
• Ke svařování měděného materiálu používejte vysoce výkonný plamen. Je důležité vzít v úvahu, že měď má vysokou mez kluzu. To vyžaduje minimální mezeru mezi obrobky. Přídavné ochranné tavidlo, měděný drát jako výplňový materiál.
• Svařování bronzových obrobků regeneračním plamenem. Je důležité použít vodivý výplňový materiál s podobným složením.
• Při práci s mosaznými polotovary je důležité přidat k hořlavému plynu více kyslíku. Tím se zabrání úniku cínu ze složení materiálu.

Pro dobrý svar je důležité zohlednit složení svařovaných materiálů.

Svařování měděných trubek plynem

Oblast použití

Abychom pochopili, kde se technologie tepelného spojování kovů používá, je třeba si uvědomit, jaké materiály lze touto metodou svařovat:

Proces a postupy pro svařování tavením v plynu

Před zahájením svařování je třeba připravit pracovní plochy. Jsou očištěny od rzi, nečistot, usazenin. Dále musí řemeslník zvolit techniku svařování plynem. Každá z jednotlivých metod má své zvláštní vlastnosti. Metody svařování plynem:

• Metoda levé ruky. Používá se při práci s neželeznými kovy, tavnými slitinami. Tryska se musí pohybovat zprava doleva.
• Správný způsob. Použitelné pro tavitelné kovy. Plnicí drát musí být přesunut za plamen.
• Prostřednictvím válečku. Zpočátku musí být plechy připevněny svisle k mezeře. Pomocí hořáku roztavte okraje. Po vytvoření mezery ji roztavte na všech stranách, aby vznikl šev.
• Vícevrstvé svařování. Pro vytvoření dobrého spoje je třeba použít velké množství plynu.
• Spojování ve vanách. Tato metoda se používá k upevňování úhlů nebo spojování spojů plechů. Je důležité, aby tloušťka obrobků nepřesáhla 3 mm.

Je důležité zodpovědně vybírat směs. Může se jednat o směs kyslíku a kyslíku:

Pro svařování plechů o tloušťce větší než 5 mm je zapotřebí dvojitý válec. Hořák se ovládá pravostranným způsobem.

Vybavení

Mezi další klíčové součásti plynové svářečky patří

• Bezpečnostní zátka. Tato část zajišťuje bezpečnost práce.
• Lahve na plyny. Podle státních norem musí být natřeny určitou barvou v závislosti na tom, co je uvnitř.
• Ventil namontovaný na válci. Musí být vyrobeny z mosazi.
• Redukce je klíčovou součástí zařízení. Zajišťuje těsné spojení mezi hořákem a válcem.
• Hořák pro dopravu směsi. Existují dva typy. Acetylen, propan. Je pracovní částí zařízení, kde jsou umístěny ventily pro regulaci přívodu plynu. Míchají se pomocí systému trubek, který je umístěn na hořáku.

Potřebné nástroje a vybavení

K provedení práce budete potřebovat

• Svařovací invertor (transformátor), který vyrábí proud potřebný k vytvoření svařovacího oblouku;
• Kovové kladivo;
• Štětinový kartáč;
• Elektrické vodiče s připojovacími dutinkami;
• Elektrody a držáky elektrod.

Pro řezání kovů je vhodné používat elektrody s označením OZR. Vyznačují se speciálním povlakem s určitou tepelnou odolností, který zajišťuje vysokou produktivitu a dobrou kvalitu řezu. Vytvářejí stabilní oblouk, který generuje potřebné množství tepla. Speciální elektrody OZR umožňují řezání stejnosměrným nebo střídavým proudem z libovolné prostorové polohy.

Řezání svařováním je proces, který představuje vysoké riziko pro člověka. Nesprávné používání a nedostatečné vybavení může vést k úrazu elektrickým proudem. Viditelné a ultrafialové světlo dopadá do očí. Řezání chemikálií ovlivňuje dýchací funkce. Hrozí nebezpečí popálení povrchu kůže horkým kovem. Proto je při řezání nutné zajistit:

• Spolehlivou ochranu kovového pláště svářečky;
• Hrozí nebezpečí popálení povrchu kůže horkým kovem;
• Speciální ochranný oděv: plátěná kombinéza, rukavice, obličejový štít s tmavě tónovanými brýlemi, obuv s gumovou podrážkou, respirátor.

Při řezání kovu v omezeném prostoru je vhodné mít venku pomocníka, který je připraven v případě nouze pomoci.

Proč nás kontaktovat

Ke všem zákazníkům přistupujeme s respektem a stejně svědomitě se věnujeme zakázkám jakékoli velikosti.

Naše výrobní závody jsou schopny zpracovávat různé materiály:

Naši specialisté používají všechny známé metody mechanického zpracování kovů. Moderní zařízení poslední generace umožňuje dosáhnout maximální shody s původními výkresy.

Pro přiblížení obrobku výkresu zákazníka používají naši specialisté univerzální zařízení určené k ostření nástrojů pro nejnáročnější operace. V našich dílnách se kov stává plastickým materiálem, ze kterého lze vytvořit jakýkoli tvar.

Výhodou toho, že se obracíte na naše odborníky, je jejich soulad s GOST a všemi technologickými normami. V každé fázi práce probíhá přísná kontrola kvality, takže zákazníkům zaručujeme věrně provedený výrobek.

Díky zkušenostem našich řemeslníků je výsledkem příkladný výrobek, který splňuje i ty nejnáročnější požadavky. Přitom vycházíme z naší silné materiálové základny a zaměřujeme se na inovativní technologický vývoj.

Pracujeme se zákazníky ze všech regionů Ruska. Pokud si chcete objednat kovovýrobu, naši manažeři jsou připraveni vyslechnout všechny podmínky. V případě potřeby je zákazníkovi bezplatně poskytnuto specifické poradenství.

Aplikace a zařízení pro svařování kovů

Elektrické svařování nejen přímo svařuje prvky, ale umožňuje také jejich řezání. Zařízení pro tento typ práce vyžaduje podobné vybavení, ale samotný proces zahrnuje tavení kovu, dokud nejsou obrobky rozřezány na kusy. Tento postup vyžaduje použití vyšších proudů.

Řezání kovů svářečkou demontuje kovové konstrukce, demontuje staré potrubí a řeže kovový šrot. Tento postup se používá, když je třeba prorazit otvory nebo když je třeba řezat litinové nebo neželezné díly.

Svařování kovů elektrickým obloukem se používá, pokud není k dispozici kapacita nebo vybavení potřebné pro řezání plynem.

Práce se provádí s pomocí elektrikáře:

• Svařovací invertor (transformátor), který generuje požadovaný proud;
• Kovové kladivo;
• Kartáče na čištění;
• Elektrických vodičů s připojovacími dutinkami;
• Elektrody a držáky elektrod.

Řezání kovů při svařování představuje pro svářeče velké riziko. Nedodržení bezpečnostních pokynů a nenošení ochranného oděvu může mít za následek úraz elektrickým proudem. Ultrafialové a viditelné světlo je pro oči škodlivé. Při řezání vznikají škodlivé emise, které mají škodlivý vliv na dýchací systém. Existuje vysoké riziko popálení kůže horkým kovem.

Aby se zabránilo ohrožení zdraví při práci, musí být zajištěno následující

• Kovový kryt svářečky musí být dostatečně chráněn;
• Nucené odsávání vzduchu v místnosti;
• Speciální ochranné oblečení (plachtová kombinéza, rukavice, ochranná maska s tónovanými skly, obuv s gumovou podrážkou, respirátor).

Pokud se svařování kovů provádí v uzavřeném prostoru, není špatné, aby na činnost pracovníka dohlížel asistent, který může v případě potřeby přijít na pomoc.

Svařovací technologie pro řezání kovů má své výhody i nevýhody, vzhledem k tomu, které mohou usnadnit práci a v co nejkratší době získat požadovaný výsledek.

Nevýhody této metody jsou

• Nízký výkon v důsledku pomalé rychlosti práce;
• Špatná kvalita řezu v důsledku ztvrdnutí kovových drah na rubové straně obrobku.

Kvůli těmto nevýhodám není tato technologie vhodná pro situace, které vyžadují přesné značení při řezání kovů.

Hlavní výhody řezání svařováním jsou

• Není třeba kupovat drahé speciální vybavení a nástroje;
• Rychlé osvojení a zvládnutí vybavení;
• Na pracovní podmínky nejsou kladeny žádné zvláštní požadavky;
• Možnosti využití stejnosměrného nebo střídavého proudu při práci.

Měnič má své výhody. Díky své nízké hmotnosti a maximálním možnostem je vhodný pro práce, které dříve vyžadovaly těžké a složité vybavení. V závislosti na výkonu může spotřebič vážit od 3 do 7 kilogramů.

Doporučené články o obrábění kovů

Lze nosit v peru nebo na opasku. Měnič je chlazen ventilačními otvory v krytu. Elektrická energie je potřebná pouze pro vytvoření elektrického oblouku, na jehož úkor dochází k řezání.

Střídač není citlivý na přepětí. Pokud je rozdíl konstantní povahy, měli byste věnovat pozornost hodnotám uvedeným v pase zařízení.

Články o radiotechnice, technologii, plánech, 3D modelování

Svařování je technologický proces získávání pevných spojů kovů, slitin a jiných homogenních materiálů v důsledku vzniku atomových a molekulárních vazeb mezi částicemi (atomy) spojovaných obrobků.

Svařování je jedním z technologicky nejvyspělejších, nákladově nejefektivnějších, vysoce produktivních a z velké části mechanizovaných procesů. Proto se hojně využívá téměř ve všech odvětvích strojírenství a stavebnictví.

Svařování je klíčovým technologickým procesem ve stavbě lodí pro výrobu celosvařovaných lodních trupů. Svařování je nezbytné při stavbě ropovodů a plynovodů, nádrží na kapaliny a plyn, vysokých pecí, mostů a dalších inženýrských staveb. Svařování se používá v konstrukci obráběcích strojů k výrobě kritických strojních součástí (lůžka strojů, převodovky, velká vřetena, olejové nádrže), v zemědělské technice a automobilovém průmyslu k výrobě celosvařovaných konstrukcí, karoserií, palivových nádrží a mnoha dalších strojů a kovových konstrukcí.

Svařování je zvláště hospodárné při výrobě nových výrobků, kde jsou velké plné nebo kované strojní díly nahrazovány kombinovanými odlévanými svařovanými, kovanými svařovanými a válcovanými svařovanými díly. Tento druh substituce je výhodný, pokud má konstrukce složitou geometrii a velkou hmotnost.

Při svařování plynem se jako zdroj tepla pro ohřev a tavení okrajů obrobku používá plamen vznikající spalováním plynného paliva v kyslíkové atmosféře.

Proces svařování plynem spočívá v tom, že se pomocí plamene hořáku přivedou okraje obrobku k bodu tavení a poté se konec přídavného drátu zavede do roztavené lázně, kde se roztaví, čímž vznikne svar.

Důležitou roli hraje způsob pohybu hořáku, který by měl být takový, aby se oba okraje svařovaných dílů roztavily současně s roztavením přídavného materiálu. V závislosti na tloušťce svařovaného materiálu může být pohyb hrotu hořáku šroubovitý, klikatý, trhavý, kruhový, čárkovitý nebo přímý. Rozsah příčných vibrací hrotu závisí na tloušťce svařovaných dílů a požadované tloušťce svaru. Existují dvě metody svařování: pravé a levé. 2a) Hořák a přídavný materiál se pohybují podél svařované hrany zleva doprava. Výplňový materiál se nachází za hořákem pod úhlem 45 ℃. Hořák je umístěn pod úhlem 70-90 °C k rovině svařovaných dílů a plamen je namířen na již plátovaný kov. Při této metodě svařování nedochází k příčnému kmitání. Tato metoda se používá poměrně zřídka, většinou při svařování velkých tlouštěk.

Metoda levostranného řízení (obr. 2b) hořák a výplňový materiál se pohybují zprava doleva. Jedná se o nejrozšířenější metodu, která se používá v širokém rozsahu tlouštěk, které lze svařovat. Svařujte kovy různých tlouštěk změnou úhlu hrotu hořáku podle obr. 3. Čím tenčí je svařovaný kov, tím menší je úhel hořáku.

Při svařování se přídavná látka ve formě cívky drátu drží ve volné ruce a odvíjí se podle toho, jak se spotřebovává. Drát je ponořen na konci do roztavené lázně, aby se zabránilo oxidaci.

Svařovací materiály pro svařování plynem

Kyslík, plyn bez zápachu a barvy, se získává ze vzduchu hlubokým chlazením. Kyslík se převede do kapalného stavu a dusík se vypaří, protože má nižší bod varu než kyslík. Kyslík se přepravuje ve standardních ocelových lahvích o objemu 40 dm3. Modře natřená, při tlaku 150 kgf/cm2 (15 MPa).

Norma předpokládá, že lahve jsou natřeny barvou přiřazenou určitému plynu: kyslík je modrý, acetylén bílý, argon šedý, oxid uhličitý černý, vodík zelený a ostatní plyny červené. Na horní části lahve jsou vyraženy identifikační údaje: značka výrobce lahve, číslo lahve, hmotnost v kg, objem v litrech, pracovní zkušební tlak v kgf/cm2. Datum výroby a rok příštího testování s razítkem oddělení kontroly kvality výrobce. Tato část nádoby je opatřena razítkem při následné zkoušce, která se provádí po pěti letech.

Pro výpočet přibližného množství kyslíku v lahvi vynásobte objem lahve (dm3 ) tlakem plynu v ní (kgf/cm2).

Příklad: objem lahve 40 dm3. Tlak 150 kgf/cm 3. Množství kyslíku v lahvi je 40-150 = 6000 dm3 (při atmosférickém tlaku). Vzhledem k hodinové spotřebě plynu při svařování určete, na kolik hodin práce toto množství plynu vystačí.

Pokud se stlačený plynný kyslík dostane do kontaktu s vrstvou oleje a tuku, olej se vznítí a láhev exploduje. Proto je důležité chránit kyslíkové lahve před kontaminací olejem. Velmi nebezpečné jsou zejména vlna, dřevěné uhlí, oděvy a vlasy napuštěné kapalným kyslíkem.

Hořlavé plyny. Při svařování a řezání je hlavním hořlavým plynem acetylen (C2H2). Všechny ostatní plyny (propan, zemní plyn, vodík, ropné plyny, benzín nebo páry parafínu) jsou náhradní plyny, protože acetylen poskytuje nejvyšší teplotu plamene (3150-3200 ℃).

Acetylen je bezbarvý, ale má ostrý a charakteristický nepříjemný zápach.

Čistý acetylen je výbušný plyn. Směsi acetylenu se vzduchem mohou explodovat, pokud je obsah acetylenu ve směsi se vzduchem v rozmezí 2,2-100 % (objemových).

Acetylen pro svařování se vyrábí z karbidu vápníku jeho rozkladem s vodou. Karbid vápenatý se vyrábí tavením koksu a páleného vápna v elektrických obloukových pecích podle schématu:

Aplikace pro tepelné řezání

Řezání kovů se dělí na dělení a povrchové řezání. Výsledkem řezání je dutina v obrobku.

Při tepelném řezání povrchu a dělící fáze se zdroj tepla přikládá na definovanou oblast obrobku, aby se zahřál na teplotu tání.

Pro zvýšení účinnosti řezání je nutné rovnoměrně rozložit teplo po celé tloušťce obrobku. Tepelné řezání se v tomto případě provádí spalováním kovu v proudu kyslíku nebo elektrickým obloukem.

První možností je řezání kyslíkovým palivem (autogenní, plynové) nebo kyslíkovým tavidlem, druhou možností je řezání elektrickým proudem.

Oba způsoby tepelného řezání kovů mohou být ruční nebo mechanizované. Ruční řezání se používá v domácnostech nebo v malých firmách s malým objemem práce, protože v tomto případě není ekonomické opodstatnění pro použití automatizovaných systémů.

V předních průmyslových odvětvích se přibližně 70-80 % tepelného dělení kovů provádí pomocí automatizovaných zařízení s kopírováním nebo číslicovým řízením, což umožňuje realizovat in-line komplexní mechanizované a flexibilní automatizované linky pro tepelné dělení oceli.

Obrobky z nízkouhlíkových, konstrukčních a nízkolegovaných ocelí se řežou kyslíko-palivovým řezáním, pro vysokolegované oceli, litinu a slitiny neželezných kovů je vhodná technologie kyslíko-palivového řezání.

Podvodní řezání kyslíkem se používá při opravách. Kromě toho se k úpravě kovů používá technologie kyslíkového paliva a elektrokyslíku.