Мы не сейфы громим, а металл режем

Давным-давно автоген был любимым инструментом медвежатников – уголовников, которые громили сейфы. Понятно, что те сейфы были старого образца – тяжеленные бронированные брынды. Медвежатники были профессионалами высочайшей квалификации – настоящими мастерами работы по металлу.

Сейчас все по-другому: сейфы совсем другие, а медвежатники переквалифицировались в хакеров. Современные работы по металлу – широчайшая сфера профессиональной деятельности. Она включает в себя в числе прочего резку по металлу, которая производится газовым резаком, который и есть тот самый автоген по своей сути.

Если металлические листы и профили небольшой толщины, вполне можно резать простыми механическими инструментами типа специальных ножниц по металлу, то резка металла с толстыми краями возможна только газовым резаком, без него с массивными заготовками – никуда.

Среди газовых резаков встречаются самые разнообразные модели с различной конструкцией, размерами и т.д. Но так или иначе, принцип их работы совершенно одинаковый.

Без матчасти никуда

Физика процесса следующая: металл, который нужно резать, разогревается за счет подаваемой горящей газовой смеси. Металл в итоге сгорает в струе чистого кислорода, который подается под давлением из сопла в зону резки.

Процесс резки делится на два этапа:

1. Разогрев рабочей зоны до температурного уровня горения металла. Металл греется за счет пламени в факеле, получаемого в результате смешивания кислорода с горючим газом.
2. Сам процесс сгорания нагрет ого металла в техническом кислороде с последующим удалением шлака от горения из рабочей зоны.

Самое важное правило работы автогена – это точное соблюдение температурного режима. Горение должно происходить при меньшей температуре, чем плавление. В противном случае металл начнет плавиться и стекать до того, как гореть, то есть резаться. Такое правило несложно соблюдать при работе с низкоуглеродистыми сталями – температура их плавления очень высока.

А вот цветные металлы и чугун начинают плавиться при довольно низкой температуре, с ними работать автогеном чрезвычайно трудно. Легированные стали также не поддаются газовой резке, при ее производстве всегда учитываются допустимые дозы легирующих добавок – примесей, углерода и т.п. При превышении уровня этих доз горение стали в кислороде нестабильное, с перерывами или вообще прекращается.

Виды газовых резаков

Виды газовых резаков представлены очень широко. Пройдемся по ручным моделям, которые подразделяются по признакам.

По виду разогревающего горючего газа:

• с ацетиленом;
• с метаном;
• резак пропановый;
• универсальный;
• с МАФ.

Вид газа влияет на температуру пламени для разогрева металла.

По мощности работы резака:

• малая мощность для резки металла с маркировкой Р1 и толщиной 3 – 100 мм;
• средняя мощность – маркировка Р2 и толщина до 200 мм;
• высокая мощность – маркировка Р3 с толщиной до 300 мм;
• бывают резаки для резки металла с толщиной до 500 мм.

По способу доставки горючего газа:

• инжекторные;
• безинжекторные.

Принципиальная конструкция газового резака

Особенности конструкции резака.

Инжекторный или двухтрубный резак

Это самая популярная модель по своей конструкции. Название «двухтрубный» происходит из-за разделения технического кислорода на два потока. Это делается для функционального разделения работы кислорода.

Верхний поток кислорода с высокой скоростью идет сквозь сопло внутреннего мундштука. Это чрезвычайно важная часть аппарата – она отвечает за непосредственно фазу резки металла. Регулируется этот поток специальным вентилем, который обычно выносится на наружную панель.

Второй поток кислорода идет прямиком в инжектор. Порядок работы в камере инжектора следующий: кислород поступает в камере под большим давлением и с высокой скоростью, в результате чего в этом пространстве образуется зона разреженного давления. Кислород является в данном случае инжектируемым.

Через специальные боковые отверстия в стенках камеры в нее втягивается горючий газ – он является в данном случае эжектируемым. Происходит смешение газов, скорости выравниваются, в итоге на выходе из камеры формируется поток из смеси газов, у которого скорость ниже, чем у инжектируемого кислорода, но выше, чем у эжектируемого горючего газа.

На следующем этапе сформированная смесь газов поступает в наконечник – сначала в его головку, а затем через сопло между мундштуками выходит и образует то самое пламя в виде факела, которое разогревает металл до температуры его горения. Все потоки газов регулируются собственными вентилями на внешней стороне корпуса – для подачи кислорода и отдельно для подачи горючего газа в инжектор.

Безинжекторный или трехтрубный газовый резак

В данном случае устройство газового резака сложнее. Кислород в него попадает по двум трубкам, третью трубку по праву занимает горючий газ. В этом сварочном резаке газы смешиваются внутри головки, никакой камеры здесь нет. Такая система является более безопасной, чем двухкамерная модель.

Дело в том, что здесь нет риска для так называемого «обратного удара», который заключается в весьма неприятном и опасном явлении: проникновении горящих газов в каналах и трубках аппарата в обратном направлении.

У этой модели стоимость значительно выше. Кроме этого недостатка у трехтрубного резака имеется еще один нюанс: в работе с ним необходимо очень высокое давление горючего газа – выше, чем с инжекторным аппаратом.

Стандарты и габариты

Все стандартные измерения, касающиеся газовых резаков, оговорены в ГОСТе 5191-79. Естественно, что вес и размеры аппаратов напрямую связаны с их мощностью. Вес, например, бывает только в двух значения: резаки моделей Р1 и Р2 весят 1,0 кг, а модель высокой мощности Р3 весит 1,3 кг и ни граммом больше или меньше.

Кстати, с мощностью и размерами связан и вид горючего газа. Если мощные резаки Р3 работают только на смеси кислорода с пропаном, то аппарата поменьше типа Р1 и Р2 вполне могут функционировать с любым видом газа.

Вставные газовые резаки:

Кроме классических моделей с разной мощностью существует отдельная категория – так называемые вставные газовые резаки с особой маркировкой РВ. По ГОСТу они называются очень странно: наконечники к газовой горелке для резки металла. В общем-то они отличаются от традиционных резаков: смешивание горючей смеси и кислорода проводится в самом наконечнике.

По весу эти устройства значительно легче резаков. РВ1 весит 0,6 кг, а РВ2 и РВ3 – всего по 0,7 кг. Но пусть эта кажущаяся изящность не вводит вас в заблуждение. Не будем забывать, что это наконечники к горелке, в комплекте с которой они будут весить ничуть не меньше, чем обычные резаки. В чем тогда преимущество?

В том, что их можно докупить к уже имеющейся горелка и, таким образом, сэкономить кое-какие деньги. И компактность всего комплекта, упакованного в специальный кейс. И еще одна немаловажная деталь, которая касается природы горючего газа. Дело в том, что ацетилен значительно дороже пропана.

Но для сварки металла намного желательнее именно ацетилен: горелка с ним дает пламя с температурой выше на 400°С, чем такая же со смесью кислорода с пропаном.

Портативные модели: малому кораблю – малое плавание

На рынке сейчас предлагается множество портативных вариантов автогенов – именно так они позиционируются. Они продаются в виде насадки к компактному цанговому газовому баллону. Но по своей сути и принципу работы это горелки. Большинство из них обеспечивают температуру факела не выше 1300°С.

Встречаются, конечно, и портативные модели «профессионального» ряда – цанговые резаки, дающие температуру факела выше – до 2000 – 2500°С, что в общем-то близко по показателям к классическому кислородно-пропановому резаку. Но физика есть физика: даже в этих моделях нет главного компонента, который режет металл – кислородной струи, которая окисляет этот самый металл.

Где хорош портативный газовый резак? При резке легко плавких металлов или сплавов типа олова, латуни, бронзы, меди. Но даже эти «детские» варианты не режутся, а плавятся. Поэтому компактные насадки – резаки используются больше для пайки или сварки маленьких заготовок из цветных металлов. Это могут быть детали бытовых устройств типа холодильника или кондиционера. Сварка, а не резак, одним словом.

В любом случае будьте внимательны при выборе таких моделей далеко не всегда их предлагаемая «портативность» в итоге оправдана.

Как выбрать резак получше?

Предлагаем блок полезной информации, которая поможет вам лучше ориентироваться в спецификациях и технических характеристиках резаков заранее:

• Ниппели бывают латунными алюминиевыми. Латунные варианты долговечнее.
• Если есть возможность, выбирайте модели с алюминиевыми, а не пластиковыми ручками, Какой бы не был пластик теплоустойчивым, он «поплывет» в любом случае быстрее, чем алюминий.
• Рукоятка должна быть достаточно массивной: диаметр не меньше 40 мм.
• Вентили должны хорошо работать. Это значит – проворачиваться без особых усилий.
• Аппараты с рычажным управлением более удобны и экономны в использовании, они экономят газ.
• Вентильные шпиндели должны быть обязательно из нержавеющей стали, а не из латуни, которые слишком недолговечные. Бывают «комбинированные» варианты, они по своей долговечности занимают серединную позицию.
• Лучшим материалом для корпуса резака являются металлы: латунь, медь, нержавеющая сталь.
• Мы помним, что ацетиленовые резаки стоят дороже. Следим за материалом, из которого выполнены детали имеющие прямой контакт с горючим газом перед смешением в камере. Внимание! Они не должны быть сделаны из меди или ее сплавов, где содержание меди не меньше 65%.
• Если конструкция устройства разборная, это лучше: его легче чистить и ремонтировать.
• Только медь! Только медный наружный мундштук!
• Правильный внутренний мундштук на газовый резак ацетиленового типа тоже должен быть из меди. А вот в кислородном резаке по металлу – из латуни. Вот такие нюансики.
• Обязательно проверяйте у продавца состояние дел с запасными частями и расходным материалом.

Советы бывалых: как пользоваться

Инструкции, как пользоваться газовым резаком, можно разделить на общие положения и профессиональные «мелкие» замечания, которые на самом деле являются ценнейшими практическими помощниками.

Сначала общие положения:

• Только в маске! Только в маске сварщика или специальных очках проводим любые работы с любым газовым резаком. Работа с автогеном – занятие с морем рисков, технику безопасности выполнять по-настоящему и не по-детски.
• Одежду и перчатки выбираем с огнеупорными свойствами. Если таковых нет, что же: по крайней мере, минимальное требование – не одевать одежду из синтетики.
• На рабочем месте обязательно должен быть огнетушитель со всеми правильными сроками годности и т.п. Средства пожаротушения также нужно разместить неподалеку по правилам пожарной безопасности.
• Перед работой нужно запастись:
• линейкой, специальным карандашом, угольником и рулеткой;
• специальной зажигалкой, которая обычно есть в комплекте с оборудованием.
• Во время работы важно выбрать правильно расположение. Пламя факела должно быть расположено фронтально по отношению к подводящим шлангам. Шланги, в свою очередь, расположить так, чтобы они не мешали вам по ходу процесса.
• Еще одно правило из техники безопасности: газовые баллоны не должны быть ближе 5-ти метров к вам во время работы.
• Проветривание должно быть отличным в течение всей резки, лучше всего работать на открытом воздухе.
• Пол в мастерской должен быть или бетонным, или земляным.
• Если вы давно не работали со своим резаком, либо начинаете использовать новый аппарат, проверьте каналы: они должны быть чистыми. Кроме того, всегда проверяйте уровень разреженности в камере, которая формируется кислородом. Сначала снимите шланг с пропаном – делать это нужно при закрученных вентилях и на резаке, и на баллоне. Затем на баллоне открываете вентиль кислорода и газа при рабочем давлении. Инжектор проверяется просто: прикладываете палец к ниппелю газа, если все правильно, вы почувствуете подсасывание воздуха в этом ниппеле. Закрываете кислород, все вентили и затем шланг с горючим газом подключаете к резаку: работать можно.

Этапы действий во время резки, пропановые резаки:

1. Сначала баллон с кислородом: выставляем рабочее давление.
2. Потом баллон с горючим газом: также выставляем рабочее давление. Ориентир – давление кислорода. Давление пропана должно быть меньше примерно в десять раз. Если аппарат трехтрубный, то разница будет составлять пять раз.
3. Медленно открываем вентиль кислорода и газа, поджигаем газ и формируем с помощью вентилей напор факела разогревающего пламени.
4. Ручной газовый резак готов к работе, теперь собственно резка металла резаком.
5. К месту горения начинает поступать струя поджигающего кислорода. Если металл нагрет в достаточной степени, нужная реакция начнется немедленно. В этом случае давление подачи кислорода можно еще увеличивать до тех пор, пока металл не будет прорезан в полной степени.
6. Теперь автоген можно двигать в нужном направлении – по линии запланированного разреза. Скорость движения нужно определять по ходу дела, она будет зависеть от того, как искры и шлак стекали или сдувались вниз от горелки.
7. После выполнения резки осмотрите внимательно рабочий участок на предмет оставшихся кусков расплавленного металла. Не дай бог наступить на такие – прожгут даже толстую подошву ботинок.
8. Охлаждение деталей проводится или с помощью воды, или естественным образом.
9. После окончания резки нужно закончить рабочий процесс, что не менее важно, чем начать работу.
10. Сначала закручиваем вентиль кислорода.
11. Следующими перекрываются вентили пламени – первым вентиль пропана, следующим – вентиль кислорода.
12. Закручиваем вентили на баллонах.
13. Освобождаем шланги от газа: открываем и затем поочередно закрываем вентили разогревающей смеси на аппарате.

Настройка, настройка и еще раз настройка

Главное – хорошенько запомнить четыре простых слова – «заводская настройка газового резака». Не только запомнить, но и по-настоящему уважать. Дело в том, что производители такого оборудования в обязательном порядке выполняют настройку в качестве финишного этапа сборки изделия.

Ее более чем достаточно, и рабочий с газовым резаком не нуждается в каких-либо дополнительных действиях.

Всякая «художественная» самодеятельность с настройкой попросту запрещается, потому что приведет не только к ухудшению качества работы устройства, но и к высоким рискам типа взрыва оборудования на рабочем месте.

Еще раз: настройка газового резака – дело сугубо заводское.

Перед тем, как начинать работать с новым аппаратом, следует произвести сборку и проверку работоспособности только согласно инструкции по использованию, которая всегда прилагается ко всем моделям. Выполняйте лишь пункты в руководстве – это так просто. Лишь после их выполнения можно приступать к работе.

Пара слов о полных запретах. Абсолютно запрещается:

• Продувать шланг для пропана кислородом.
• Менять шланги между собой.

Если вдруг вы потеряли инструкцию или, например, не умеете читать, то перед вами короткая общая инструкция, как начинать работу и как пользоваться газовым резаком:

• Газовый резак по металлу можно начинать собирать только после визуального осмотра всех важных участков.
• Резиновые прокладки должны быть в идеальном состоянии – проверить и заменить, если понадобится.
• Вентиль для кислорода – один из важнейших элементов всего устройства. Никаких следов масла или жира!
• Штуцеры с газом должны иметь специальные клапаны, о которых писалось выше. Их состояние также должно быть идеальным, если обнаружатся хоть малейшие дефекты, убрать их мягким напильником.
• После внешнего осмотра резака для газовой резки следует разместить редукторы: синий редуктор на баллон с кислородом, красный редуктор на баллон с пропаном.
• Если аппарат инжекторного типа, необходимо проверить рабочую эффективность инжекции, о ней писалось выше.
• Шланг с пропаном устанавливается на баллон, после чего подключается горючий газ.

Газовый резак своими руками

Как и многие другие устройства для сварки, ковки или иных операций с металлами, газовый резак своими руками соорудить вполне возможно – это несложно. Если на рынке предлагаются самые разнообразные модели с разной степенью конструктивной сложности, то самодельный резак для резки металла лучше делать простым и компактным.

На нижеследующем примере можно отлично понять принцип действия и построения автогена, иными словами – научиться его делать резаки. А пока делаем легкую версию для резки медных проводов.

Вот что понадобится для изготовления самодельного аппарата:

1. компрессор для аквариума;
2. баллончик для заправки зажигалок газом;
3. игла для насоса мяча;
4. медицинские капельницы с иголками – две штуки;
5. медная проволока;
6. паяльник с причиндалами;
7. пистолет с термо-клеем;
8. надфиль тонкого помола;
9. съемный сосок от камеры автомобиля.

В игле от насоса просверливаем отверстие для малой медицинской иглы со сточенным острым кончиком. Место запаиваем с медной проволокой для полной герметизации. Подача воздуха от компрессора и пропана от баллона производятся как обычно, под давлением. Зажимы капельницы выполняют роль вентилей для регулировки факела пламени.

В качестве резюме еще раз напоминаем об ответственности работы с газом, которая полна серьезных рисков. Если вы новичок в газовых делах, самым оптимальным случаем была бы совместная работа с кем-то из опытных специалистов.