Газовая сварка: особенности, преимущества и недостатки

Как и любой другой вид сварки, газовая имеет свои плюсы и минусы, к тому же сам процесс полон особенностей. Частым пользователям электросварки она может показаться странной и даже неудобной. Многие изменят свое мнение после прочтения этой статьи, однако ее цель не прорекламировать газовую сварку, а дать читателю первоначальное представление об этом процессе.

Газовая сварка появилась очень давно и за это время практически не поменялась. Конструкция какой была, такой и осталась. При том, что газовые аппараты практически не модернизировались со дня их изобретения, помимо улучшения вспомогательных деталей, свою популярность они не растеряли. Это уже говорит о хороших качествах данного аппарата.

Принцип работы газовой сварки и ее особенности

Для того, чтобы выявить какие-то изъяны или преимущества такой сварки, для начала нужно понять как она устроена. Этим мы и займемся.

Газовая сварка связана с плавлением металлов посредством горения смеси газов, отсюда, собственно, и название сварки. Из баллонов подается газ, он сгорает, образуется большое количество тепла, которое позволяет плавить металлы и делать швы. Звучит очень просто, однако на каждом из этапов есть куча специфических нюансов, начиная от выбора газа, заканчивая углом наклона горелки в процессе.

Процесс сварки.

Как написано выше, газовая сварка заключается в плавлении металлического изделия и присадочного материала, образуя шов при их соединении. На картинке наглядно показано, как это происходит.

Первым делом прогревается свариваемое изделие до выраженного пшеничного цвета. Нагревается свариваемая поверхность довольно долго, это один из минусов такого вида сварки. Однако, именно при медленном плавлении появляется возможность создать вокруг места для шва защитную зону. Металлические предметы хорошо проводят тепло, поэтому греется не только свариваемое место, но и вокруг него. Такое явление называется зона термического влияния, она защищает от окружающей среды. Это несомненно можно отнести к плюсам. Металлы при такой сварке не только медленно нагреваются, но и медленно остывают, что тоже нельзя оставлять без внимания.

Затем к разогретой поверхности подносится присадочный материал. Сварочную проволоку надо держать под углом 30-40 градусов, а вот с горелкой посложнее. Нужный угол наклона зависит от толщины и подбирается в соответствии с таблицей.

Далее нужно просто вести горелку и проволоку, сохраняя для них необходимую позицию. Газовая сварка отличается своей простотой, но не надо забывать, с увеличением толщины падает производительность.

Кратко о газовом пламени при сварке

Отдельного внимания заслуживает пламя при газовой сварке, потому что от него напрямую зависит результат. 

Газовое пламя, которым плавится металл, образуется благодаря сгоранию горючих газов в среде технически чистого кислорода. Кислород должен быть чист на 98% и более, иначе температура пламени будет не выше 2000℃, чего не достаточно для работы. Именно поэтому обычный воздух не заменит технический кислород. Теперь о горючих газах, обычно используется ацетилен, водород, метан, пропан, пропан бутановую смесь, бензин, природный газ или осветительный керосин. Именно эти легковоспламеняющиеся газы обеспечивают нужную температуру для плавления. Советуем при выборе горючего прочитать рекомендации к ним, так как горят они с разной температурой, следовательно, подходят они разным металлам.

Наверняка, все видели огонь газовых горелок, он имеет отчетливые три слоя. Эти слоя называют уровнями:

1. Ядро.
2. Восстановительная зона.
3. Факел или окислительная зона.

Рассмотрим уровни немного подробнее, для примера в качестве горючего газа возьмем ацетилен. Ядро имеет роль места, где подогревается смесь кислорода с ацетиленом. Эта зона имеет низкую температуру, если конкретнее, то меньше 1500℃, низкую относительно сварочных работ, разумеется. 

Вторая зона уже более интересна для сварочного процесса. Ацетилен начинает сгорать за счет кислорода, в результате чего развивается высокая температура. На этом уровне газ имеет восстановительные свойства по отношению ко многим металлам, отсюда и пошло название этой зоны.

В третьей зоне смесь догорает, температура средняя. Благодаря продуктам их диссоциации происходит окисление металлов, поэтому и название этой зоны окислительная.

Говоря о газовом пламени, нельзя не упомянуть о том, что его вид меняется в зависимости от соотношения ацетилена. Существует такой символ β, им обозначают соотношение кислорода к горючему газу, в нашем примере это ацетилен.  

На картинке показано, как выглядит нормальное пламя.

β в таком случае равен 1,1 или 1,2. Именно эти показатели являются нормой. Стоит заметить, как хорошо видны все три зоны. Невооруженным взглядом можно найти границы каждого уровня.

Возникает вопрос, как тогда выглядит пламя при неверном соотношении. Если в смеси, которая подается в сопло, содержание кислорода больше, следовательно, β тоже больше. Вот так выглядит пламя с показателем β=1,5.

Так как кислорода в смеси больше, ацетилену остается только сгорать как можно быстрее, именно поэтому факел занимает основное пространство, а ядро и вторая зона уменьшаются. Вследствие этого пламя почти полностью теряет восстановительные свойства.

Если же больше ацетилена, то показатель β уменьшается. На картинке схематически показано пламя с β=0,5.

Видно, как размылись границы, невозможно определить, где кончается ядро, а где начинается окислительная зона. Из-за малого содержания кислорода ацетилен не успевает весь прогреться как следует, поэтому увеличивается количество свободных углеводов. Их становиться так много, что места во второй зоне им уже не хватает, Свободные углеводы вырываются в третью зону, нарушая всю структуру пламени.

Очень важно взять подходящие пропорции при составлении смеси. Горючие газы отличаются лишь температурой плавления, их подобрать не сложно. Какими свойствами будет обладать пламя, восстановительными или окислительными, зависит от количества кислорода. Чем больше кислорода, тем больше восстановительные свойства.

Преимущества и недостатки газовой сварки

Теперь, когда имеется представление о принципе работы газовых аппаратов, можно говорить о плюсах и минусах этой сварки.

Преимущества газовой сварки:

• Простота оборудования.
  Конструкция газосварочных аппаратов проста для ремонта. 
• Низкая цена на детали.
  Продолжая тему ремонта, хочется сказать, цена на запчасти газосварочного оборудования ниже, чем цены на детали электросварочных устройств. Хоть поломки для таких машин редкость, все же приятно осознавать, что ремонт выйдет недорого, в случае неисправности. 
• Мобильность.
  Для газовых инверторов не нужно дополнительных источников энергии, поэтому с ним можно варить везде, где потребуется.
• Большая амплитуда температуры пламени.
  Пользователь сам управляет характеристиками пламени, вследствие, температурой тоже. Это позволяет сваривать металлы с разной температурой плавления.
• Качественные швы.
  С газовым оборудованием легко добиться хороших швов, но для этого нужно уметь подбирать присадочный материал и температуру пламени.
• Простота в эксплуатации.
  Совершить ошибку в газовой сварке сложно. Процесс очень легок для выполнения.
• Идеально подходит для сварки металлов до 5 мм.
  На тонких изделиях швы получаются качественными.
• Резка металлов.
  С газовым оборудованием очень легко резать металлические предметы.
• Сварка чугуна, меди, свинца и латуни.
  Лучше всего вышеперечисленные металлы и их сплавы сваривать с помощью газосварочного аппарата.
• Позволяет закалять металлы.

Недостатки газовой сварки:

• Медленность процесса.
  А точнее медленный нагрев свариваемой зоны и ее остывание после сварки. Такая возможность не торопиться для кого-то окажется плюсом, но мы оцениваем производительность и выгоду, поэтому целесообразнее отнести это к недостаткам. 
• Большая зона нагрева.
  На самом деле, этот пункт можно отнести и к плюсам и к минусам
• Низкая производительность.
  Газосварочные аппараты отлично подходят для дома, где в основном нужна сварка нетолстых металлов и нет необходимости в большой производительности. Не подходит для больших предприятий, где от аппарата будет требоваться много работы.
• С толщиной металла усложняется его сварка или резка.
  Чем толще металл, тем дольше он будет греться, следовательно, понадобиться больше времени для разогрева, а это значит нужно больше сварочного материала и газа. Не выгоден для сварки толстых металлов.
• Полностью ручная сварка.
  Регулировать все процессы должен сам сварщик.
• При несоблюдении правил безопасности может представлять угрозу здоровью.
  Горючие газы вместе с воздухом очень взрывоопасны. Очень важно следить, чтобы не было утечек. Также рядом с баллонами нельзя хранить органические вещества, по типу жиров и масел. Несоблюдение мер безопасности может привести к пожарам.
• Сварка внахлест только с толщиной металла менее 3 мм.
  Не рекомендуется варить внахлест газом, если толщина изделий более 3 мм, потому что чаще всего это приводит к деформации и разрушению места спайки.

Это основные достоинства и недостатки газосварочного инвертора и его работы. Этих двух списков достаточно для того, чтобы полностью сформировать мнение. Однако, не попробовав в жизни аппарат, сложно судить удобен он или нет.

Вывод

Подтвердились слова о том, что данный вид сварки имеет как плюсы, так и минусы. Однако нельзя сказать хорошая или плохая газовая сварка. Например, если нужно соединить тонколистовые изделия, лучше газосварочного аппарата ничего не подойдет. Также он широко применяется при ремонте труб. Для сварки толстых металлических предметов использовать эту сварку нецелесообразно, потому что упадет производительность. 

Газовая сварка может показать себя и с хорошей стороны, и с плохой, в зависимости от ситуации. Для быта подойдет отлично. Простой, надежный аппарат, который прекрасно справляется с ремонтно-восстановительными работами и исправлением литейных дефектов. Если говорить о больших объемах работы, то такая сварка просто не выгодна. Отталкиваясь от того, чего вы ждете от инвертора, можно сделать вывод подойдет вам газосварочное оборудование или нет.