Ацетиленовая сварка представляет собой вид газопламенной сварки. Начало ее широкого применения в промышленности для термического соединения металлов пришлось на начало прошлого века. А вот к концу того же столетия наметилось заметное падение использования как газопламенной сварки вообще, так и на ее разновидности на основе ацетилена, что вполне объективно обусловлено технологическим прогрессом, выразившимся в развитии и доступности других видов и способов сварки металлов.
Принцип ацетиленовой сварки
Принцип работы газопламенной сварки основан на высокотемпературном горении газов, в основном таких, как углеводороды с добавлением чистого кислорода.
При применении ацетиленовой сварки используется искусственный газ ацетилен, что при переводе с латыни, по иронии судьбы, означает уксус.
Вся особенность ацетилена, как химического вещества, заключается в строении его молекулы C2H2, которая имеет, кроме двух слабых водородных связей, еще и неустойчивую, но высокоэнергетическую тройную связь между атомами углерода.
Ацетилен получается при простой химической реакции карбида кальция СаС2 с водой. А вот само производство карбида кальция имеет довольно дешевый, с точки зрения промышленного производства, способ. Его получают путем прокаливания негашеной извести СаО и кокса (практически чистого углерода) в специальных печах. Получаемое при этом серое вещество с характерным запахом чеснока и является необходимым сырьем для дальнейшего получения газа ацетилена.
Особенности технологии
Дешевизна промышленного производства исходного сырья в виде карбида кальция и высокая температура пламени при горении с чистым кислородом в 3150⁰ C стали определяющими факторами в превосходстве ацетиленовой сварки над другими видами газопламенной сварки.
Так, при сравнении температуры горения ацетилена и других газов, хорошо вырисовывается его явное преимущество перед ними:
Приведем еще несколько особенностей ацетилена, выраженных в его свойствах:
- температура кипения составляет -83⁰ C, что способствует сравнительно легкому хранению в сжатом или сжиженном состоянии;
- при температуре в -90⁰ C ацетилен затвердевает;
- хорошо растворяется в воде и полностью поглощается органическими растворителями;
- может самопроизвольно взрываться при превышении температуры в 500⁰ C и при достижении давления в 2 атмосферы, но при определенных условиях.
Плюсы и минусы
Одной из особенностей использования газопламенной сварке на основе ацетилена является наличие большого количества как достоинств, так и недостатков.
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| самая высокая температура пламени горения смеси с чистым кислородом | необходимость в высококвалифицированном сварщике и опыте работы с газопламенной сваркой |
| возможность использования в полевых условиях за счет простого способа получения горючего газа на специальных генераторах непосредственно в месте проведения сварочных работ | высокая взрывоопасность, отсюда — особые условия по технике безопасности |
| способность сваривать чугун, медь, латунь и бронзу | возможность возникновения пережогов и перегревов из-за большой зоны термического нагрева, приводящих к значительным деформациям свариваемых деталей |
| возможность применения для соединения различных видов металлов, имеющих разные температуры плавления | эффективен только при сварке изделий до 5 мм толщиной |
| универсальность, работает с разными металлами | нет возможности механизировать и автоматизировать процессы газопламенной сварки |
| возможность плавной регулировки температуры пламени | большая загазованность места проведения работ |
| в сравнении с другими газами для газопламенной сварки, ацетилен является наиболее эффективным | невозможно обеспечить качественное соединение высоколегированных сталей |
Оборудование для ацетиленовой сварки
Так как процесс ацетиленовой сварки основывается на горении смеси газов один, из которых ацетилен, а другой — кислород, то для возможности проведения такого технологического процесса потребуется:
- Емкость для хранения кислорода. При мобильной версии оборудования — это стандартный кислородный баллон сине-голубого цвета для хранения и транспортировки сжатого кислорода на 40 л. Причем существует и более облегченная версия на 10 л. На промышленном производстве, при наличии собственной кислородной станции, подачу кислорода осуществляют по системе кислородопроводов.
- Емкость для генерации или хранения ацетилена. Для этого в одном варианте использовались стандартные баллоны для хранения и транспортировки сжатого газа серого цвета или сниженного, но уже красного цвета. В этом случае ацетилен вырабатывался промышленным способом, а баллоны заправлялись на специальных газогенераторных станциях.
Но
наиболее широкое распространение имели так называемые газогенераторы, которые служили для генерации ацетилена непосредственно на месте проведения сварочных работ из карбида кальция. Такой аппарат представлял собой небольшую герметичную емкость, в свою очередь состоящую из двух объемных отделений: внешнего и внутреннего, имеющих общую нижнюю полость.
Работа такого генератора происходила гениально просто. На дно аппарата заливалась вода до определенного уровня, а во внутреннее отделение помещалась металлическая корзина с кусками карбида кальция так, чтобы низ корзины погрузился в воду для начала химической реакции. Далее, емкость генератора герметично закрывалась и генерируемый газ для сварки забирался из специального патрубка. В случае, если разбор газа отставал от объемов выработки, образовавшийся «лишний» газ во внутреннем объеме, создавая избыточное давление, выдавливал воду во внешний объем, чем обезвоживал корзину с карбидом и останавливал процесс генерации ацетилена. Во время проведения сварочных работ такой ход процессов в генераторе повторялся неоднократно.
- Дополнительное газобаллонное оборудование, состоящее из резиновых кислородных шлангов, как правило, рассчитанных на 10-16 атм и газовых редукторов для каждого вида газа в отдельности. Причем ацетиленовый редуктор имел черный цвет и все резьбовые соединения левосторонней направленности, а вот кислородное оборудование было синего цвета и могло накручиваться только правосторонней резьбой.
Эта резьбовая особенность разделения принадлежности оборудования к тому или иному газу была сделана в целях техники безопасности, чтобы при подготовке сварочного оборудования к работе сварщик случайно не перепутал шланги и редуктора, так как это могло привести к аварийной ситуации.
- Сварочные горелки, представляющие собой систему трубок с запорно-регулирующими кранами, смесительной камерой и соплом. Так же, как и на редукторах, каждый вид газа имеет свой собственный штуцер с левой или правой резьбой соответственно.
В основном применялись газопламенные горелки с номерами от «0» до «5», что определяло их рабочие возможности по интенсивности истечения газов и силе пламени. Так, нулевой номер применялся для самых тонких деталей, а четвертый и пятый номера были, по сути, уже газовыми резаками и применялись для соединения металла толщиной в 4-5 мм или для кислородной резки различных металлических конструкций.
Сегодня этот вид сварки практически уходит в небытие, оставляя за собой прочные позиции в ювелирной промышленности и точном приборостроении.
А раньше, в 70-90 годах прошлого столетия, ацетиленовый генератор, сделанный своими руками из баллона обычного углекислотного огнетушителя, был одним из самых распространенных и доступных сварочных аппаратов для ремонта кузовов автомобилей в условиях простого гаража.
Если у вас есть свой опыт использования ацетиленовой сварки, то поделитесь им в блоке комментариев.
