Выбирая технический газ, предприятия, прежде всего, ориентируются на то, что для организации разных технологических процессов требуются горючие газы с разными характеристиками. Основными из них являются мощность и температура пламени, потребление кислорода и сферы использования газов.
Для выполнения резки металлов, их сварки и других подобных процессов такой показатель, как мощность пламени, играет важную роль. Также большое значение имеет способность пламени передавать энергию на подвергаемый воздействию материал. В этом отношении ацетилен технический лучше пропана, поскольку его использование позволяет создать пламя, которое быстрее нагреет металлическую поверхность до необходимой температуры.
От температурного показателя, которого может достигать полученное с помощью технического газа пламя, зависит время выполнения работы. Поэтому он очень важен для процесса нагрева поверхности. В этом отношении снова хороших показателей можно достигнуть, используя ацетилен. Если температура пламени пропана может достигать 2 800 градусов Цельсия, то ацетилен нагревается до 3 100 градусов Цельсия. Однако ацетилен существенно уступает пропану по такому показателю, как запас энергии: 55 против 95 МДж/м3.
Чтобы использовать технические газы, требуется разное количество кислорода. Для ацетилена достаточно 1,1 кубометра, чтобы образовалось нормальное для проведения работы пламя, а для пропана потребуется почти четыре кубометра кислорода.
Ещё одной положительной особенностью ацетилена является то, что его состав можно изменить, чтобы в результате получить восстановительный или нейтральный огонь. Все остальные газы, в том числе и пропан, при тех температурах, которые необходимы для промышленных целей, могут образовывать только пламя окислительного типа. Поэтому пропаном осуществлять сварку нельзя.
А вот если необходимо провести общий нагрев металлической поверхности, то без пропана не обойтись. Для этого термического процесса требуется газ, обладающий значительным энергозапасом на один кубометр. Такими свойствами как раз обладает газ пропан.
Подводя итог, отметим, что ацетилен хорош тем, что его можно использовать в окислительных, нейтральных и восстановительных процессах при осуществлении закалки, резки и сварки металлов. Он высокоэффективен при проведении процессов, которые необходимо прервать. Также его использование возможно на загрязнённых поверхностях.
В свою очередь пропан отличается своей доступностью, так как его можно поставлять и в ёмкостях, и в баллонах. Он эффективен при общем нагреве поверхности, и при его использовании риск обратного удара достаточно низок.
Сварочные горелки- типы и различия.
Горелка газовая- устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание газа и возможность регулирования температуры пламени.
Обеспечивает смешивание горючего газа (ацетилен, пропан, маф, и.др) с воздухом или кислородом , для формирования и получения необходимого пламени с дальнейшим подводом его к нужной детали.
В настоящее время широкое распространение получили инжекторные горелки, в которых подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода.
Процесс подсоса горючего газа более низкого давления струей кислорода, и называется инжекцией, а газовые горелки данного типа — инжекторными.
— по роду применения горючего газа: ацетиленовые, и для газов заменителей.
-по назначению: для (сварки, разогрева, пайки.)
-по мощности пламени: (малая, средняя, большая.)
Каждая горелка имеет регулировочный узел, который позволяет изменять тепловую мощность, и форму сварочного пламени.
Воздушные горелки (кровельные) так устроены, что газ перед сгоранием предварительно смешивается в них с таким объёмом воздуха, который необходим для полного сгорания смеси. Пламя получается почти бесцветное и наивысшей температуры. Такие горелки в основном предназначены для кровли, пайки кабеля, или нагрева деталей. В сельском хозяйстве их зачастую используют для опаливания шкур животных. Температура пламени в них составляет примерно 500-700 градусов. Конструктивно кровельные горелки различаются по длине, а так же могут быть вентильными или рычажными. По числу пламени они могут делиться на -однопламенные и многопламенные, (однофакельные или многофакельные). Для нагрева стыков труб широко используются кольцевые горелки .
Ацетиленовые горелки используется в основном для сварки металлов толщиной до 6мм. Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, давление кислорода в пределах 1,5—5 кгс/см2, а давление горючего газа значительно ниже, примерно- 0,01—1,2 кгс/см2.
Газовые горелки могут быть универсальными или специализированными, то есть предназначенными для выполнения определенной операции.
При эксплуатации ацетиленовой или пропановой сварочной горелки необходимо помнить, что каждая горелка рассчитывается под определенный горючий газ.
Наконечник горелки состоит из мундштука , инжектора, и трубки. Соотношение отверстий в мундштуке и в инжекторе, позволяют использовать данную деталь только для определенного вида газа. Температура пропановой сварочной горелки составляет приблизительно 2300 градусов, тогда как ацетиленовая сварочная горелка выдает 3150 градусов. Мундштуки горелок обычно изготавливают из меди. Это связано с тем, что медь имеет лучшую теплопроводность по сравнению с латунью, и в процессе сварки лучше охлаждается. Существуют ацетиленовые наконечники цельнотянутые . Такие наконечники обладают высокой теплопроводностью и благодаря своим сравнительно малым размерам, могут использоваться в труднодоступных местах. Например: при сварке или ремонте труб отопления.
Каждый производитель автогенного оборудования производит продукцию по своим чертежам и размерам. По этой причине, наконечник например, от сварочной горелки «ДОНМЕТ» не подойдет к горелке производства «РОАР».
Однако если вы купите горелку ацетиленовую предположим Г2 (2,3) «ДОНМЕТ» рассчитанную на сварку ацетиленом, то для того что бы вам перевести ее на пропан, нужно купить наконечник для пропановой горелки соответственно производства «ДОНМЕТ».
Такая ситуация и с другими производителями автогенной техники типа «РОАР» , «ДЖЕТ» , «БАМЗ» . Нужно помнить о том, что в настоящее время на рынке сварочного оборудования, помимо Российских производителей очень большая доля приходится на Китайские резаки, горелки. Среди них встречаются не плохие образцы автогеники, однако нужно понимать, что в случае выхода из строя какого-то узла или детали, могут возникнуть трудности с ремонтом или дополнительной комплектацией. Это связано с долговременной логистикой из Китая.
Конструкция
К основным конструктивным элементам сварочных горелок относятся:
· инжектор (в безинжекторных – смесительное сопло), требующийся для смешивания газовых потоков;
· входы с ниппелями для подсоединения кислородного и газового рукавов;
· вентили, предназначенные для регулирования поступления газовой смеси в область нагревания и сваривания металла.
Видов применяющихся для сварки горелок производится достаточно много. Несмотря на сходный принцип действия, различные виды устройств обладают своими особенностями.
Горелки классифицируются по таким основным признакам:
1. Способу поступления газа в камеру-смеситель. Разделяются на инжекторные и безинжекторные.
2. Типу горючего газа. Разделяются на пропановые, ацетиленовые, водородные, углекислотные.
3. Числу факелов пламени – одно- и многопламенные.
4. Назначению – многофункциональные (для различных работ) и специализированные.
5. Для производства ручных и механизированных работ.
Приборы разделяются еще по одному параметру – мощности. Согласно классификации по ГОСТ 1077-79 устройства бывают малой, средней либо высокой мощности.
Инжекторные и безинжекторные горелки
В приборах с инжектором поступление кислорода в камеру-смеситель осуществляется путем его принудительного втягивания из атмосферы через специальный вентиль. Воспламеняющийся газ через инжектор подается в смеситель из баллона под более высоким давлением и соединяется с кислородом. Образованный состав через трубу наконечника подается в мундштук. При этом давление исходящего из канала мундштука газа становится значительно меньше атмосферного.
В горелках безинжекторных оба рабочих газа направляются в камеру под равным давлением (порядка 100 кПа). Вместо инжектора в устройствах такого типа устанавливается обыкновенное сопло, вворачивающееся в наконечник.
Серьезным недостатком инжекторных устройств, несмотря на большую распространенность и востребованность, считается нестабильность состава смеси газов, из-за которого не всегда удается обеспечить стабильно качественное ее горение.
Виды горелок по типу топлива
Пропановые
При выполнении пропановой сварки газовая смесь выходит из специального откалиброванного сопла горелки под высоким давлением. После поджига состав смеси и ее напор регулируется при помощи вентилей.
Особенностью пропановых горелок является образование очень тонкой струи пламени, которую принято разделять на ядро, рабочий факел и зону восстановления. Наиболее высокая температура наблюдается именно в ядре, но сам процесс оплавления и сваривания металла осуществляется между ним и зоной восстановления.
Благодаря тому, что посредством горелки этого типа возможно выполнение точечной металлообработки, газосварка пропаном может использоваться для фигурной нарезки заготовок, создания украшений и различных декоративных изделий.
Ацетиленовые
Для сваривания ацетиленом применяются пять типов приборов, отличающихся размерами. Важно правильно подобрать нужный в конкретной ситуации размер – от «0» (наименьшего) до «5» (самого большого). Устройства отличаются в первую очередь отверстием сопла – чем большего диаметра оно, тем больший объем смеси расходуется при выполнении работ, но при этом и сварочный шов получается шире.
Перед сваркой металлических заготовок необходимо заранее убедиться в соответствии типоразмера наконечника горелки размеру форсунки, посредством которой будет подаваться горючая смесь.
В процессе сваривания сначала открывается подача ацетилена, поджигание горелки выполняется после появления специфического запаха из ее сопла. Затем плавно добавляется кислород до появления пламени синего цвета.
При сваривании черных металлов на горелке следует выставить «нейтральное» пламя, состоящее из трех участков, распознаваемых визуально:
· ядра ярко-синего цвета с едва различимым зеленоватым окрасом;
· восстановительного пламени бледно-голубого цвета, указывающего на рабочую зону;
При неправильной настройке ацетиленовая горелка будет не варить, а разрезать металлические заготовки. Нельзя допускать длинного пламени с оранжевым «хвостом» — при нем в металл вводится избыточный углерод, являющийся не самым лучшим спутником сварочного процесса.
Водородные
Для водородной сварки используется стандартная ацетиленовая горелка. Но при этом требуется применение специального водородно-кислородного газосварочного аппарата, представляющего собой электролизер. В нем под воздействием электротока осуществляется разложение воды на водород и кислород.
Процесс сварки с использованием водорода протекает намного быстрее ацетиленовой. Под воздействием электротока и повышенной температуры молекулы воды распадаются на кислород и водород. Затем одноатомный водород превращается в двухатомный, при этом образуется излишняя тепловая энергия, повышающая скорость соединения металлических поверхностей. Водород также уходит в зону сваривания, повышая прочность и герметичность шва.
Созданная горелкой дуга отличается высокой стабильностью вне зависимости от выполнения предварительной обработки соединяющихся деталей.
Углекислотные
Горелки для сварки в инертном и углекислотном газе (MIG/MAG) используются для подачи защитной среды и сварочной проволоки в область сваривания. Сам процесс выполняется с применением полуавтоматов.Посредством горелки контролируется интенсивность сгорания газа, меняется форма и мощность пламени, направляется сварочная дуга.
Конструкцию таких приборов составляют два основных элемента:
1. рукоять с фиксатором и наконечником для сварочных проволок;
2. сопла, образующего струю исходящего газа.
Для регулирования процесса горения и подачи сварочного прута используется размещенная на рукояти кнопка. Газ и проволока подаются по шлангу протяжением 3-5 м. С целью недопущения перегиба по периметру подсоединения шланга к горелке установлена пружина.
Выбор углекислотной горелки осуществляется с учетом следующих параметров:
· наибольшей силы тока в имеющемся полуавтомате, составляющей в зависимости от модели 150-650 А;
· диаметра использующейся проволоки – от 0,6 до 1,6 мм;
· типа охлаждающей системы горелки: воздушной – для редкого использования инструмента, жидкостной – применяющейся для постоянных и продолжительных нагрузок;
· типа разъема – евро или байонет, подбирающегося в соответствии с моделью сварочного аппарата;
· требуемой длины шланга – обычно составляющего 3-5 м.
Многопламенные горелки
Многопламенные горелочные устройства состоят из коллектора с несколькими огневыми наконечниками, запальной горелки и ручки, оснащенной входным штуцером. Подача сжатого воздуха выполняется принудительно.
Такие горелки предназначены для:
· наплавления и сварки деталей из черных либо цветных металлов;
· нагревания или высушивания поверхностей значительной площади (например, при проведении кровельных работ);
· устранения сварочных напряжений и повреждений;
· нагрева металлических деталей при посадке их с натягом.
Применение устройств с несколькими факелами вместо однопламенных позволяет увеличить производительность труда, сократить сроки производства работ.
Разделение горелок по мощности
В соответствии с ГОСТ 1077-79 горелки разделяются по мощности пламени на:
· Микромощные, применяющиеся преимущественно в лабораториях, испытательных, научных и учебных центрах.
· Маломощные с расходом горючего газа от 25 до 700 л/час, кислорода – 35-900 л/час. Оснащаются наконечниками с номерами от 0 до 3.
· Среднемощные. Расход рабочего газа за час работы – 50-2500 л, кислорода – 65-3000 л. Применяются наконечники No1-7.
· Высокой мощности, отличающиеся потреблением горючего газа свыше 2500 л/час, кислорода – более 3000 л/час.
Универсальные и специализированные устройства
По назначению и сфере применения горелки разделяются на многофункциональные, использующиеся для выполнения нескольких работ (спайки, сварки, наплавки), и специализированные, использующиеся для проведения определенных технологических операций.
Основными видами работ, кроме сварочных, выполняемых с применением газовых горелок, являются пайка и кровельные работы.
Горелки для пайки и термообработки металлов
Для пайки меди, мягких металлов и сплавов используются устройства небольших размеров. В качестве горючего газа применяются преимущественно бутан, пропан и ацетилен. Устройства разделяются на несколько групп в зависимости от особенностей конструкции и параметров работы.
1. Горелки-паяльники с турбонаддувом.
Эжекторные горелки, использующиеся для температурной обработки и создания небольших изделий из цветных металлов и сплавов. Особенностью устройств является способность поддержания постоянной температуры и четкого контура конуса пламени.
В зависимости от выполняемых работ устройства различаются размерами сопла.
Горелка с микросоплом применяется для изготовления и ремонта ювелирных изделий и иных видов работ, требующих высокой точности. Не требуют подачи кислорода.
Устройства с соплом среднего размера выдают пламя с толщиной конуса 3-9 мм.
Высокомощные приборы с крупными соплами предназначены для выполнения художественной ковки, штамповки и изгибания металла.
2. Высокотемпературные паяльные горелки.
В устройствах такого типа в качестве топлива используется специальный газ – МАРР (смесь пропина, пропадиена и пропана), при сгорании которого образуется пламя температурой 2200-2600°С со стабильным, ярко выраженным конусом.
Устройства применяются для нагревания с целью выполнения ковки или сгибания объемных деталей, листового металла, профиля из углеродистых марок стали. При помощи МАРР-горелок возможно сваривание нержавеющей стали.
Устройства присоединяются к газовым баллонам при помощи:
Кровельные горелки
Специальные устройства, предназначенные для нагрева наплавляемых видов кровельных покрытий.
Кроме основного назначения, кровельные приборы применяются также для работ, требующих прогрева:
· нагрева заготовок и деталей;
Конструкция устройств состоит из:
· шланга для поступления газовой смеси;
· стакана, изготовленного из металла повышенной жаропрочности;
· вентиля для корректировки напора газа;
· форсунки для розжига с ветрозащитой.
Кровельные горелки отличаются небольшой массой (до 1,5 кг), для удобства производства работ оснащаются деревянной или пластиковой рукоятью длиной до 1,5 м.
В качестве горючего газа преимущественно применяется баллонный пропан, подающийся через шланг. Интенсивность его поступления и длина пламени управляется посредством расположенного на рукоятке вентиля. Для оптимального потребления газа горелки для кровельных работ часто оснащаются редуктором, контролирующим его расход.
Независимо от модели, в приборах предусмотрена система всасывания атмосферного воздуха. Возможность установки и изменения режимов работы позволяет экономить топливо при переводе прибора в состояние ожидания.
Розжиг кровельных горелок осуществляется зажигалкой либо спичками, в современных моделях предусмотрено наличие такой полезной опции, как пьезоподжиг.
