Газовая сварка. 
Технология конструкционных материалов

Сущность процесса: используется теплота реакций окисления горючих газов в струе кислорода [1, 2,4,18].

В качестве горючего газа, как правило, применяется ацетилен (С₂Н₂), так как он имеет достоинства перед другими горючими газами: наибольшую температуру в зоне газового пламени (рис. 4.10) и наибольший тепловой эффект при сгорании 1 м³ газа.

Рис. 4.10. Схема газового пламени

На расстоянии 3—5 мм от ядра, в средней зоне, находится точка максимальной температуры (3150—3200°С). Оплавление металла производят в этой зоне пламени.

Схема газовой сварки приведена на рис. 4.11. Место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем. При нагреве газосварочным пламенем 4 кромки свариваемых заготовок 1 расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным металлом 2, который вводят в пламя горелки 3 извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода.

Рис. 4.11. Схема газовой сварки

Кислород, используемый для сварочных работ, поставляют к месту потребления в стальных баллонах под давлением 15 МПа. Баллоны окрашивают в голубой цвет с черной надписью «Кислород».

Ацетилен получают в специальных аппаратах (газогенераторах) при взаимодействии воды с карбидом кальция:

При разложении 1 кг карбида кальция образуется 250—300 дм³ ацетилена. Ацетилен взрывоопасен при избыточном давлении свыше 0,175 МПа, хорошо растворяется в ацетоне (в одном объеме ацетона при давлении 0,15 МПа растворяется 23 объема ацетилена). Последнее свойство используют для его безопасного хранения в баллонах. Конструкция ацетиленовых баллонов аналогична конструкции кислородных баллонов. Их окрашивают в белый цвет и делают на них красной краской надпись «Ацетилен».

Для газовой сварки применяют горелки, действующие по принципу инжектора: поток кислорода 0₂ засасывает ацетилен С₂Н₂. Такие горелки наиболее безопасны. Они имеют сменные наконечники с различными диаметрами выходных отверстий инжектора и мундштука, что позволяет регулировать мощность ацетилено-кислородного пламени.

Регулируя количество ацетилена и кислорода, поступающих в горелку, можно получить нормальное, восстановительное и окислительное пламя, характер которого выбирают в зависимости от свариваемого металла.

Для газовой сварки сталей присадочную проволоку выбирают в зависимости от состава сплава свариваемого металла. Для сварки чугуна применяют специальные литые чугунные стержни; для наплавки износостойких покрытий — литые стержни из твердых сплавов. Для сварки цветных металлов и некоторых специальных сплавов используют флюсы, которые могут быть в виде порошков и паст.

В связи с тем, что ацетилен является взрывоопасным газом, вначале сварки открывают кислородный вентиль, затем зажигается спичка и только после этого открывается ацетиленовый вентиль. В конце сварки — наоборот: вначале закрывается ацетиленовый вентиль, а потом — кислородный.

При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем при дуговой; это и определяет основные области ее применения:

• — для сварки металлов малой толщины (0,2—3 мм);
• — легкоплавких цветных металлов и сплавов;
• — для металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, например инструментальных сталей, чугуна, латуней;
• — для пайки и наплавочных работ;
• — для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках.

При увеличении толщины металла производительность газовой сварки резко снижается. При этом за счет медленного нагрева свариваемые изделия значительно деформируются. Это ограничивает применение газовой сварки.