Редукторы.

Для удобства транспортирования и хранения газы, применяемые в сварочной технике, обычно поступают к месту работ под давлением, значительно превышающим требуемое процессом сварки. Снижение (редуцирование) давление газа, питающего сварочную горелку, до необходимой величины и автоматическое поддержание постоянства рабочего давления газа в процессе сварки осуществляется особыми приборами, так называемыми редукторами или редукционными вентилями.

Редукторы, применяемые в сварочной технике, обычно имеют два манометра, один из которых измеряет давление газа до входа в редуктор (высокое давление), второй – давление редуцированного газа на выходе из редуктора, т.е. низкое или рабочее давление газа (см. Рис. 43). Согласно ГОСТ 6268-59 постовые редукторы для кислорода выпускаю на рабочее давление газа перед горелкой или резаком от 0,5 до 15 кгс/см², для ацетилена – от 0,01 до 1,5 кгс/см².

Рукава (шланги).

Шланги служат для подвода газа в горелку или резак. Они должны выдерживать давление газа, быть гибкими и не стеснять движения сварщика. Шланги изготовляют из вулканизированной резины с одной или двумя тканевыми прокладками. По ГОСТ выпускаются рукава для ацетилена (тип I) и для кислорода (тип II). Шланги для газопламенной обработки должны иметь внутренний диаметр 9-16 мм. Для бензина и керосина используются шланги из бензостойкой резины.

Сварочные горелки.

Сварочные горелки подразделяются на два основных типа: инжекторные и безинжекторные. В практике наибольшее распространение получили инжекторные горелки, так как они работают на ацетилене низкого и среднего давления..

Сварочные горелки можно классифицировать по следующим признакам:

1. по роду горючего – ацетиленовые, пропан-бутановые, керосиновые и др.;

2. по способу применения – ручные и машинные;

3. по числу пламени – однопламенные и многопламенные;

4. по способу подачи горючего в смесительную камеру – инжекторные и безинжекторные;

5. по размерам – нормальные и облегченные.

Инжекторные горелки работают на ацетилене низкого и среднего давления. Подача ацетилена в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, выходящего с большой скоростью из отверстия инжектора. Этот процесс подсоса называется инжекцией, а горелки такого типа называются инжекторными. Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 2-4 ат (кгс/см²), а давление ацетилена может быть значительно ниже: 0,01-0,2 ат (кгс/см²).

Более постоянный состав горючей смеси дают безинжекторные горелки . Они работают на ацетилене среднего и высокого давления. В них отсутствует инжектор, который заменен простым смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки. В безинжекторные горелки кислород и ацетилен поступают примерно под одинаковым давлением 0,5-1,0 кгс/см².

Горелки большой мощности и многопламенные, работающие в тяжелых условиях и при высокой температуре, лучше изготовлять безинжекторными и снабжать устройствами для водяного охлаждения мундштука.

Сварочное пламя.

Внешний вид, температура и влияние сварочного пламени на расплавленный металл зависят от состава горючей смеси, т.е. соотношения в ней кислорода и ацетилена, поступающих в горелку, сварщик регулирует состав смеси и сварочное пламя.

Изменяя соотношение кислорода и ацетилена, можно получать три основных вида сварочного пламени:

1. нормальное, называемое также восстановительным;

2. окислительное (с избытком кислорода);

3. науглераживающее (с избытком ацетилена).

Для сварки большинства металлов применяют нормальное (восстановительное) пламя. Теоретически оно образуется, когда в горелку на один объем ацетилена подается один объем кислорода. Ацетилен тогда сгорает за счет кислорода смеси по реакции:

С₂Н₂ + О₂ = 2СО + Н₂.

Последующая фаза сгорания происходит за счет кислорода окружающего воздуха по реакции:

2СО + Н + 1,5О₂ = 2СО₂ + Н₂О.

Окись углерода и водород, образующийся в пламени, раскисляют металл, восстанавливая имеющиеся в сварочной ванне окислы. При этом металл шва получается без пор, газовых пузырей и включений окислов.

Практически в смесь подают несколько больше кислорода, чем это нужно для получения восстановительного пламени по приведенной выше схеме сгорания. Нормальное восстановительное пламя получается при избытке кислорода в смеси до 30% против теоретического, т.е. при соотношении ацетилена и кислорода от 1:1 до 1:1,3.

Схема образования нормального восстановительного ацетилено-кислородного пламени показана на Рис.42.

Нормальное пламя имеет три ярко выраженных зоны: ядро, восстановительную и факел. Ядро имеет резко очерченную форму, близкую к форме цилиндра, плавно закругляющуюся в конце, с ярко светящейся оболочкой. Температура ядра около 900 ^оС. При увеличении давления кислорода увеличивается скорость истечения смеси, и ядро пламени удлиняется. Восстановительная зона располагается за ядром и по своему более темному цвету заметно отличается от ядра. Она в основном состоит из окиси углерода и водорода. Длина её достигает 20 мм.. Восстановительная зона имеет наиболее высокую температуру на расстоянии 3-6 мм от конца ядра, поэтому этой зоной и производится сварка. Факел располагается за восстановительной зоной. Он состоит из углекислого газа, окиси водорода и азота. Температура факела значительно ниже температуры восстановительной зоны.

Рис.1. Схемы ацетиленовых генераторов:

а– система «карбид в воду»: 1- бункер, 2- газообразователь, 3- питатель, 4-решетка, 5- спуск ила, 6- отбор газа;

б– система «вода на карбид»: 1- корзина с карбидом, 2- реторта, 3- подача воды, 4- газосборник, 5- отбор газа;

в– система «сухого разложения»: 1- барабан с карбидом, 2- привод, 3- подача воды, 4- загрузка карбида, 5- газосборник, 6- выгрузка сухой извести (пушонки), 7- отбор газа;

г– система «вытеснения»: 1- корзина с карбидом, 2- газообразователь-газосборник, 3- воздушная подушка, 4- отбор газа;

д– комбинированная система «вода на карбид-вытеснения»: 1- корзина с карбидом, 2- реторта, 3- подача воды, 4- бак с водой, 5- воздушная подушка, 6- газосборник, 7- обратный клапан, 8- отбор газа.

Шланги для кислорода испытывают гидравлически на давление 20 кгс/см², для ацетилена – на 5 кгс/см². Чтобы сварщик мог свободно работать, длина каждого шланга берется от 8 до 20 м.

.Схема инжекторной горелки (а) и разрез инжекторного устройства (б).