1.2. Spawanie gazowe
Zasada metody:
- stopienie brzegów przy pomocy płomienia powstającego ze spalania gazu palnego w atmosferze tlenu,
- może być prowadzone z użyciem spoiwa lub bez (spawanie spoin brzeżnych lub grzbietowych),
- gazami palnymi może być: acetylen, propan-butan, metan oraz wodór,
- najczęściej stosowanym płomieniem w spawaniu gazowym jest płomień tlenowo-acetylenowy.
Zastosowanie metody:
- spawanie stali niestopowych i niskostopowych,
- spawanie stali niskostopowych do prac w podwyższonych temperaturach,
- spawanie żeliwa,
- spawanie mosiądzu,
- spawanie przede wszystkim podczas prac remontowych.
Właściwości gazów palnych stosowanych do spawania gazowego:
Ø acetylen – C2H2 (temperatura spalania 31000C)
- niebezpieczeństwo wybuchu powyżej ciśnienia 0,15 MPa oraz powyżej 1000C
- tworzy mieszaniny wybuchowe z powietrzem i tlenem (2,3% do 82%)
- tworzy acetylenki wybuchowe z miedzią i srebrem (armatura o zawartości max 70%Cu lub 25%Ag)
- usypiający
Ø butan – C4H10 (temperatura spalania 25300C) oraz propan – C3H8 (temperatura spalania 24500C)
- cięższy od powietrza, brak możliwości składowania poniżej poziomu pracy
- tworzy mieszaniny wybuchowe z powietrzem i tlenem (1,5% do 9%)
Ø metan – CH4 (temperatura spalania 22500C)
- tworzy mieszaniny wybuchowe z powietrzem i tlenem (5% do 15%)
Ø wodór – H2 (temperatura spalania 25200C)
- tworzy mieszaniny wybuchowe z powietrzem i tlenem (4% do 75%)
- duża zdolność przenikania przez małe pory lub szczeliny
Różnice pomiędzy stosowaniem płomienia tlenowo-acetylenowego a płomieniami z innymi gazami palnymi:
- znacznie wyższe zużycie tlenu,
- niższy zakres temperatur maksymalnych,
- właściwości utleniające płomienia,
- brak wyraźnie zarysowanych stref spalania.
Strefy spalania, położenie strefy roboczej oraz procesy zachodzące w płomieniu tlenowo-acetylenowym:
Acetylen + Tlen + Tlen --> Dwutlenek węgla + Para wodna
1C2H2 + 1O2 + 1,5O2 --> 2CO2 + H2O
z palnika z powietrza
Możliwość regulacji płomienia w zależności od stosunku tlen-acetylen oraz jego wpływ na stal i inne materiały:
- płomień nawęglający (O2/C2H2 < 1) – jąderko duże o niewyraźnych kształtach, kita wydłużona, pojawia się
wolny węgiel. Powoduje wzrost twardości stali, wskazany do spawania aluminium.
- płomień normalny (1 < O2/C2H2 < 1,2) – wskazany do spawania stali, żeliwa oraz miedzi.
- płomień utleniający (O2/C2H2 > 1,2) – jąderko wyraźnie stożkowe, ostro zakończone, słychać
charakterystyczne syczenie oraz widoczne iskrzenie. Wpływa na tworzenie się tlenków dla stali, wskazany do spawania mosiądzu.
Rozróżnić płomień miękki i twardy po prędkości wypływu mieszanki tlenowo-acetylenowej oraz zachowanie się płomienia dla różnych prędkości wypływu:
Płomień miękki – prędkość wypływu mała, wkład energii niski, strefa robocza ok 2mm. Przy zbyt małej prędkości wypływu może zaistnieć przenikanie płomienia do wnętrza kanału nasadki, tzw. cofnięcie się płomienia.
Płomień średni – prędkość wypływu średnia, wkład energii średni, strefa robocza ok 3mm. Dla średniej prędkości płomień zachowuje się właściwie.
Płomień twardy – prędkość wypływu duża, wkład energii wysoki, strefa robocza ok 4mm. Przy zbyt dużej prędkości wypływu występuje urywanie się płomienia.
Wyposażenie stosowane przy spawaniu gazowym:
- wytwornica – służy do wytwarzania acetylenu
- butla – służy do przechowywania tlenu lub gazów palnych
- bezpiecznik – służy do ochrony przed cofnięciem się płomienia. Rozróżniamy bezpieczniki: wodne i suche
- reduktor – służy do redukcji ciśnienia oraz podtrzymywania go w trakcie spawania na stałym poziomie. Reduktory do acetylenu mocowane są na zaworze za pomocą jarzma, reduktory do tlenu za pomocą króćca z gwintem prawym, zaś reduktory do innych gazów palnych za pomocą króćca z gwintem lewym.
- wąż,
- palnik – rozróżniamy dwa typy palników: smoczkowy (inżektorowy) oraz bezinżektorowy.
Sposób działania i podział wytwornic acetylenu:
Wytwornice acetylenu wytwarzają acetylen z karbidu i wody.
Rozróżniamy wytwornice:
- średniego i niskiego ciśnienia,
- wsypowe, dopływowe i wyporowe,
- przenośne i stałe.
Budowa butli do acetylenu rozpuszczonego oraz zadanie masy porowatej:
Butla do acetylenu jest zbiornikiem stalowym, ciągnionym bez szwu, wypełnionym masą porowatą oraz rozpuszczalnikiem (najczęściej acetonem), w którym rozpuszcza się acetylen.
Masa porowata ma za zadanie:
- uniemożliwić wybuchowy rozpad acetylenu przy ciśnieniu powyżej 0,15MPa,
- wchłonąć i równomiernie wypełnić butlę rozpuszczalnikiem.
Dopuszczalne zużycie acetylenu z butli:
Dopuszczalny możliwy pobór acetylenu z butli wynosi 1000l/h, ale z powodu nadmiernego zużycia acetonu ogranicza się pobór do 500l/h. W celu zwiększenia możliwości poboru należy łączyć butle w baterie. Zabrania się używania butli z acetylenem w pozycji poziomej.
Oznaczanie butli acetylenowych:
Acetylen rozpuszczony PN-C-84905 – N 18
gdzie: N 18 -> 98% C2H2 ; N 185 -> 98,5% C2H2 ; N 20 -> 99% C2H2 ; N25 -> 99,5% C2H2
Oznaczenie kielicha butli – kolor kasztanowy
Budowa butli tlenowych:
Butla do tlenu jest zbiornikiem stalowym, ciągnionym, bez szwu, w której znajduje się tlen sprężony pod ciśnieniem 15MPa. Butla do tlenu składa się z:
- korpusu,
- stopy,
- głowicy,
- otworu stożkowego,
- zaworu,
- pierścienia stalowego,
- pokrętła do otwierania i zamykania zaworu,
- kołpaka ochronnego
BHP oraz sposób użytkowania butli z tlenem:
Zabrania się smarowania butli smarami, tłuszczami ani dotykania zatłuszczonymi rękami, szmatami lub narzędziami butli z tlenem. Groźba samozapłonu.
Maksymalny pobór tlenu z butli to nawet 10000l/h. Mogą być używane w pozycji leżącej.
Oznaczanie butli z tlenem:
PN-C-84910 – T – N 25
gdzie: N 20 -> 99% O2 ; N 25 -> 99,5% O2 ; N 27 -> 99,7% O2 ; T-do celów technicznych ; M-medyczny ; S-spożywczy
Oznaczenie kielicha butli – kolor biały
Warunki składowania butli do gazów:
- butli nie wolno rzucać, przewracać ani uderzać o nie innymi przedmiotami,
- butle należy chronić przed bezpośrednim działaniem ognia oraz ogrzaniem do temperatury powyżej 350C,
- butle należy chronić przed opadami atmosferycznymi, wilgocią oraz bezpośrednim słońcem,
- naprawy butli tylko w zakładach z uprawnieniami UDT,
- butle przechowywać albo w pomieszczeniach zamkniętych albo pod dachem na otwartym powietrzu,
- nie przechowywać razem butli z tlenem z butlami z gazami palnymi oraz karbidem,
- butle pełne przechowywać w pozycji pionowej, opróżnione – osobno w pozycji poziomej,
- składy butli powinny być parterowe, ognioodporne, wyposażone w piorunochrony, wentylację oraz instalację elektryczną jak dla pomieszczeń o zagrożeniu wybuchowym,
- w pobliżu składu butli nie wolno przechowywać materiałów łatwopalnych ani wykonywać robót z zastosowaniem płomienia otwartego,
- odległość pomiędzy składem butli a budynkami o przeznaczeniu publicznym powinna wynosić powyżej 100m.
Złącza do spawania gazowego:
- spoina jednostronna czołowa (brzeżna, na I, na V)
- spoina jednostronna pachwinowa (w złączu teowym-niekorzystna, w złączu nakładkowym, w złączu narożnym),
- spoina dwustronna pachwinowa (w złączu narożnym z odstępem lub bez, w złączu teowym).
Spawanie gazowe techniką „w lewo”:
Stosuje się głównie do spawania blach o grubości 1 ÷ 4mm. Sposób poruszania się palnika oraz spoiwa zależy od pozycji przestrzennej spawania. Podczas spawania w pozycji podolnej palnik przesuwa się wzdłuż złącza równomiernie, bez ruchów zakosowych. Spoiwo wykonuje małe ruchy posuwisto-zwrotne.
Zalety:
- gładka lub lekko łuskowata powierzchnia
ściegu,
- niski wkład energii,
...
kg668