Газоплавильная сварка металла предполагает использование такого оборудования, как газовая горелка. С ее помощью происходит нагревание и плавление металлических поверхностей, подлежащих соединению. Как правило, все горелки имеют простую конструкцию, небольшой вес, удобны при использовании. Чтобы правильно выбрать инструмент для предстоящей вам работы, стоит обратить внимание на конструктивные особенности, а также разновидности горелок.
Как устроена газовая горелка. Принцип действия
Конструкция газовой горелки традиционно состоит из изоляционной втулки, сопла, диффузора, смесительной камеры, регуляторов поступления газа, кабельных разъемов, рукоятки, оснащенной кнопкой, кабеля, разъема и мундштука наконечника. Устройство газовой горелки может включать в себя и иные элементы – пьезоэлемент, систему охлаждения, подающее устройство. Наличие или отсутствие тех или иных комплектующих зависит от способов подачи горючего газа.
- Схема горелки инжекционного типа включает в себя регулятор подачи воздуха, сопло, смеситель, распределительный коллектор. Перед тем, как окончательно перемешаться, газовоздушная смесь разреживается, происходит подсос воздуха, затем струя выравнивается в диффузоре и поступает в коллектор, где равномерно распределяется по отверстиям.
горелки для сварки: инжекторная — а; безинжекторная — б; 1 — мундштук; 2 — трубка наконечника; 3 — смесительная камера; 4 инжектор; 5, 6 — регулировочные вентили; 7— ствол; 8 — трубка; 9, 10— ниппели
В свою очередь, инжекционные горелки бывают двух разновидностей:
- с полной инжекцией, или горелки повышенного давления;
- с частичной инжекцией, или горелки низкого давления.
Аппараты первого типа используются преимущественно в котлах отопления и при обогреве промышленных печей. Они обеспечивают полное смешение компонентов, предназначенных для сгорания. Второй тип распространен в печах для подогрева паяльников, автокоптилках, в топках котлов Стреля и Стребеля. Зона горения таких устройств обеспечивается лишь частью необходимого воздуха, достаточное количество его набирается из окружающей среды.
- Неинжекционные горелки предполагают одинаковое давление для кислорода и горючего газа при поступлении их в смеситель. Их конструкция осложнена вентилятором, электрическим двигателем для привода, а также воздухопроводами. За счёт этих деталей величина неинжекционных горелок может достигать 1,9 м в длину, что делает инструмент не слишком комфортным в использовании.
Кислород и газ для горения доставляются в сопло смешения аналогичными путями. Из баллона газы посредством трубки поступают в горелку, минуя регулировочный вентиль и приемный ниппель. В камере смешения происходит уменьшение скорости потока газа (так как увеличивается сечение), и кислород с горючим газом взаимодействуют до образования однородной по всему объему горючей смеси. Далее смесь через насадку на трубку выходит наружу, где и происходит образование сварочного пламени.
Зная, как устроена и как работает газовая горелка, а также как правильно соблюсти последовательность расположения деталей, можно соорудить такое приспособление в домашних условиях. Однако следует помнить, что для обеспечения постоянной скорости выхода газовой смеси из мундштука нужно тщательно подобрать состав соединяемых между собой газов, отрегулировать диаметр выходного канала и обратить внимание на конструкцию мундштука.
Горелки сварочные, работающие на ацетилено-кислородной горючей смеси
При ацетилено-кислородной сварке используется теплота, образующаяся в результате горения ацетилена в кислороде. По мощности такие горелки встречаются двух распространенных типов: Г2А и Г3А (горелки малой и средней мощности). Горелки Г2А используется при сварке тонкого металла. В комплекте обычно есть несколько наконечников разной величины.
Особо стоит выделить из этой серии горелки с полной комплектацией цельнотянутыми медными наконечниками. Наличие медных цельнотянутых наконечников в комплекте горелки Г2А-мини позволяет производить сварочные работы в труднодоступных местах вроде угловых стыков, где обычная горелка будет бесполезна.
А толщина медных трубок наконечников обеспечивает большую продолжительность работы без перегрева, за счет хорошего теплоотвода от наконечника.
Предназначение газовой горелки
Газовая горелка используется в тех сферах, где необходимо устойчивое горение топлива, интенсивность и протяженность которого можно регулировать. Такое приспособление может осуществлять:
- освещение. Горелки с открытым пламенем, аргандовые для масляных ламп, регенеративные и горелки накаливания были популярны до изобретения электричества и в настоящее время употребляются редко.
- нагревание. Например, при отапливании помещений, для лабораторных опытов или же в кухонных целях.
горелка для сварки
В промышленной и строительной сферах нашли применение сварочные горелки. Они, в зависимости от вида сварки, подают в место сварного шва непрерывную струю горючих газов (при газовой сварке) или же обеспечивают зону горения дуги защитным газом (при дуговой сварке).
Портативная газовая горелка на баллон будет полезна для туристического отдыха. Герметичный баллон надёжно защищён от утечки топлива, а устройство с пьезоподжигом позволит быстро разжечь костер без использования спичек или огнива. Небольшого баллончика с газом хватит не на один сезон путешествий.
Отметим, что газовая горелка может быть полезна и в быту, если:
- возникла необходимость открутить заржавелую гайку;
- нужно декорировать металлическую или деревянную поверхность в винтажном стиле;
- необходимо подровнять концы нейлоновой веревки или геотекстиля;
- есть потребность в ремонте садовой дорожки при помощи запекаемой массы;
- нужно прогреть замёрзший замок;
- хочется приготовить мясо на природе, но гриля нет. газовая горелка с пьезоподжигом
Как нужно пользоваться пропановой горелкой
Газовая пропановая горелка будет просто необходима при проведении кровельных работ, просушке форм для литья, удалении старой краски, опрессовке соединительных муфт, пайке медных труб и т.д. Перед использованием горелки приобретаются два баллона – с кислородом и пропаном – на которые монтируются понижающие редукторы. Последние обеспечивают оптимальное давление.
Когда редукторы с помощью шлангов будут присоединены к газовой горелке, можно откручивать вентили и выпускать газ. Перед тем, как воспламениться, газы проходят через инжектор, где происходит их смешивание. Температура выходящего пламени превышает 2 тысячи градусов.
Для проведения работ вначале открывается вентиль с горючим газом, затем – с кислородом. Выходящую из сопла смесь необходимо поджечь. Настройка напора расходного материала производится исходя из показаний приборов или цвета пламени. После, с помощью присадочной проволоки, формируется сварная ванна, и расплавленный металл нужно перемещать, формируя шов. Когда работа будет завершена, присадочная проволока убирается, газовая смесь тушится.
Технология пайки
Подлежащее спайке место требуется предварительно очистить от загрязнений, ржавчины, грязи и обезжирить. После предварительной подготовки изделия тщательно высушивают и покрывают флюсом. Спаиваемые детали должны быть зафиксированы, чтобы у паяльщика были свободны обе руки, поскольку во время работы надо будет держать горелку и припой.
Затем изделие прогревается таким образом, чтобы материал был нагрет равномерно по всей длине соединения. Для этого факел непрерывно перемещают вдоль шва.
Обращайте внимание на пламя горелки. Отрегулированное правильное пламя имеет темное ядро, среднюю часть и края с четкими контурами. В случае подачи избыточного кислорода пламя резко становится короче, а если дается много горючего газа, то пропадает средняя зона, длина пламени увеличивается, теряет четкость, огонь начинает чадить.
Самая высокая температура находится в конце ядра, поэтому предварительный нагрев лучше проводить наружной частью пламени. После того как паечный шов прогрет до температуры плавления используемого припоя, на шов подается конец прутка припоя, покрытого флюсом, который, расплавляясь, закрывает шов.
Во избежание выгорания, припой надо прогревать быстро при нейтральном, не самом горячем пламени. После окончания пайки лучше не трогать детали до полного затвердения припоя, чтобы не сместить заготовки.
Какой газ может использоваться
В качестве горючего материала для газовой горелки могут выступать ацетилен, водород, газы-заменители (природный газ, пропан-бутан). Некоторые конструкции работают на жидких горючих веществах и отработанном масле.
маркировка баллона для газовой горелки
В ацетиленовую горелку горючее вещество поступает из аппарата-генератора, где происходит разложение карбида кальция на гашеную известь и ацетилен. Газ для горелки имеет давление 100-150 мм ртутного столба. В качестве защитного газа, который не допускает возникновения окалины, используется азот, получаемый из атмосферного воздуха, а в качестве катализатора распада карбида — вода.
Водородная горелка является самой популярной среди аналогичного оборудования, предназначенного для газопламенной обработки. Немаловажно, что при ее использовании выделяется лишь водяной пар, поэтому она наиболее безопасна. При разложении водного раствора щелочи происходит горение водорода с последующим высвобождением энергии, которая нужна для ускорения сварки. Водород защищает сварной шов от воздействия кислорода, благодаря чему окисление поверхностей исключено.
Многие хозяева имеют представление о том, как работает жидкотопливная газовая горелка, поскольку именно на таком принципе основана работа примуса. Нагреваясь в специальном змеевике, горючая жидкость превращается в газ и благодаря этому при последующем сгорании значительно экономится. В качестве жидкого топлива используются, как правило, керосин и бензин “Калоша”.
Зная, как пользоваться газовой горелкой на отработке, или же горелкой Бабингтона, можно существенно сэкономить на расходных материалах и снизить себестоимость работ. В качестве топлива такие конструкции используют моторное, компрессорное, любое растительное масло. Горючее поступает на сферообразную деталь, с которой его сдувает струя сжатого воздуха. Образующиеся небольшие капли затем воспламеняются.
Показатели, связанные с пламенем устройства
пламя газовой горелки
Мощность пламени горелки бывает малая (расход топлива составляет 25-400 дм3/ч), средняя (400- 2800 дм3/ч) и большая (2800 -7000 дм3/ч). Зная максимальную и минимальную мощность конкретной горелки, можно подсчитать расход топлива и количество энергии, необходимой для удовлетворения технологических потребностей.
По числу пламени горелки бывают однопламенные и многопламенные. Если первый тип используется преимущественно для ручной ацетилено-кислородной сварки, то второй широко применяется при механизированной газопламенной пайке или нагреве.
Выбор оптимального варианта
Выбирая газовую горелку для различных задач, следует обращать внимание на отдельные нюансы. Для туристических целей хорошо подходят самые простые факельные горелки без наддува. С розжигом костра или подогревом пищи справятся даже дешевые китайские изделия, сломать или потерять их абсолютно не жалко.
Для бытовых целей и мелкого ремонта лучше не приобретать инструменты из любительской серии. Чуть более дорогие полупрофессиональные горелки имеют более продуманную конструкцию и лишены таких неочевидных недостатков как, например, оплавление пластиковой обкладки мундштука или работающий со сбоями пьезорозжиг. Еще один аргумент против средней ценовой категории — практически повсеместное отсутствие нормального регулировочного клапана, что даже для грубых работ может быть важным.
Если горелка выбирается для тонкой работы, пайки или сварки, следует дополнительно уделить внимание эргономике и балансировке. При таких работах горелку приходится часто включать и выключать, поэтому форма корпуса и размещение элементов управления должны позволять сделать розжиг и точную регулировку одной рукой.
При выборе мощности следует руководствоваться толщиной и материалом обрабатываемых деталей. Горелки в 500–700 Вт будет вполне достаточно для обжигания краски или пайки медных проводов. Трубки из цветных металлов и стальные изделия толщиной до 3 мм будут хорошо прогреваться при мощности пламени около 1200–1500 Вт. Горелки в 2–3 кВт используют для нагрева и гибки арматуры толщиной до 14 мм. Существует еще одна особенность: пламя мощных качественных горелок может быть отрегулировано для более тонкой работы, а вот прогреть маломощной горелкой массивную деталь никак не получится
Преимущества и недостатки газовой горелки для сварки
Газовая горелка имеет следующие положительные качества:
- большое количество разновидностей устройств;
- безопасность при эксплуатации;
- большинство моделей компактны и имеют малый вес;
- не требуется продолжительная подготовка к использованию;
- не оставляет нагара и запаха;
- напор огня можно регулировать;
- всегда можно узнать, из чего состоит устройство, и при необходимости собрать самодельную горелку.
Минусы использования горелки:
- при температурах ниже -30°С эксплуатация устройства становится проблематичной;
- баллон с горючим веществом самостоятельно перезаправлять нельзя.
