Газосварочный пост переносной своими руками

Сварочный пост для газовой сварки: что это такое, какие виды существуют и в чем принципиальные различия?

Газосварка представляет собой процесс, при котором кромки соединяемых элементов нагреваются сгоранием горючих газов в смеси с кислородом. Газовая сварка своими руками применяется для изготовления и ремонта изделий из листовой стали толщиной 1-5 мм, чугуна, латуни, меди, алюминия, исправления литьевых дефектов, наплавки твердых сплавов. Сварочные материалы для газовой сварки включают: горючий газ (ацетилен, пропан, водород), технически чистый кислород, присадочную проволоку, флюсы, в случае их потребности при работе с конкретным металлом или сплавом.

Отличия пайки от сварки

Пайка и сварка – это надежные методы соединения трубопроводов с дефектами. Ключевым отличием сварки и газовой пайки является рабочий материал. В случае сварки происходит расплавление концов изделия и соединение их воедино. Пайка труб предусматривает соединение материала при помощи стороннего металла – припоя.

Пайка медных труб горелкой.

Пайка бывает двух видов:

1. Высокотемпературная. В таком варианте работ используется припой, плавящийся при температуре свыше 550 градусов Цельсия. Как правило, высокотемпературный пропай осуществляется горелками, заправленными ацетиленом и бутаном либо пропаном и кислородом.
2. Низкотемпературная. Такой метод подразумевает использование легкоплавких припоев с температурой плавления ниже 550 градусов Цельсия. В большинстве случаев, низкотемпературные работы производится при помощи электрических паяльников. Такой метод идеально подходит для сварки или спайки небольших деталей.

В процессе паяльных работ обязательно используется припой и флюс.

В качестве первого могут использоваться такие популярные сплавы, как:

• олово и свинец;
• медь и фосфор;
• медь и цинк;
• серебро.

В качестве флюсов при низко и высокотемпературных паяльных работах применяются:

• канифоль;
• хлориды металлов;
• флюсы на основе буры;
• смеси щелочных металлов;
• порошкообразные соединения.

Аппарат для газовой резки и сварки своими руками

В конструкции данного аппарата большее число рабочих пластин, модифицированные боковые платы и надежный штуцер для выхода горючей газовой смеси), но действующий по тому же принципу электролизер.

Тем, кто впервые сталкивается с подобным устройством, нелишне, думается, в самых общих чертах пояснить (а остальным напомнить), в чем суть такого рода конструкций. А она достаточно проста.

Между боковыми платами, соединенными четырьмя шпильками, размещены металлические пластины-электроды, разделенные резиновыми кольцами. Внутренняя ячеистая полость такой батареи на 1/2…3/4 объема заполнена слабым водным раствором щелочи (КОН или NaOH). Приложенное к пластинам напряжение от источника постоянного тока вызывает разложение (электролиз) раствора, сопровождающееся обильным выделением водорода и кислорода. Эта смесь газов, пройдя через специальный жидкостный затвор (рис. 1а), поступает далее на горелку и, сгорая, позволяет получить столь необходимую для многих технологических процессов (например, резки и сварки металлов) высокую температуру — около 1800° С.

Рис.1. Аппарат для резки и сварки, работающий на продуктах электролиза слабого щелочного раствора:

а — блок-схема, б — готовая самодельная конструкция: 1 — блок питания выпрямленным напряжением электросети, 2 — электролизер, 3 — затвор жидкостный, 4 — горелка газовая, 5 — амперметр, 6 — ручка включения аппарата, 7 — ручка смены режима работы (скачкообразное изменение отдаваемой в нагрузку мощности), 8 — ручка управления потенциометрами, 9 — скоба хранения электрошнура в свернутом состоянии, 10 — корпус переносной деревянный, 11 — штепсельная вилка.

Производительность электролизера зависит от концентрации щелочи в растворе и прочих факторов. А самое главное — от размеров и количества пластин-электродов, расстояния между ними, что, в свою очередь, определяется параметрами блока электропитания — мощностью и напряжением (из расчета 2…3 В на гальванический промежуток между двумя расположенными рядом друг с другом пластинами).

Предлагаемые мною конструкции источника постоянного тока доступны для изготовления в условиях «домашней мастерской» и начинающему самодельщику. Они способны обеспечить надежную работу даже «восьмидесятиячеистого» (пластин-электродов у такого — 81 шт.) электролизера, а тем более — «тридцатиячеистого». Вариант, принципиальная электрическая схема которого изображена на рис. 4, позволяет к тому же легко осуществлять регулировку мощности для оптимального согласования с нагрузкой: на первой ступени — 0…1,7 кВт, на второй (при включении SA1) — 1,7…3,4 кВт.

И пластины для электролизера предлагаются соответствующие — 150×150 мм. Изготавливаются они из кровельного железа толщиной 0,5 мм. Помимо газоотводного 12-мм отверстия в каждой пластине сверлится еще по четыре установочных (диаметром 2,5 мм), в которые при сборке продеваются вязальные или велосипедные спицы. Последние нужны для лучшего центрирования пластин и прокладок, а потому на окончательном этапе сборки из конструкции убираются.

Рис.2. Электролизер («восьмидесятиячеистый» вариант):

1 -плата боковая (фанера, s12, 2 шт.), 2 — щека прозрачная (оргстекло, s4, 2 шт.), 3 — пластина-электрод (жесть, s0,5; 81 шт.), 4 — кольцо разделительное герметизирующее (5-мм резина кислото- и щелочеупорная, 82 шт.), 5 — втулка-изолятор (кембриковая трубка 6,2×1, L35, 12 шт.), 6 — шпилька Мб (4 шт.), 7 — гайка Мб со стопорной шайбой (8 шт.), 8 — трубка вывода горючей газовой смеси, 9 — раствор слабощелочной (2/3 внутреннего объема электролизера), 10 — вывод контактный (медь рафинированная, 2 шт.), 11 — штуцер («нержавейка»), 12 — гайка накидная М10, 13 — шайба штуцера («нержавейка»), 14 — манжета (резина кислото- и щелочеупорная), 15 — горловина заливная («нержавейка»), 16 — гайка накидная M18, 17 — шайба заливной горловины («нержавейка»), 18 — шайба герметизирующая (резина кислото- и щелочеупорная), 19 — крышка заливной горловины («нержавейка»), 20 — прокладка герметизирующая (резина кислото- и щелочеупорная).

Вообще-то пришлось немало поломать голову, прежде чем «водогорелка» стала удобной и надежной, как лампа Эдисона: включил — заработала, выключил — работать перестала. Особенно хлопотным делом оказалась модернизация не самого электролизера, а подсоединяемого к нему на выходе жидкостного затвора. Но стоило отказаться от ставшего было шаблонным применения воды в качестве заслона от распространения пламени внутрь газообразующей батареи (по соединительной трубке) и обратиться к использованию… керосина, как все тут же пошло на лад.

Почему выбран именно керосин? Во-первых, потому, что в отличие от воды эта жидкость в присутствии щелочи не вспенивается. Во-вторых, как показала практика, при случайном попадании капель керосина в пламя горелки последнее не гаснет — наблюдается лишь небольшая вспышка. Наконец, в-третьих: будучи удобным «разделителем», керосин, находясь в затворе, оказывается безопасным в пожарном отношении.

По окончании работы, во время перерыва и т.п. горелка, естественно, гасится. В электролизере образуется вакуум, и керосин перетекает из правого бачка в левый (рис. 3). Потом — барбатация воздуха, после чего горелку можно хранить сколько угодно: в любой момент она готова к использованию. При ее включении газ давит на керосин, который вновь перетекает в правый бачок. Затем начинается барбатация газа…

Рис.3. Керосиновый затвор и принцип его действия

(а — при работающем электролизере, б — в момент отключения аппарата):

1 — баллон (2 шт.), 2 — пробка (2 шт.), 3 штуцер вводный, 4 — штуцер выводной, 5 — керосин, 6 — переходник (стальная труба).

Соединительные трубки в аппарате — полихлорвиниловые. Лишь к самой горелке ведет тонкий резиновый шланг. Так что после отключения питания достаточно эту «резину» перегнуть руками — и пламя, выдав напоследок легкий хлопок, потухнет.

И еще одна тонкость. Хотя блок питания (см. рис. 4) и способен обеспечить электроэнергией 3,4-киловаттную нагрузку, пользоваться столь большой мощностью в любительской практике случается очень редко. И чтобы «не гонять электронику» чуть ли не вхолостую (в однополупериодном режиме выпрямления, когда на выходе 0…1.7 кВт), нелишне иметь в распоряжении и другой источник питания электролизера — поменьше и попроще (рис. 5).

Рис.4. Принципиальная электрическая схема блока электропитания.

По сути, это — двух-полупериодный, известный многим самодельщикам регулируемый выпрямитель. Причем со связанными друг с другом (механически) «движками» 470-омных потенциометров. Конструктивно такую связь можно осуществить либо при помощи простейшей зубчатой передачи с двумя текстолитовыми шестернями, либо воспользоваться более сложным устройством типа верньера (в бытовом радиоприемнике).

Рис.5. Вариант блока питания с использованием в схеме тиристоров и самодельного трансформатора.

Трансформатор в блоке питания самодельный. В качестве магнито-провода применен набор Ш16×32 из трансформаторной стали. Обмотки содержат: первичная — 2000 витков ПЭЛ-0,1; вторичная — 2×220 витков ПЭЛ-0,3.

Практика показывает: рассмотренный самодельный аппарат для газовой резки и сварки даже при самой напряженной эксплуатации способен исправно служить весьма продолжительное время. Правда, раз в 10 лет требуется проводить основательное техобслуживание, в основном из-за электролизера. Пластины последнего, работая в агрессивной среде, покрываются окисью железа, которая начинает выступать в роли изолятора. Приходится пластины промывать с последующей зачисткой на наждачном круге. Более того, заменять четыре из них (у отрицательного полюса), разъеденных кислотными остатками, собирающимися вблизи «минуса».

Поэтому рекомендуется в электролизер заливать только дистиллированную воду, а щелочной раствор использовать наименее загрязненный солями (недопустимо присутствие следов химических соединений серной и соляной кислот).

Применение так называемых сливных отверстий (кроме заливного и газоотводного) также вряд ли можно считать оправданным, что и было учтено при разработке аппарата. Столь же необязательным является и ввод в схему аппарата бидонов для сбора накапливающейся сверхагрессивной щелочи. К тому же эксплуатация «безбидонной» конструкции показывает, что этой «вредоносной жидкости» способно собраться за 10-летний период на дне керосинового затвора не более полстакана. Скопившуюся щелочь удаляют (например, при техобслуживании), а в затвор заливают очередную порцию чистого керосина.

В.Радьков, Татарстан МК 03 1997

Необходимые материалы и приспособления

Материалы для пайки меди.

Оборудование для пайки медных труб включает следующие инструменты:

• аппарат для обработки медных труб;
• фаскосниматель;
• трубный расширитель;
• трубоочиститель;
• отражатель пламени;
• термофен;
• флюс;
• твердый или мягкий припой, подходящий для пайки меди;
• газовая горелка, расплавляющая припой.

Выбор инструмента напрямую зависит от максимального диаметра изделия и вещества, которое будет по ней протекать. Разрезание детали производится труборезом, а заусенцы, можно удалить при помощи фаскоснимателей.

Прежде чем приступать к соединению медных деталей следует тщательно обработать поверхность специальными губками и металлическими ершиками. О том, как выбрать горелку для пайки речь пойдет в следующем разделе.

Виды газовых горелок

Газовые горелки для пайки медных труб состоят из таких элементов:

• крепление баллона со сжиженным газом;
• впускные форсунки;
• приборная головка;
• регулятор подачи топлива;
• редуктор.

Все горелки на газе по виду горючей смеси подразделяются на:

• пропановые горелки;
• на МАРР газу.

В быту различают два вида горелок:

• бытовые с температурой струи до 1500 градусов Цельсия;
• промышленные с температурой до 2000 градусов.

Отдельного упоминания стоят горелки на основе смеси ацетилена и кислорода. Такая аппаратура позволяет сваривать габаритные изделия и обеспечивает высококачественные швы.

Наиболее распространенным видом горелок является пропановая. Подобные аппараты оснащены пьезоэлектрической системой поджига и режимом экономии газовой смеси. Оптимальным вариантом для пайки медных деталей будет применение МАРР горелки.

Горелка для пайки меди.

Струя огня из такой горелки совершенно не пережигает медь и обеспечивает равномерный прогрев детали.

Горелки с одноразовым газовым баллоном – это лучший выбор для соединения медных изделий.

Такие аппараты обладают такими преимуществами:

1. Простота использования. Нет необходимости в подключении электрического питания.
2. Многофункциональность.
3. Высокая мобильность. Благодаря небольшому баллону с топливом аппарат можно переносить с места на место без больших физических усилий.
4. Безопасность. Наличие обратных клапанов гарантирует безопасное отключение газа при возникновении аварийной ситуации.
5. Хороший пропай. Мощное и равномерное пламя хорошо прогревает припой и заставляет его застывать максимально равномерно

Детали, для которых требуется повышенная прочность должны свариваться при помощи стационарных горелок. Такие аппараты, как правило, используют смесь пропана и кислорода для обеспечения значительно более качественного шва.

Оборудование газосварочного поста

Вне зависимости от того, о каком виде сварочных постов идет речь, в него будут входить:

• кислородный баллон с редуктором либо система непрерывной подачи кислорода (наличие последней характерно для стационарных газосварочных постов);
• ацетиленовый баллон или генератор с предохранительными затворами или редукторами (для переносных постов используются генераторы мощностью до 20 м3/час, для стационарных данная мощность увеличена до 160 м3/час);
• резиновые рукава (шланги) для подачи кислорода и горючего газа в горелку или резак;
• сварочные горелки с набором наконечников, для резки – резаки с комплектом мундштуков и приспособлений для резки;
• присадочная проволока для сварки, пайки, наплавки;
• флюсы, если они необходимы для сварки данного металла;
• сварочный стол и приспособления для его сбора и складывания;
• защитные приспособления для сварщика: очки с темными стеклами, наборы ключей, молоток, зубило, щетки по металлу, линейка, угольник и т. д.;
• система вентиляции;
• противопожарные средства;
• ведро с водой для охлаждения горелок;
• контейнеры для отходов.

Технология пайки

Пайка газовой горелкой медных труб включает такие этапы:

1. Обрезка необходимого участка изделия при помощи трубореза.
2. Снятие заусенцев при помощи фаскоснимателя.
3. Подготовка края изделия с использованием труборасширителя. Важно помнить, что расширяемая труба должна быть мягкой или отожженной при высоких температурах.
4. Выполнение предварительного соединения труб. Этот этап подразумевает закрепление трубы при помощи пропая изделия в нескольких местах.
5. Обработка паяемой поверхности при помощи флюса. В случае, если используется высокотемпературный припой использование флюса не требуется.
6. Аккуратный прогрев всех соединяемых поверхностей трубы при помощи горелки или термофена. Как правило, деталь прогревается на протяжении пяти минут.
7. Зачистка спаиваемых участков.
8. Нанесение подходящего для медных труб припоя на соединяемую поверхность.
9. Расплавка припоя и контроль его однородности.
10. Удаление остатков обработанного флюса при помощи растворителя или простой воды.

Процесс пайки медных труб.

Низкотемпературная пайка труб состоит из:

1. Прогрева поверхности до 200-250 градусов Цельсия. Сделать это можно при помощи горелки на газе или паяльника.
2. Прикладывания припоя к местам стыка.
3. Постепенное перемещение пламени горелки для равномерного распределения припоя по стыкуемым зонам.

В случае толстых деталей использование паяльника исключено, поскольку с помощью данного инструмента невозможно качественно прогреть изделие.

Виды применяемых горючих газов

Газовая сварка цветных металлов и углеродистых сталей чаще всего осуществляется с использованием ацетилена. Это объясняется высокой температурой пламени и хорошей теплотой сгорания. Ацетилен представляет собой газ с характерным запахом, который придают присутствующие в нем примеси фтористого водорода и сероводорода. При нагревании до 500 градусов и при определенных концентрациях в смесях с кислородом и воздухом ацетилен становится взрывоопасным. Образование ацетилена происходит в результате реакции карбида кальция с водой. Сам карбид кальция образуется в результате сплавления обожженной извести и кокса.

Поэтапная пайка стыка труб

Стыковка медных труб для пайки.

В общем случае, поэтапная работа делится на:

1. Очистку налета, нагара и грязи с изделия.
2. Покрытие соединяемых деталей флюсом.
3. Фиксация обрезков труб в необходимом положении.
4. Прогрев изделия при помощи горелки для пайки твердыми припоями.
5. Промазывание соединяемых стыков флюсом.
6. Подачу припоя в зону стыков изделия.
7. Равномерное расплавление припоя при помощи газовой горелки для пайки медных труб.
8. Удаление окислов, отходов и отработанного флюса.

Обратите внимание! Для достижения наилучшего результата соединяемые зоны следует предварительно залудить припоем и расплавить его до температуры плавления. Полученный таким образом шов является очень прочным и долговечным.

Несмотря на относительную простоту рабочего процесса даже у квалифицированных специалистов бывают дефекты.

Наиболее распространенные ошибки при паяльных работах представлены:

1. Недостаточным прогревом изделия. При неправильной подготовке материал прогревается слабо и плохо взаимодействует с припоем, из-за чего получается хрупкий шов.
2. Плохой предварительной очисткой изделия. Присутствие нагаров, грязи и стружки других металлов серьезно затрудняет получение качественного соединения.
3. Неподходящим флюсом. Неправильный выбор флюса может повлечь за собой неприлегание припоя и разрушение паянной конструкции.
4. Неподходящим припоем. Выбор припоя, не смачивающего металлы, например, свинца, сделает невозможным пайку медных труб.

Источник