14.04.2020

La soldadura con gas es diferente. Soldadura con gas y corte de metales.


Este método de unir piezas metálicas, como la soldadura con gas, existe desde hace más de cien años. Durante este tiempo esta tecnología continúa mejorando con éxito, aunque otros métodos de soldadura que utilizan un arco eléctrico se están desarrollando más activamente y están reemplazando la soldadura, que utiliza un soplete de gas.

Pros y contras de la soldadura con gas.

Este método de unión de metales, como la soldadura con gas, implica fundir los materiales que se unen, dando como resultado la formación de una estructura homogénea. La combustión del gas, por lo que se produce el calentamiento y la fusión del metal, se garantiza mediante la introducción de oxígeno puro en la mezcla de gases. Este método de unir metales tiene una serie de ventajas.

  • Este método de soldadura no requiere el uso de equipos complejos ( inversor de soldadura o dispositivo semiautomático).
  • Todo Consumibles Para realizar dicha soldadura es fácil de adquirir.
  • Soldadura de gas(y, en consecuencia, la soldadura de tuberías de gas) se puede realizar incluso sin una fuente de energía potente y, a veces, sin equipo de protección especial.
  • El proceso de dicha soldadura se puede regular fácilmente: puede configurar la potencia de llama del quemador requerida y controlar el grado de calentamiento del metal.

Ud. este método También hay desventajas.

  • El metal se calienta muy lentamente, a diferencia de cuando se usa. arco eléctrico.
  • La zona de calor que forma el quemador de gas es muy amplia.
  • Es muy difícil concentrar el calor generado por un quemador de gas, está más disperso en comparación con el método del arco eléctrico.
  • La soldadura con gas puede clasificarse como un método bastante caro para unir metales en comparación con. El costo del oxígeno y el acetileno consumidos supera significativamente el costo de la electricidad gastada para soldar piezas similares.
  • Al soldar piezas metálicas gruesas, la velocidad de conexión se reduce significativamente. Esto se debe al hecho de que la concentración de calor cuando se utiliza un quemador de gas es muy baja.
  • La soldadura con gas es difícil de automatizar. Sólo se puede mecanizar el proceso de soldadura con gas de tuberías o tanques de paredes delgadas, que se realiza con un soplete de llama múltiple.

Materiales para soldar con gas.

La tecnología de soldadura por gas implica el uso. varios tipos gases, cuya elección depende de varios factores.

Uno de los gases utilizados para soldar es el oxígeno. Este gas se caracteriza por la ausencia de color y olor, actúa como catalizador, activando los procesos de fusión del material que se une o corta.

Para almacenar y transportar oxígeno se utilizan cilindros especiales en los que se mantiene bajo presión constante. El oxígeno puede encenderse al entrar en contacto con aceite industrial, por lo que se debe excluir la posibilidad de dicho contacto. Los cilindros que contienen oxígeno deben almacenarse en interiores, protegidos de fuentes de calor y luz solar.

El oxígeno de soldadura se obtiene separándolo del aire ordinario, para lo cual se utilizan dispositivos especiales. Dependiendo del grado de pureza, el oxígeno es de tres tipos: el más alto (99,5%), el primero (99,2%) y el segundo (98,5%).

También se utiliza para diversas manipulaciones con metales (soldadura y corte). gas incoloro acetileno C2H2. En determinadas condiciones (presión superior a 1,5 kg/cm2 y temperatura superior a 400 grados), este gas puede explotar espontáneamente. El acetileno se produce por la interacción del carburo de calcio y el agua.

La ventaja de utilizar acetileno a la hora de soldar metales es que su temperatura de combustión permite realizar este proceso sin problemas. Mientras tanto, el uso de gases más baratos (hidrógeno, metano, propano, vapor de queroseno) no permite obtener una temperatura de combustión tan alta.

Alambre y fundente para soldar.

Para soldar metales, además de gas, también se necesita. Es gracias a estos materiales que se crea la costura de soldadura y se forman todas sus características. El alambre utilizado para soldar debe estar limpio, sin signos de corrosión ni pintura en su superficie. En algunos casos, se puede utilizar como alambre una tira del mismo metal que se está soldando. Para proteger el baño de soldadura de factores externos, es necesario utilizar un fundente especial. Como fundentes se utilizan a menudo ácido bórico y bórax, que se aplican directamente a la superficie del metal que se va a soldar o al alambre utilizado para soldar. La soldadura con gas se puede realizar sin fundente, pero al unir piezas de aluminio, cobre, magnesio y sus aleaciones, dicha protección es necesaria.

Equipos de soldadura a gas

La tecnología de soldadura con gas implica el uso de ciertos equipos.

Sello de agua

Es necesario un sello de agua para garantizar la protección de todos los elementos del equipo (generador de acetileno, tuberías) contra la corriente de fuego del quemador. Una válvula de este tipo, en la que el agua debe estar a un cierto nivel, se coloca entre el quemador de gas y el generador de acetileno.

Un cilindro que contiene gas.

Dichos cilindros están pintados con diferentes colores dependiendo del gas que se planee almacenar en ellos. Mientras tanto, la parte superior del cilindro no está pintada para evitar que el gas entre en contacto con los componentes de la pintura. También hay que tener en cuenta que los cilindros en los que se almacena acetileno no deben estar equipados con válvulas de cobre, ya que esto puede provocar una explosión de gas.

Caja de cambios

Se utiliza para reducir la presión del gas que sale del cilindro. Las cajas de cambios pueden ser de acción directa o inversa, y para gas licuado Se utilizan modelos con aletas, que evitan que se congele al salir.

Mangueras especiales

La soldadura con gas no se puede realizar sin el uso de mangueras especiales a través de las cuales se puede suministrar tanto gas como líquidos inflamables. Dichas mangueras se dividen en tres categorías, marcadas con 1) una franja roja (opera a presiones de hasta 6 atmósferas), 2) una franja amarilla (para suministrar líquidos inflamables), 3) una franja azul (opera a presiones de hasta 20 atm ).

Quemador

La mezcla de gases y su combustión se garantiza mediante el uso de un quemador, que puede ser de tipo inyección o no inyector. Los quemadores también se clasifican según su potencia, que caracteriza la cantidad de gas que pasa por unidad de tiempo. Así, existen quemadores de potencia alta, media, baja y microbaja.

mesa especial

La soldadura con gas se realiza en un lugar especialmente equipado llamado poste. Básicamente, un lugar así es una mesa, que puede tener una tapa giratoria o fija. Esta mesa, equipada con ventilación por extracción y todo lo necesario para guardar herramientas auxiliares, facilita enormemente el trabajo del soldador.

Características de la soldadura con gas.

Los parámetros de la llama se ajustan mediante una caja de cambios, que permite cambiar la composición de la mezcla de gases. Con un reductor, se pueden producir tres tipos principales de llama: reductora (utilizada para soldar casi todos los metales), oxidante y con una mayor cantidad de gas combustible. Al soldar metales en un baño fundido, ocurren dos procesos simultáneamente: oxidación y reducción. Al mismo tiempo, al soldar aluminio y magnesio, los procesos oxidativos se producen de forma más activa.

La propia costura de soldadura y la zona adyacente a ella se caracterizan por diferentes parámetros. Por lo tanto, la sección de metal adyacente a la costura se caracteriza por una resistencia mínima y es esta área la más propensa a destruirse. El metal adyacente a esta zona tiene una estructura con granos grandes.

Para mejorar la calidad de la costura y el área adyacente a ella, se realiza un calentamiento adicional o el llamado forjado térmico del metal.

Tecnologías de soldadura varios metales tienen sus propios matices.

  • El gas se realiza utilizando cualquier gas. Al soldar este tipo de aceros, se utiliza como material de relleno alambre de acero que contiene una pequeña cantidad de carbono.
  • Los métodos de soldadura se seleccionan según su composición. Así, los aceros inoxidables resistentes al calor se sueldan utilizando alambre que contiene cromo y níquel, y ciertos grados requieren el uso de material de aportación que además contiene molibdeno.
  • El hierro fundido se cuece con llama de carburación, lo que evita la pirólisis del silicio y la formación de granos de hierro fundido blanco quebradizo.
  • Para soldar cobre es necesario utilizar una llama de mayor potencia. Además, debido a la mayor fluidez del cobre, las piezas fabricadas con él se sueldan con un espacio mínimo. El alambre de cobre se utiliza como material de aportación, así como fundente, que favorece la desoxidación del metal de soldadura.
  • Existe el riesgo de que el zinc se evapore de su composición, lo que puede provocar una mayor porosidad del metal de soldadura. Para evitar esto, se suministra más oxígeno a la llama del quemador y se utiliza alambre de latón como aditivo.
  • La soldadura de bronce se realiza con una llama reductora, que no quema el estaño, el aluminio y el silicio de esta aleación. Como aditivo se utiliza alambre de bronce de composición similar, que además contiene silicio, que favorece la desoxidación del metal de soldadura.

La soldadura con gas es un tipo de trabajo de soldadura en el que las piezas deben calentarse hasta un estado fundido utilizando una llama de alta temperatura. Este método se usa ampliamente al crear estructuras a base de acero al carbono delgado, al reparar productos de hierro fundido, así como cuando es necesario soldar defectos en varios productos fabricados mediante fundición de metales ferrosos o no ferrosos.

¿Qué gases se utilizan?

En la soldadura con gas se utilizan gases inflamables: natural, acetileno, vapor de gasolina, hidrógeno. Estos gases se queman bien en el aire sin desarrollar una temperatura alta; una corriente de oxígeno es suficiente para la combustión. La soldadura con gas se realiza con mayor frecuencia a base de acetileno, que se crea a base de agua y carburo de calcio. Arde a una temperatura de 3200-3400 grados.

¿Cuáles son las características?

Las ventajas de la soldadura con gas incluyen las siguientes:

  1. Tecnología sencilla.
  2. No se necesita una fuente de energía para soldar.
  3. Sencillez del equipo en el que se realiza la soldadura con gas.

Por otro lado, este proceso no es muy productivo. La soldadura se realiza únicamente a mano y las propiedades mecánicas y de rendimiento productos terminados no siempre de alta calidad.

reductor de oxígeno

Al soldar, el oxígeno proviene de un cilindro especial, que está pintado de azul o azul. Para garantizar un funcionamiento normal, el oxígeno debe ingresar al quemador de manera uniforme y a baja presión. Es para estos fines que los cilindros tienen un reductor: regula el suministro de gas. En este caso, se suministran al soplete mangueras para soldadura con gas (acetileno y oxígeno). El oxígeno se suministra al canal central, donde el chorro se descarga más y aspira acetileno, que ingresa al quemador a baja presión. Los gases se mezclan en la cámara y luego se liberan por la punta.

Características de la tecnología.

Al realizar soldadura con gas, es importante obtener una conexión de alta calidad, por lo tanto gran atención Se presta atención a la preparación cuidadosa de los bordes a soldar, la selección del método de unión del metal, la instalación de la antorcha en la posición deseada y la determinación de los parámetros de potencia necesarios del quemador. La tecnología de soldadura con gas requiere que los bordes se limpien a fondo de diversos contaminantes. El biselado se realiza mediante cincel manual o neumático y, en ocasiones, se utilizan máquinas especiales. Las incrustaciones y escorias se pueden eliminar con un cepillo de alambre. Clavar los bordes evita que su posición cambie durante la soldadura.

Métodos de soldadura

La soldadura con gas se puede realizar de varias formas. La primera es la soldadura a izquierdas, que es la más común. Se utiliza cuando se trabaja con metales finos y de bajo punto de fusión. El soplete se mueve de derecha a izquierda y el alambre de relleno se pasa delante de la llama, apuntando al área no soldada de la costura. En la soldadura a la derecha, el soplete se mueve de izquierda a derecha y el alambre de relleno se mueve detrás del soplete. En este método el calor de la llama se disipa en menor medida, por lo que el ángulo de apertura de la costura no es de 90 grados, sino menos: 60-70.

Es recomendable utilizar soldadura a la derecha para unir metales cuyo espesor sea a partir de 3 mm, así como metales con nivel alto conductividad térmica. Se recomienda utilizar alambre de aporte cuyo diámetro sea igual a la mitad del espesor del metal a soldar.

La tecnología de soldadura por gas también implica un proceso que se realiza con un cordón pasante. En este caso, las láminas se instalan verticalmente al espacio; su tamaño es igual a la mitad del grosor de la lámina. Con un soplete, derrita los bordes para crear un agujero redondo. Luego se funde por todos lados hasta que se suelda la costura. Este método es bueno porque las láminas a soldar tienen una costura densa sin poros ni inclusiones de escoria.

La soldadura en piscina es buena para soldar juntas y esquinas de metales que tengan un espesor máximo de 3 mm. Tan pronto como se forma un charco en la costura, se inserta el extremo del alambre de relleno, que se derrite ligeramente, luego el extremo del alambre se mueve a otra sección de la costura. La peculiaridad de este enfoque es que la costura es de excelente calidad, especialmente si se soldaron láminas delgadas y tubos de acero (bajo en carbono y de baja aleación).

La soldadura y el corte con gas se pueden realizar mediante soldadura multicapa. Este método tiene una serie de características:

  • la zona de calentamiento es pequeña;
  • Al revestir las capas siguientes, las capas subyacentes simplemente se recocen;
  • cada costura se puede martillar antes de colocar la siguiente.

Esto afecta la mejora de la calidad de la costura. Por otro lado, este método se caracteriza por una baja productividad y requiere un alto consumo de gas en comparación con la soldadura monocapa, por lo que se utiliza cuando es necesario crear productos responsables y de alta calidad.

Características de soldar varias costuras.

Para trabajar con costuras horizontales, se utiliza el método de la mano derecha, lo que permite formar fácilmente una costura y el metal de la bañera no se escurre. La soldadura de costuras verticales e inclinadas se realiza mediante el método izquierdo, y si el espesor del metal es superior a 5 mm, se utiliza un doble rodillo. Soldar las costuras del techo implica calentar los bordes hasta que se derritan y luego insertar alambre de relleno en la piscina; su extremo se derrite rápidamente. El proceso en sí se lleva a cabo de la manera correcta.

¿Qué equipo?

Los equipos de soldadura con gas para soldadura con gas son una amplia selección de dispositivos que le permiten realizar una variedad de trabajos. Este tipo de soldadura se considera simple y el equipo en sí es bastante conciso y fácil de operar. Dependiendo del tipo de combustible, los dispositivos de soldadura a gas son propano-oxígeno o acetileno-oxígeno, gasolina o queroseno-oxígeno. La mayoría de las veces, la soldadura se realiza sobre la base de propano-oxígeno y acetileno-oxígeno, ya que la llama de estos gases tiene la temperatura más alta.

El equipo de soldadura con gas para soldadura con gas también es un generador, que se complementa diferentes tipos gas Además, cuando trabaje, necesitará un cilindro de oxígeno y reductores. Los más habituales son los generadores de acetileno para soldadura con gas, que permiten obtener acetileno directamente mezclando carburo de calcio y agua. Este tipo de generador está disponible en cinco tipos, lo que le permite elegir la mejor opción para un material en particular.

Las válvulas de seguridad juegan un papel importante cuando se trabaja con soldadura; su tarea es garantizar la seguridad durante la soldadura. Con su ayuda, se evita el juego de llama que se produce durante la soldadura. Además, gracias a las válvulas antirretorno, se evita el flujo inverso de gas hacia las mangueras de goma cuando se procesan metales con llama y cuando se trabaja con gases comprimidos.

Cilindros de gas

Los equipos para soldadura con gas incluyen cilindros y válvulas para ellos. Un cilindro es un recipiente cilíndrico que tiene un orificio roscado en el cuello en el que se atornilla una válvula de cierre. Está hecho de acero aleado o de acero al carbono y cada uno de estos productos tiene su propio color dependiendo del gas que contiene. Las válvulas para cilindros están hechas de latón, ya que el acero no es resistente a la corrosión.

Cajas de cambios: tipos y características.

Un reductor de gas es un dispositivo que reduce o mantiene constantemente la presión del gas en un cierto nivel. La soldadura con gas y el corte de metales se realizan mediante diferentes tipos de reductores:

  1. El oxígeno se utiliza en la soldadura con gas y en la soldadura de metales. Esta caja de cambios está fabricada con marcas azules. Puede utilizarse en ambientes agresivos porque está fabricado con metales resistentes a la corrosión.
  2. Las cajas de engranajes de acetileno se utilizan ampliamente en la soldadura con gas. Están marcados en blanco y se fijan al cilindro con una abrazadera a presión. Este tipo La caja de cambios tiene dos manómetros, uno de los cuales controla la presión del gas en el cilindro y el segundo controla la presión del gas en la cámara de trabajo.
  3. Los reductores de dióxido de carbono se utilizan ampliamente en las industrias química y alimentaria. Tienen uno o dos manómetros y sólo se pueden conectar a un manómetro vertical.

En la soldadura por arco de argón se utilizan ampliamente reductores de argón, que también pueden funcionar con gases no inflamables.

Características de los quemadores de gas.

La soldadura de aceros con gas es un proceso que requiere el uso de una variedad de dispositivos. Los quemadores de gas son un elemento integral de los equipos utilizados en diversas industrias. El diseño de los productos es aproximadamente el mismo: cada quemador consta de una carcasa. Se le adjuntan varios elementos a la vez: una punta, una válvula que regula el suministro de combustible y una palanca que regula la altura de la llama. La conexión al cilindro se realiza mediante un reductor, mientras que el propio quemador a menudo se puede complementar con encendido piezoeléctrico, protección contra el viento de llama y otros componentes.

Un soplete de gas a base de propano para soldar es seguro de utilizar y proporciona una temperatura de llama alta: es suficiente para realizar una variedad de trabajos. Muchos tipos de soldadura se realizan con sopletes de acetileno, que funcionan con una mezcla de acetileno y oxígeno.

Tipos de cortadores de gas

Los cortadores de gas son de diferentes tipos: acetileno, propano y funcionan con sustitutos del gas o combustible líquido. El diseño de los productos incluye un mango, tetinas a las que se unen las mangueras de gas, un cuerpo, un inyector, una cámara de mezcla, un tubo, un cabezal cortador de gas y un tubo con válvula. La soldadura de metales con gas y su calidad dependen de qué tan bien se seleccione el cortador.

La esencia de su trabajo es la siguiente: el oxígeno ingresa al reductor y al manguito desde el cilindro, después de lo cual ingresa al cuerpo; aquí el cortador se bifurca en dos canales. Parte del oxígeno pasa a través de la válvula y se dirige al inyector. De aquí el gas sale a gran velocidad y durante este proceso se aspira gas inflamable. Cuando se combina con oxígeno, forma una mezcla inflamable que se dirige al espacio entre las boquillas y arde. Como resultado, aparece una llama calefactora. El oxígeno, que se dirigió a través del segundo canal, sale al tubo, por lo que se forma un chorro cortante. Es él quien procesa la sección metálica.

Características de la soldadura de tuberías.

La soldadura de tuberías de gas se realiza en varias etapas. Primero se prepara el metal, es decir, se marcan, se cortan y ensamblan las tuberías. Debido a la sección transversal redonda de los tubos, el corte se realiza con una cortadora térmica. La mayor parte del trabajo de soldadura implica ensamblar piezas, cuando es necesario tener en cuenta muchos detalles, desde la serie de productos hasta su diámetro y otros factores. El montaje se realiza mediante puntos de soldadura, que evitan posibles desplazamientos de los tramos de tubería, lo que incide en la aparición de grietas durante el enfriamiento.

El arco está encendido. Está hecho diferentes caminos. Luego comienza la fusión de los metales (base y electrodo). Para una costura de calidad, es importante prestar atención al ángulo de inclinación del electrodo.

Tecnología de corte de gas

El corte con gas oxígeno se lleva a cabo utilizando metales y sus aleaciones, que se queman en una corriente de oxígeno técnicamente puro. Este tipo de corte se realiza de dos formas: divisorio o superficial. El primer método le permite cortar piezas de trabajo, cortar metal y cortar bordes de costuras para soldar. Mediante el corte de superficies, se elimina el metal de la superficie, se cortan ranuras y se eliminan los defectos de la superficie. Este procedimiento se realiza utilizando cortadores especiales.

Precauciones de seguridad

La soldadura con gas es un proceso que requiere una atención especial. situaciones peligrosas puede ocurrir en varios casos:

  1. La soldadura no debe realizarse cerca de materiales inflamables y inflamables (gasolina, queroseno, estopa, virutas).
  2. Si la soldadura se realiza en un espacio confinado, los trabajadores deben salir periódicamente al aire libre.
  3. El trabajo debe realizarse en áreas bien ventiladas.
  4. Si se realiza un procesamiento de metal con llama de gas, la habitación debe ventilarse para eliminar los gases nocivos.
  5. El corte y la soldadura se realizan a una distancia de hasta 10 m de rampas de derivación y generadores de acetileno.
  6. Las secciones de la caja de carga no deben llenarse excesivamente de carburo.
  7. La carcasa del generador debe estar siempre llena con la cantidad de agua necesaria.
  8. Está prohibido trabajar con una bombona de oxígeno cuya presión esté por debajo de lo normal.
  9. La llama del quemador se dirige en dirección opuesta a la fuente de suministro de gas.

Los trabajos de soldadura deben realizarse respetando al máximo las normas de seguridad y utilizando únicamente equipos de alta calidad. Esto hará que el proceso sea seguro y la conexión metálica confiable.

La soldadura por gas pertenece al grupo de la soldadura por fusión. El método de soldadura con gas es simple y no requiere equipos ni fuentes complejos. energía eléctrica. Las desventajas de la soldadura con gas incluyen una velocidad más baja y una zona de calentamiento más grande que con.

La soldadura con gas se utiliza en la fabricación y reparación de productos de chapa de acero con un espesor de 1-3 mm, instalación de tuberías de diámetro pequeño y mediano, juntas y conjuntos de tuberías de paredes delgadas, productos de soldadura de aluminio y sus aleaciones, cobre, latón y plomo, soldadura de hierro fundido con uso como aditivo de hierro fundido, barras de latón y bronce, revestimiento de aleaciones duras y latón sobre piezas de acero y hierro fundido.

Casi todos los metales y aleaciones que se utilizan actualmente en la industria pueden unirse mediante soldadura con gas. Se utiliza más ampliamente en trabajos de construcción e instalación, en agricultura y durante los trabajos de reparación.

La soldadura requiere que la llama de soldadura tenga suficiente potencia calorífica. La potencia de la llama del quemador está determinada por la cantidad de acetileno que pasa a través del quemador en una hora y está controlada por las puntas del quemador. La potencia de la llama se selecciona en función del espesor del metal a soldar y de sus propiedades. La cantidad de acetileno por hora necesaria para 1 mm de espesor del metal a soldar está establecida por la práctica.

Ejemplo. Al soldar acero con bajo contenido de carbono, se requieren 100-130 dm3 de acetileno por hora por 1 mm de espesor del metal a soldar.

Para soldar acero con bajo contenido de carbono con un espesor de 4 mm, la potencia mínima del soplete será 100x4 = 400 dm 3 / h, la máxima - 130 x 4 = 520 dm 3 / h.

Para soldar con gas varios metales se requiere cierto tipo llama: normal, oxidante, carburante. El soldador a gas ajusta y regula a ojo el tipo de llama de soldadura. En soldadura manual El soldador sostiene un soplete en la mano derecha y un alambre de relleno en la izquierda. El soldador dirige la llama del soplete hacia el metal a soldar de modo que el metal soldado se encuentre en la zona de reducción a una distancia de 2 a 6 mm del extremo del núcleo. El final del relleno debe estar en la zona de recuperación o en el baño de soldadura.

La velocidad de calentamiento se regula cambiando el ángulo de inclinación a de la boquilla con respecto a la superficie del metal que se está soldando.

Figura 1 - Ángulo de inclinación (a) y métodos para mover la boquilla del quemador (b)

El tamaño del ángulo se selecciona según el grosor y el tipo de metal a soldar. Cuanto más grueso es el metal y mayor es su conductividad térmica, mayor es el ángulo de inclinación de la boquilla del soplete con respecto a la superficie del metal a soldar. Al comienzo de la soldadura, para un mejor calentamiento del metal, el ángulo de inclinación se establece mayor, luego, a medida que el metal a soldar se calienta, se reduce a un valor correspondiente al espesor dado del metal, y al final de soldadura, se reduce gradualmente para rellenar mejor y evitar que el metal se queme.

El mango del quemador se puede ubicar a lo largo del eje de la costura o perpendicular a ella. Esta o aquella posición se selecciona dependiendo de las condiciones de trabajo (comodidades) del soldador a gas, de modo que la mano del soldador no se caliente con el calor emitido por el metal calentado.

Durante el proceso de soldadura con gas, el soldador a gas utiliza el extremo de la boquilla del soplete para realizar dos movimientos simultáneamente: transversal (perpendicular al eje de la costura) y longitudinal (a lo largo del eje de la costura). El principal es el movimiento longitudinal, el transversal sirve para calentar uniformemente los bordes del metal base y de aportación y obtener una soldadura del ancho requerido.

El método 1, en el que la llama se desvía periódicamente hacia un lado, no se recomienda para su uso en soldadura con gas, ya que esto puede provocar la oxidación del metal fundido con el oxígeno atmosférico. Se recomienda el método 2 - en espiral y el método 3 - en forma de media luna cuando se suelda metal de espesor medio, método 4 - cuando se sueldan láminas delgadas (Figura 1).

La llenadora puede realizar los mismos movimientos oscilatorios, pero en dirección opuesta a los movimientos del extremo de la boquilla del quemador.

No se recomienda retirar el extremo del alambre de aporte del baño de soldadura y especialmente de la zona de recuperación de la llama. Los movimientos realizados por el extremo de la punta del soplete y el extremo del alambre de relleno durante el proceso de soldadura dependen de la posición de la costura en el espacio, el espesor del metal a soldar, el tipo de metal y las dimensiones requeridas de la soldadura. . Para soldar costuras en la posición hacia abajo, el movimiento de media luna es el más común.

El procesamiento de metales con llama de gas es una serie asociada con el procesamiento de metales con llama de gas de alta temperatura.

Soldadura de gas- soldadura por fusión, en la que los bordes de las piezas a unir se calientan mediante la llama de los gases quemados a la salida del soplete de gas. Al soldar con gas una pieza de trabajo 1 y material de relleno 2 en forma de varilla o alambre, derretido con una llama de alta temperatura 4 quemador de gas 3 (Foto 1).

Figura 1 - Diagrama de soldadura por gas

Tecnología de soldadura por gas

Una llama de gas se forma con mayor frecuencia como resultado de la combustión (oxidación) de gases combustibles con oxígeno comercialmente puro (pureza no inferior al 98,5%). Como gases combustibles se utilizan acetileno, hidrógeno, metano, propano, mezcla de propano-butano, gasolina y queroseno para iluminación.

Figura 2: Distribución de temperatura a lo largo del eje de una llama de gas normal.

Una llama "normal" de oxiacetileno para soldadura con gas tiene la forma que se muestra esquemáticamente en la Figura 2.

En la parte interior del núcleo de llama 1 se calienta la mezcla de gases que sale de la boquilla hasta la temperatura de ignición. La descomposición parcial del acetileno se produce en la capa exterior del núcleo. Las partículas de carbono liberadas están calientes, brillan intensamente y resaltan claramente los contornos de la capa del núcleo (la temperatura de los gases en el núcleo es baja y no supera los 1500 0 C).

La zona 2 es la parte más importante de la llama de soldadura (zona de soldadura). La primera etapa de la combustión del acetileno se produce en él debido a que el oxígeno ingresa a la boquilla desde el cilindro, como resultado de lo cual se desarrolla la temperatura máxima aquí. Los gases contenidos en la zona de soldadura tienen propiedades reductoras respecto a los óxidos de muchos metales, incluidos los óxidos de hierro. Por tanto, se le puede llamar reconstituyente. El contenido de carbono en el metal de soldadura cambia ligeramente.

En la zona 3 o en el soplete, la combustión de los gases se produce debido al oxígeno del aire, que refleja la composición de los gases en el soplete. Los gases contenidos en el soplete y sus productos de disociación oxidan los metales, es decir. esta zona es oxidativa. El tipo de llama de oxígeno-acetileno depende de la proporción de oxígeno y acetileno en la mezcla de gases suministrada al quemador, denominada coeficiente β.

Figura 3 — Estructura de la llama de acetileno-oxígeno

En β = 1,1 ... 1,2 la llama es normal (ver Figura 2). Cuando esta relación aumenta, es decir Con un aumento relativo en el contenido de oxígeno (llama oxidante), la forma y estructura de la llama cambia (Figura 3). En este caso, las reacciones de oxidación se aceleran y el núcleo de la llama palidece, se acorta y adquiere una forma cónica y puntiaguda. En este caso, la zona de soldadura pierde sus propiedades reductoras y adquiere un carácter oxidante (el contenido de carbono en el metal de soldadura disminuye y se quema). Con β decreciente, es decir A medida que aumenta el contenido de acetileno en la mezcla de gases, las reacciones de oxidación se ralentizan. El núcleo se alarga y sus contornos se vuelven borrosos. La cantidad de carbón libre aumenta, sus partículas aparecen en la zona de soldadura. Con un gran exceso de acetileno, también aparecen partículas de carbón en la llama. En este caso, la zona de soldadura se vuelve cementante, es decir El contenido de carbono en el metal de soldadura aumenta.

La llama de los sustitutos del acetileno es fundamentalmente similar a la del oxiacetileno y tiene tres zonas. A diferencia de los gases de hidrocarburos, la llama de hidrógeno y oxígeno no tiene un núcleo luminoso (no hay partículas luminosas de carbono).

Uno de los parámetros más importantes que determinan las propiedades térmicas y, por tanto, tecnológicas de la llama es su temperatura. Se diferencia en sus distintas partes, tanto en longitud según su eje (Figura 2) como en sección transversal. Depende de la composición de la mezcla de gases y del grado de pureza de los gases utilizados. Temperatura más alta observado a lo largo del eje de la llama, alcanzando un máximo en la zona de soldadura a una distancia de 2 ... 3 mm del extremo del núcleo. Esta zona de soldadura es la principal para fundir el metal. A medida que aumenta β, la temperatura máxima aumenta y se desplaza hacia la boquilla del quemador. Esto se explica por un aumento en la velocidad de combustión de la mezcla con exceso de oxígeno. Con un exceso de acetileno (β menor que 1), por el contrario, la temperatura máxima se aleja de la boquilla y disminuye de valor.

Los gases combustibles son sustitutos del acetileno, más baratos y no escasos. Sin embargo, ellos valor calorífico inferior al acetileno. Las temperaturas máximas de la llama también son significativamente más bajas. Por lo tanto, se utilizan en cantidades limitadas en procesos tecnológicos que no requieren llama de alta temperatura (soldadura de aluminio, magnesio y sus aleaciones, plomo; soldadura de chapa fina de acero; corte con gas, etc.). Por ejemplo, cuando se utilizan mezclas de propano y propano-butano, la temperatura máxima en la llama es 2400 ... 2500 0 C. Se utilizan para soldar acero de hasta 6 mm de espesor, soldar hierro fundido, algunos metales no ferrosos y aleaciones. , corte de gas, etc.

Cuando se utiliza hidrógeno, la temperatura máxima en la llama es 2100 0 C. El calentamiento del metal por la llama se produce mediante el intercambio de calor radiante y principalmente convectivo entre el flujo de gases calientes y la superficie del metal en contacto con él. Cuando se coloca verticalmente desde la llama, su flujo que se propaga forma un punto de calentamiento en la superficie del metal que es simétrico con respecto al centro. Cuando la llama está inclinada, el punto de calentamiento se extiende a lo largo del eje y se estrecha lateralmente. La intensidad del calentamiento delante del núcleo es mayor que detrás de él.

La entrada de calor al producto durante la soldadura con gas se produce en un área más grande del punto de calentamiento. La fuente de calor está menos concentrada que otros métodos de soldadura por fusión. Como resultado de la extensa área de calentamiento del metal base, la zona afectada por el calor (zona afectada por el calor) es grande, lo que conduce a la formación de mayores deformaciones (deformación).

Durante la soldadura con gas, el metal del baño de soldadura se ve afectado activamente por la fase gaseosa de toda la llama y especialmente de la zona de soldadura, que contiene principalmente CO + H 2 y parcialmente vapor de agua, así como CO 2, H 2, O 2 y N 2 y algo de carbono libre. La composición de la fase gaseosa está determinada por la proporción de oxígeno y gas combustible en la mezcla de gases, la temperatura de la llama y es diferente en sus distintas zonas. De ello dependen las interacciones metalúrgicas de la fase gaseosa con el metal del baño de soldadura. Las principales reacciones en la soldadura son la oxidación y la reducción. La dirección de la reacción depende de la concentración de oxígeno en la fase gaseosa (llama oxidante y carburante), la temperatura de reacción y las propiedades del óxido. Al soldar aceros, la interacción principal de la fase gaseosa se produce con el hierro, es decir. formación de sus óxidos o reducción. Los elementos que tienen mayor afinidad por el oxígeno que el hierro (Al, Si, Mn, Cr, etc.) pueden oxidarse intensamente cuando no se producen reacciones de oxidación del hierro. Se oxidan fácilmente no sólo en forma pura, sino también en forma de aditivos de aleación, y cuanto mayor es su contenido, más intensa es la oxidación. La oxidación de elementos como Al, Ti, Mg, Si y algunos otros no se puede eliminar por completo, y para reducir su desperdicio, además de regular la composición de la mezcla de gases, se deben utilizar fundentes.

Debido al efecto protector y reparador relativamente bajo de la llama, la desoxidación del metal en el baño de soldadura cuando se sueldan aceros se logra introduciendo manganeso, silicio y otros desoxidantes a través del alambre de relleno. Su acción se basa en la formación de escorias fluidas que favorecen la autofluxación del baño de soldadura. La escoria formada en la superficie del baño de soldadura protege el metal fundido del oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, el ambiente gaseoso de la llama y el aire aspirado. El hidrógeno contenido en la llama puede disolverse en el metal fundido del baño de soldadura. Cuando un metal cristaliza, parte del hidrógeno que aún no se ha desprendido puede formar poros. El nitrógeno que ingresa al metal fundido desde el aire forma nitruros. Las transformaciones estructurales en el metal de soldadura y la zona afectada por el calor durante la soldadura con gas son de la misma naturaleza que en otros métodos de soldadura por fusión. Sin embargo, debido al lento calentamiento y enfriamiento, el metal de soldadura tiene una estructura cristalina más gruesa con granos en equilibrio y de forma irregular. En él, al soldar aceros que contienen 0,15 ... 0,3 de carbono con enfriamiento rápido, se puede formar una estructura de Widmanstätten. Cuanto mayor sea la velocidad de enfriamiento del metal, más fino será el grano y mayor propiedades mecánicas costura metálica. Por lo tanto, la soldadura debe realizarse a la mayor velocidad posible.

La zona afectada por el calor consta de las mismas áreas características que en la soldadura por arco. Sin embargo, su ancho es mucho mayor (hasta 30 mm cuando se suelda acero grueso) y depende del modo de soldadura con gas.

Técnica de soldadura con gas.

Durante el proceso de soldadura, los metales base y de aportación se funden. La regulación del grado de fusión está determinada por la potencia del quemador, el espesor del metal y sus propiedades termofísicas. Se realiza soldadura con gas.

El metal de hasta 2 mm de espesor se une de extremo a extremo sin bordes cortantes y sin espacios o, mejor, con reborde de bordes sin metal de aportación. El metal con un espesor de 2 ... 5 mm con metal de aportación se suelda a tope sin cortar los bordes con un espacio entre los bordes. Cuando se suelda metal de más de 5 mm, se utiliza una preparación de bordes en forma de V o X.

Las juntas en T y las uniones solapadas sólo están permitidas para metales de hasta 3 mm de espesor. En caso de grandes espesores, un calentamiento desigual provoca deformaciones importantes, tensiones residuales y la posibilidad de grietas.

Los bordes a soldar se descontaminan 30 ... 50 mm mecánicamente o con llama de gas. Antes de soldar, las partes de la junta soldada se fijan en un dispositivo de montaje y soldadura o se ensamblan mediante costuras cortas de tachuelas.

Figura 4 - Métodos de soldadura con gas

La dirección del movimiento del soplete y su inclinación hacia la superficie del metal tiene una gran influencia en la eficiencia del calentamiento del metal, el rendimiento de la soldadura y la calidad de la soldadura. Hay dos métodos de soldadura: derecha e izquierda (Figura 4). Apariencia la costura queda mejor con el método de soldadura izquierda, ya que el soldador ve el proceso de formación de la costura. Con un espesor de metal de hasta 3 mm, el método de soldadura por la izquierda es más productivo debido al precalentamiento de los bordes. Sin embargo, con un gran espesor de metal durante la soldadura con preparación de bordes, el ángulo de bisel con el método de soldadura derecho es 10 ... 15 0 menor que con el izquierdo. El ángulo de inclinación de la boquilla también puede ser 10 ... 15 0 menor. El resultado es una mayor productividad de la soldadura. El efecto térmico de la llama sobre el metal depende del ángulo de inclinación del eje de la llama con respecto a la superficie del metal (Figura 5).

Figura 5: Ángulos de quemador aplicables según el espesor del metal

Durante el proceso de soldadura, el soplete se somete a movimientos oscilatorios y el extremo de la boquilla describe una trayectoria en zigzag. El soldador sostiene el soplete en su mano derecha. Cuando se utiliza metal de aporte, la varilla de aporte se sostiene con la mano izquierda. La varilla de relleno se encuentra en un ángulo de 45° con respecto a la superficie metálica. Al extremo fundido de la varilla de relleno se le imparten vibraciones en zigzag en la dirección opuesta al movimiento de la boquilla (Figura 6). Soldadura de gas Se puede realizar en las posiciones inferior, vertical y de techo. Al soldar costuras verticales "en ascenso", es más conveniente realizar el proceso de la manera izquierda, horizontal y del techo, de la manera correcta.

Figura 6 - Movimientos de la antorcha y del alambre

a) al soldar acero con un espesor superior a 3 mm en la posición inferior; b) al realizar soldaduras de cordón en ángulo;
1 - movimiento de cables; 2 - movimiento del quemador; 3 - lugares de retrasos en el tráfico

Si es necesario, se aplica en los bordes a soldar o se introduce en el baño de soldadura con el extremo derretido de la varilla de relleno (pegándose a ella al sumergirse en fundente). Los fundentes también se pueden utilizar en forma gaseosa cuando se suministran a la zona de soldadura con gas inflamable.

Soldadura de gas

Soldadura de gas

conectar piezas con calentamiento (fusión) de puntos de soldadura con una llama de gas obtenida al quemar diversas sustancias inflamables en oxígeno. Existen hidrógeno-oxígeno, gasolina-oxígeno, acetileno-oxígeno y otros tipos de soldadura. mejor Aplicación industrial recibió acetileno-oxígeno. A diferencia de un arco eléctrico u otras fuentes de energía, una llama de gas calienta el material de forma más lenta y suave. Esto determina la viabilidad de utilizar soldadura con gas para unir piezas de hierro fundido y aceros para herramientas, cuando se requiere calentamiento o enfriamiento lento durante el proceso de unión del metal. La soldadura con gas no requiere equipos complejos (se utilizan sopletes y gas de un cilindro), por lo que este método de soldadura se utiliza a menudo para trabajos de reparación. Un tipo de soldadura con gas es soldadura con prensa de gas, producido con recalcado (compresión) después de calentar las piezas que se van a conectar: ​​tuberías, rieles, etc.

Enciclopedia "Tecnología". - M.: Rosman. 2006 .


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    Ver Soldadura. Diccionario técnico ferroviario. M.: Editorial Estatal de Ferrocarriles de Transporte. N. N. Vasiliev, O. N. Isaakyan, N. O. Roginsky, Ya. B. Smolyansky, V. A. Sokovich, T. S. Khachaturov. 1941 ... Diccionario técnico ferroviario

    Gran diccionario enciclopédico

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Libros

  • Soldadura con gas y corte de metales, I. I. Sokolov. Reproducido con la ortografía del autor original de la edición de 1975 (editorial de Moscú). EN…

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