Применение ацетилена в резке и сварке металлов: преимущества и тонкости

Ацетилен (C₂H₂) занимает особое место среди газов, которые используются в металлообработке. Уникальные свойства делают его незаменимым при выполнении сварочных работ и резки металлов. Поэтому продажи ацетилена продолжают расти, несмотря на появление множества альтернатив этому газу.

Химические и физические свойства ацетилена

Ацетилен – это бесцветный газ с характерным запахом, напоминающим чеснок. Его химическая формула C₂H₂ указывает на тройную связь между атомами углерода. Температура его пламени при сгорании в кислороде достигает 3100–3200°C, что делает его идеальным для резки и сварки металлов. Эта температура значительно выше, чем у большинства других горючих газов.

Важная особенность ацетилена – его первичное пламя отличается высокой концентрацией тепла, что обеспечивает эффективную локализацию нагрева в зоне обработки. Его использование дает следующие преимущества:

• высокая температура пламени позволяет обрабатывать тугоплавкие металлы и сплавы;

• подходит для резки, сварки, пайки, наплавки и термической обработки различных металлов;

• ацетиленовые комплекты могут использоваться в полевых условиях, где нет доступа к электроэнергии;

• широкая зона нагрева, что важно для некоторых технологических операций.

При правильной настройке оборудования газ расходуется экономно. Это снижает затраты на проведение работ.

Ацетиленовая сварка

В основе ацетилено-кислородной сварки лежит сгорание смеси ацетилена и кислорода. При этом формируется пламя, которое состоит из трех зон:

1. Ядро пламени (светящийся конус) – зона частичного сгорания ацетилена.

2. Восстановительная зона – в ней происходит основное выделение тепла.

3. Факел – внешняя часть пламени, где происходит догорание в атмосферном воздухе.

В зависимости от соотношения ацетилена и кислорода различают:

1. Нормальное пламя (соотношение 1:1 – 1:1,3) – подходит для обработки большинства сталей.

2. Науглероживающее пламя (избыток ацетилена) – подходит для работы с твердыми сплавами, наплавки металла.

3. Окислительное пламя (избыток кислорода) – подходит для работы с некоторыми цветными металлами.

Сварочная ванна защищается от окисления самим пламенем. Это упрощает работу с металлами.

Газовая резка с использованием ацетилена

Суть газовой резки заключается в нагреве металла до температуры воспламенения с последующим сжиганием его в струе кислорода. Ацетилен здесь служит для предварительного нагрева, после чего подается режущий кислород.

У резки металлов с использованием ацетилена следующие преимущества:

• позволяет резать металл большой толщины (до 300 мм);

• доступная стоимость оборудования;

• позволяет выполнять фигурные резы;

• позволяет работать в любом пространственном положении.

Перечисленные преимущества делает использование ацетилена для резки металлов удобным и выгодным.

Тонкости работы с ацетиленом

Газ в чистом виде легко взрывается. Поэтому он хранится в баллонах, заполненных пористой массой, в растворенном состоянии (в ацетоне). Для качества сварного шва или реза критически важна правильная настройка пламени.

Сопла горелки подбираются в зависимости от толщины обрабатываемого металла и вида работ. Для обеспечения безопасности рабочее давление ацетилена не должно превышать 1,5 атм. Перед резкой или сваркой нужно подготовить поверхность, очистить ее от окалины, масел и других загрязнений. Также важно учитывать теплопроводность материала, так как для разных металлов требуются разные режимы нагрева.

Сравнение с другими методами сварки

По сравнению с электродуговой сваркой ацетиленовая создаёт меньшие внутренние напряжения в металле. Но выполнение работ занимает больше времени. По сравнению с плазменной резкой ацетиленовая отличается экономичностью при большой толщине металла. Но она менее точная. По сравнению с лазерной обработкой, ацетиленовая сварка и резка стоит значительно дешевле, но уступает в точности и скорости.