TECHNOLOGIE ŁĄCZENIA MATERIAŁÓW
Weronika Jabczyńska
WBMiZ
IM
Grupa B

SPAWANIE GAZOWE, ACETYLENOWO TLENOWE

Spawaniem gazowym nazywamy proces łączenia metali za pomocą źródła ciepła w postaci płomienia gazowego (najczęściej jest to gaz acetylenowo-tlenowy) polegającym na stopieniu brzegów łączonych metali.

Przebieg ćwiczenia:

Na zajęciach przeprowadziliśmy proces spawania gazowego, którego źródłem ciepła był płomień powstały wskutek spalania mieszanki acetylenu z tlenem. Aby otrzymać odpowiedni płomień należało odkręcić zawór z dopływem tlenu a następnie acetylen. Uzyskanie odpowiednio jarzącego się płomienia opierało się na wyregulowaniu w pierwszej kolejności natężenia przepływającego acetylenu. Przyljego nadmiarze mogliśmylzaobserwować powstawanie wydłużonego i lekko zamazane-go jądra, które podczas zmniejszania dopływu acetylenu staje się coraz wyraźniejsze i ostro zarysowane.

Podczas zajęć łączyliśmy z sobą blaszki a do roli spoiwa (materiału dodatkowego) użyliśmy metalowego pręta. Po zakończeniu spawania zakręcamy jako pierwszy dopływ acetylenu, studzimy dyszę palnika w wodzie i dopiero chwilę po wyjęciu zakręcamy dopływ tlenu. W pobliżu stanowiska roboczego znajdowało się napełnione wodą naczynie służące do ochładzania palnika.

Charakter płomienia acetylenowo-tlenowego:

Istotna kwestią decydującą w znacznym stopniu o jakości łącza spawanego jest odpowiednie wyregulowanie płomienia palnika. Ze względu na właściwości płomienia możemy go podzielić na trzy kategorie: nawęglający (charakteryzuje się nadmiarem acetylenu), utleniający (niedomiar acetylenu) oraz neutralny (kiedy tlen i acetylen są z sobą w równowadze), składniki gazowe płomienia mogą działać natomiast redukująco- wodór, utleniająco-tlen lub nawęglająco- węglowodór.

Sam płomień składa się z trzech stref:

- jądra (1.)- następuje w niej rozpad acetylenu na wodór i węgiel, którego rozżarzone cząstki świecą jaskrawym blaskiem

- strefy odtleniającej(2.)- spalania się w niej wodoru na parę wodną oraz węgiel na tlenek węgla, posiada najwyższą temperaturę

- kity płomienia(3.)- posiada niebieskie zabarwienie, które jest wynikiem zamiany tlenku węgla na dwutlenek przy częściowym udziale tlenu pobieranego z powietrza

Najwyższa temperatura podczas spawania jest w odległości 2-5mm od jądra płomienia, i w tym miejscu powinien znajdować się spawany element

Spawanie powinno się odbywać płomieniem redukującym.

I etap

C₂H₂+O₂ -> 2CO+H₂+ E,

H₂ -> 2H- E

II etap

2 CO+O₂ ->CO₂+ E,

2H₂+ O₂-> 2 H₂O+ E

dobrze wyregulowany płomień powinien się składać z wyraźnego krótkiego jądra oraz ze słabo świecącej kity,

Produkty występujące w poszczególnych strefach:

Jądro – 2C , H₂ + O₂ (częściowy rozpad acetylenu na węgiel i wodór)

Strefa odtleniania – 2CO + H₂ + Q (spalanie wodoru na parę wodną i węgla na tlenek węgla)

Kita – CO₂ + H₂O (spalanie tlenku węgla powstałego w środkowej części płomienia na dwutlenek węgla)

Materiały stosowane w metodzie spawania gazowego:

Spawanie gazowe może być zastosowane do łączenia wielu materiałów, takich jak:
- stale niestopowe (C<0,2% - stale spawalne; 0,2< C <0,4% - trudno spawalne, C>0,4% - stale niespawalne) np. konstrukcyjne

- stale niskostopowe spawalne o podwyższonej wytrzymałości

- żeliwa
- mosiądz

- aluminium

- stale wysokostopowe nierdzewnych oraz kwaso- i żaroodporne

Spawalność stali stopowych charakteryzuje równoważnik węgla CE- odzwierciedla w postaci liczby wpływ

węgla i innych pierwiastków na hartowność stali. 

gdzie: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu - zawartość składników stopowych w stali wyrażonych w procentach %

Jeżeli CE<0,4%, stal jest dobrze spawalna w warunkach ogólnie stosowanej technologii spawania. Przy wyższych wartościach CE, powinny być stosowane specjalne technologie spawania (podgrzewanie przed spawaniem, regulowane chłodzenie, wyżarzanie po spawaniu), lub stale te uznaje się za niespawalne.

Gazy stosowane w tej metodzie:

Do spawania gazowego stosuje się m.in.: tlen, acetylen, wodór, gaz koksowniczy, gaz

świetlny, gaz ziemny, propan, butan, propylen, propadien metylo-acetylenu.

Przy spalaniu większości mieszanin gazowych płomień ma zbyt niskie temperatury niewystarczające do spawania wielu metali (oprócz tych posiadających niską temperaturę topnienia). Jedynym wyjątkiem jest acetylen. Zmieszany z tlenem we właściwym stosunku tworzy płomień o temperaturze ok. 3100°C co jest wystarczające do zastosowania go w procesie spawania.

Wnioski i obserwacje:

Źródłem ciepła do przetopienia elementów w metodzie spalania gazowego za pomocą acetylenu i tlenu jest płomień spalania acetylenu (temperatura do 3200°C). Aby chronić sieć i całą instalację gazową przed powrotem płomienia (co jest jednoznaczne z zapaleniem i wybuchem instalacji) stosuje się bezpieczniki suche oraz mokre.

Używane gazy przechowywane są w specjalnych butlach (żółtej- acetylen, niebieskiej-tlen). Butla z acetylenem wypełniona jest masą porowatą nasączoną acetonem.

Jakość łącza spawanego uzależniona jest przede wszystkim od rodzaju i grubości materiału rodzimego (koniecznym jest dostarczanie dodatkowego spoiwa), rodzaju i natężenia wypływu gazu paliwowego, natężenia wypływu tlenu, średnicy dyszy palnika, prędkości oraz techniki spawania.