SPAWANIE GAZOWE I CIĘCIE TLENEM
Spawanie gazowe, obecnie rzadziej stosowane niż spawanie elektryczne, stosowane jest do spawania cienkich elementów stalowych o grubości od 1 do 5 mm. Przykładem ich są rurociągi, różnego rodzaju zbiorniki, blachy cienkie oraz elementy centralnego ogrzewania. Spawanie odbywa się przy użyciu palnika acetylenowo-tlenowego, który ma trojakie zastosowanie. Pierwszym z nich jest cięcie blach o niewielkiej grubości, drugie- podgrzewanie elementów, o ile potrzebne jest ich ogrzanie oraz trzecim zastosowaniem jest stosowanie palnika do prostowania elementów.
Palnik jest urządzeniem, do którego podłączone są dwa gumowe przewody. Jeden z nich doprowadza gaz palny jakim jest acetylen, drugim zaś jest gaz podtrzymujący spalanie czyli tlen. Źródłem ciepła w spawaniu gazowym jest płomień , który podczas spalania się gazu palnego z czystym tlenem w palniku. Jako gaz palny można stosować acetylen, wodór, butan i propan, jednak najczęściej stosuje się acetylen. Z racji tego, iż acetylen w stanie gazowym można sprężyć jedynie do 0,15 Mpa, zazwyczaj rozpuszcza się go w acetonie, którego jeden litr rozpuszcza aż 24 litry acetylenu. Przystępując do spawania należy, po wcześniejszym zapoznaniem się ze stanowiskiem spawalniczym, ustawić ciśnienie robocze na 0,15 MPa na butli z acetylenem ( na ćwiczeniach laboratoryjnych ustawiono na wartości 0,05-0,08 Mpa) oraz na wartości 0,2 Mpa na butli z tlenem. W butli stalowej o pojemności wodnej 40 litrów mieści się 5400 litrów rozpuszczonego acetylenu oraz 6000 litrów tlenu w postaci sprężonej. Równomierny pobór gazu z butli zapewniają reduktory, które obniżają ciśnienie gazu do ciśnienia roboczego oraz utrzymują to ciśnienie na stałym poziomie pomimo spadku ciśnienia w butli. Ponadto przy butli acetylenowej powinien być zamontowany bezpiecznik acetylenowy, który stwarza przegrodę pomiędzy otwartym płomieniem a zbiornikiem gazu. W komorze palnika następuje mieszanie obu gazów, natomiast przy wylocie ich spalanie. Wydobywającą się mieszankę acetylenowo-tlenową podpala się zapalniczka w celu uzyskania płomienia. Zwiększenie jego siły rozpoczyna się od zwiększenia dopływu acetylenu, a dopiero potem tlenu. Przy redukcji zaś płomienia postępuje się odwrotnie- zmniejsza się dopływ tlenu, a następnie acetylenu. Regulowanie płomienia powinno być wykonywane płynnie i powoli, gdyż w przeciwnym razie może nastąpić oderwanie się płomienia od palnika. Temperatura takiego płomienia wynosi w granicach 3100-3200˚C.
W zależności od składu mieszanki gazowej, można wyróżnić trzy rodzaje płomienia: normalny, nawęglający i utleniający, z których najbardziej pożądany i zastosowany do przeprowadzonego ćwiczenia w laboratorium, jest płomień normalny. Stosunek tlenu do acetylenu w nim wynosi 1:1 lub 1:1,1. Jest to płomień służący do spawania stali węglowych. W płomieniu wyróżnia się trzy strefy:
jasno świecące jądro,
strefę redukcyjna, która jest niewidoczna, znajduje się około 3-4 mm od jądra i posiada największą temperaturę w całym płomieniu, sięgającą 1200-3000°C,
kitę płomienia
Po ustawieniu płomienia normalnego kolejnym etapem ćwiczenia było prowadzenie płynnego jeziorka wzdłuż osi blaszki, o grubości 1,5 mm. Polegało to na zbliżeniu do elementu palnika na odległość 2-4 mm licząc od końca jądra płomienia, pod kątem 45° tak, by płomień znajdował się w płaszczyźnie prostopadłej do spawanej blaszki. Płynne jeziorko jest to doprowadzenie metalu spawanego do ciekłego stanu. Jeziorko to prowadzi się wzdłuż linii prostej w sposób ciągły, tak by płynne jeziorko nie zanikało.
Po opanowaniu prowadzenia ciekłego jeziorka, kolejnym etapem ćwiczenia było napawanie. Napawanie jest to układanie spoiny na powierzchni blachy, polegające na uzupełnianiu materiału przyszłej spoiny poprzez dodanie spoiwa. Jest nim drut spawalniczy o średnicy 1,6 mm, który zamacza się w płynnym jeziorku. Palnik trzymany w prawej ręce pochylony jest w kierunku powstającej spoiny, a drut trzymany w lewej ręce posuwany jest za palnikiem. Powstający w ten sposób nadmiar materiału tworzy spoinę.
Kolejnym etapem ćwiczenia było łączenie doczołowe dwóch blaszek. Przygotowane do zespawania blaszki ułożono przy sobie, z zachowaniem szczeliny między stykającymi się ze sobą bokami około 1,5-2,0 mm. Następnie wykonano na końcach blaszek spoiny sczepne. Były one potrzebne w celu, by blaszki podczas spawania nie rozchodziły się. Potem nadtapiając oba brzegi łączonych elementów i jednocześnie dodając drutu w strefę jeziorka ciekłego metalu wykonano spoinę. W celu uzyskania dobrego przetopu i ładnego wyglądu zewnętrznego spoiny, drut spawalniczy dodaje się ruchami rytmicznymi oraz kontroluje się brakujące ilości metalu w spoinie. W razie potrzeby uzupełnia się te braki ponownie zamaczając drut w jeziorku.
Cięcie tlenem:
Cięcie tlenem jest to cięcie metalu poprzez jego miejscowe spalanie w strumieniu czystego tlenu. Aby mogło się to odbyć, musza być spełnione warunki:
-strumień tlenu powinien być podgrzany do tzw. temperatury zapłonu, wynoszącej 1300-1350 ˚C
-reakcja chemiczna łączenia się metalu z tlenem musi wytwarzać taką ilość ciepła, aby wyrównać straty
-temperatura zapłonu powinna być wyższa od temperatury topnienia metalu
-powstające tlenki powinny być ciekłe w temp. topnienia metalu
Palnik do cięcia tlenem jest taki sam jak do spawanie, poza różnicą, iż ma jeszcze dodatkowy przewód tlenu zaopatrzony w zawór. W głowicy palnika mocuje się dyszę płomieniową tzw. łuskę oraz dyszę do cięcia tzw. tlenowa , które wykonane są z miedzi lub miedzi z dodatkiem chromu. Jeżeli oba strumienie są ustawione osiowo w palniku, dzięki czemu zarówno gaz i tlen mieszają się w samej głowicy, wówczas zabezpiecza to cofanie się płomienia. Najbardziej rozpowszechnione są palniki uniwersalne, służące do spawania i cięcia przy użyciu tej samej rekojeści , do której przykręca się nasadkę do spawania lub cięcia w zależności od naszej potrzeby. Palniki ręczne dwuprzewodowe pozwalają na ciecie blach do grubości 200 mm, w przypadku zaś cięcia blach o grubości do 500 mm stosuje się palniki ciężkie trójprzewodowe.