Gasschweißen: Vorteile und Anwendungen
Nach dem Lesen dieses Artikels erfahren Sie mehr über: 1. Bedeutung des Gasschweißens 2. Füllstäbe beim Gasschweißen 3. Flussmittel 4. Anwendungen 5. Vorteile 6. Nachteile.
Bedeutung des Gasschweißens:
Das Gasschweißen ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem die Wärme zum Schweißen durch die Verbrennung von Sauerstoff und Brenngas gewonnen wird. Das Brenngas kann Acetylen, Wasserstoff, Propan oder Butan sein.
Dadurch entsteht eine intensive Gasflamme, die die Kanten der zu verschweißenden Teile schmilzt. Man lässt das geschmolzene Metall fließen, um sich zusammen zu verfestigen, und es wird eine durchgehende Verbindung erhalten.
Das Gasschweißen eignet sich besonders zum Verbinden von Blechen und Platten mit einer Dicke von 2 bis 50 mm. Bei einer Dicke von mehr als 15 mm wird ein zusätzliches Metall namens Füllmaterial verwendet. Dieses Füllmetall wird in Form von Schweißdraht verwendet.
Die Zusammensetzung des Füllstabs ist normalerweise dieselbe wie die des Grundmetalls. Das Füllmetall wird verwendet, um den bei der Kantenvorbereitung gebildeten Hohlraum aufzufüllen. Während des Schweißens wird auch ein Flussmittel verwendet, um auf den zu verbindenden Metalloberflächen vorhandene Verunreinigungen und Oxide zu entfernen.
Zur Erzeugung einer heißen Gasflamme werden verschiedene Gaskombinationen verwendet, z. B. Sauerstoff und Acetylen, Sauerstoff und Wasserstoff, Sauerstoff und Propan, Luft und Acetylen usw.
Die Kombination von Sauerstoff und Acetylen wird am häufigsten verwendet. Diese Kombination brennt, um eine höchste Flammentemperatur von etwa 3200 ° C zu erzeugen. Eine solche erzeugte Flamme ist als Oxy-Acetylen-Flamme bekannt.
Die ungefähre Temperatur, die durch verschiedene Kombinationen erzeugt wird, ist unten aufgeführt:
(i) Oxyacetylen, 3200 ° C
(ii) Sauerstoffwasserstoff, 2800 ° C
(iii) Oxybutan, 2700 ° C
(iv) Oxypropan, 2200 ° C
(v) Sauerstoffkohlegas, 2100 ° C
(vi) Luft-Acetylen, 2000 ° C
(vii) Luft-Wasserstoff, 1800 ° C
(viii) Luft-Propan, 1750 ° C
Die Oxy-Acetylen-Flamme wird zum Schweißen von Metallen mit hoher Schmelztemperatur wie Weichstahl, Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt usw. verwendet. Andererseits wird die Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme zum Schweißen von Metallen mit niedriger Schmelztemperatur verwendet, wie Aluminium, Blei, Magnesium, usw.
Sauerstoff-Acetylen-Schweißen:
Wenn eine Kombination aus Sauerstoff und Acetylen in richtigen Anteilen verwendet wird, um eine intensive Gasflamme zu erzeugen, wird das Verfahren als Oxy-Acetylen-Schweißen bezeichnet.
Eine Oxy-Acetylen-Gasflamme hat eine Temperatur von etwa 3200 ° C und kann somit alle im Handel erhältlichen Metalle schmelzen. Ein Füllstab aus demselben Material wird verwendet, um den bei der Kantenvorbereitung gebildeten Hohlraum zu füllen, wenn die Metalldicke mehr als 15 mm beträgt. Ein Flussmittel wird verwendet, um Verunreinigungen und Oxide auf der Metalloberfläche zu entfernen.
Um die Flamme zu zünden, öffnen Sie das Acetylen-Steuerventil des Schweißbrenners. Der notwendige Sauerstoff wird der Atmosphäre entzogen, um das Acetylen teilweise zu verbrennen.
Das Sauerstoffsteuerventil ist dann geöffnet, um das erforderliche Volumen an Acetylen und Sauerstoff einzustellen und zu verbrennen. Die drei verschiedenen Arten von Gasflammen entstehen durch Änderung der Mischungsvolumina.
Es gibt zwei Systeme für das Schweißen mit Sauerstoffacetylen:
(a) Niederdruck-Sauerstoff-Acetylen-Schweißen
(b) Hochdruck-Oxy-Acetylen-Schweißen.
Diese werden in den folgenden Artikeln kurz besprochen:
(a) Niederdruckgasschweißen:
Beim Niederdruckgasschweißen wird Niederdruckacetylen verwendet, das in einem Generator (Niederdruckzylinder) durch eine kontrollierte Reaktion von Calciumcarbid und Wasser erzeugt wird, wie in der nachstehenden Gleichung dargestellt:
Das durch dieses Verfahren erzeugte Acetylen befindet sich auf einem niedrigen Druck, etwas oberhalb des Atmosphärendrucks. Das Gas wird in Rohrleitungen zum Einsatzort befördert. Es wird ein Blasrohr vom Injektortyp verwendet, das durch den Injektionseffekt eines Sauerstoffstrahls Acetylengas aus dem Generator zieht.
Ein hydraulischer Gegendruckwert wird auch für Blasrohr oder Brenner verwendet, um den Rückfluss von Acetylen in den Generator zu verhindern.
Das erzeugte Acetylen ist nicht rein und wird daher durch ein Reinigungsgerät geleitet, um Kalkstaub, Ammoniak usw. zu entfernen. Der Acetylengenerator befindet sich außerhalb des Gebäudes, um Gefährdungen zu vermeiden, die ihn vor Hitze und Sonnenlicht schützen.
Das Niederdruckgasschweißen wird in Produktionsanlagen eingesetzt, in denen der Bedarf an Acetylen groß ist.
(b) Hochdruckgasschweißen:
Das Hochdruckgasschweißen verwendet Hochdrucksauerstoff und Hochdruckacetylen. Beide Hochdruckgase sind in komprimierter Form in Flaschen erhältlich.
Die Hochdruckgase werden dem Hochdruckblasrohr zugeführt. Das Blasrohr hat ein Sauerstoffregelventil, ein Acetylenregelventil und eine Mischkammer.
Die Funktion des Reglers besteht darin, den Druck von zwei Gasen entsprechend der Arbeitsanforderung zu regeln. Die beiden Gase werden in der Mischkammer gemischt und durchlaufen die Brennerdüse.
Das Hochdruckgasschweißen wird am häufigsten verwendet, da beide Hochdruckgase in den Zylindern im Handel erhältlich sind. Es wird in allgemeinen Engineering- und Wartungsarbeiten eingesetzt.
Füllstäbe beim Gasschweißen:
Die Funktion des Füllstabs (auch Schweißstab genannt) besteht darin, das zusätzliche Metall bereitzustellen, das zum Schweißen erforderlich ist. Es besteht im Allgemeinen aus der gleichen Zusammensetzung und den gleichen Eigenschaften wie das Basismetall. Es sollte frei von Staub, Fett, Rost, nichtmetallischen Partikeln und anderen Verunreinigungen sein.
Einige Füllstoffe und ihre Verwendung sind in Tabelle 7.7 aufgeführt:
Flussmittel beim Gasschweißen:
Während des Schweißvorgangs ist die Temperatur der Metallschmelze hoch genug. Das so heiße Metall neigt dazu, mit Sauerstoff und Stickstoff in der Luft zu reagieren und Oxide und Nitride zu bilden.
Die Oxide führen zu schlechter Qualität und zu geringer Festigkeit der Schweißnähte oder machen das Schweißen in manchen Fällen sogar unmöglich. Die gebildeten Oxide haben eine höhere Schmelztemperatur als die des unedlen Metalls. Sie stören auch die Bewegung des Schweißstabs.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird beim Schweißen ein Flussmittel verwendet. Ein Flussmittel ist eine chemische Substanz, die verwendet wird, um die beim Schweißen gebildeten Oxide zu verhindern, aufzulösen oder zu entfernen. Es ist eine schmelzbare und nichtmetallische chemische Verbindung.
Flussmittel sind in verschiedenen Formen erhältlich, z. B. als Trockenpulver, Paste, Flüssigkeiten oder Beschichtungen auf dem Schweißdraht. Beim Gasschweißen werden üblicherweise Borax und Natriumchlorid als Flussmittel verwendet. Das trockene Flussmittel wird aufgebracht, indem das Ende des Schweißstabs erhitzt und in das pulverförmige Material eingetaucht wird.
Ein einzelnes Flussmittel ist nicht zum Schweißen aller Metalle geeignet. Die Art des Flussmittels hängt vom Betrieb und vom zu schweißenden Grundmetall ab.
Die üblicherweise verwendeten Flussmittel zum Schweißen verschiedener Metalle sind in Tabelle 7.8 aufgeführt:
Funktionen des Flusses:
1. Das Flussmittel verhindert die Bildung von Oxiden, Nitriden und anderen unerwünschten Materialien im Schweißbad.
2. Das Flussmittel schützt das geschmolzene Metall vor Luftsauerstoff, um in das Innere zu gelangen.
3. Das Flussmittel reagiert chemisch mit den vorhandenen Oxiden und bildet eine schmelzbare Schlacke mit niedriger Schmelztemperatur. Die Schlacke schwimmt während des Schweißens und lagert sich nach dem Erstarren des Metalls auf der oberen Oberfläche der Verbindung ab. Es kann leicht mit Bürste und Schlaghammer abgebürstet werden.
4. Das Flussmittel wirkt als besseres Reinigungsmittel. Es hilft, die Oberfläche des Grundmetalls zu reinigen und zu schützen.
Eigenschaften des guten Flusses:
Ein gutes Flussmittel sollte die folgenden wünschenswerten Eigenschaften haben:
1. Es sollte eine niedrigere Schmelztemperatur als das unedle Metall haben.
2. Es sollte leicht und leicht mit Metalloxiden reagieren und eine schmelzbare Schlacke mit niedriger Schmelztemperatur bilden, die auf der Schweißnaht schwimmt.
3. Es sollte nach der Verfestigung leicht abplatzen.
4. Es sollte auch als besseres Reinigungsmittel wirken.
5. Es sollte das Basismetall nicht beeinträchtigen.
6. Es sollte nicht chemisch mit dem unedlen Metall reagieren.
7. Es darf keine Korrosion an der fertigen Schweißnaht verursachen.
Anwendungen des Gasschweißens:
Das Schweißen mit Sauerstoff-Acetylen-Gas ist in der Praxis weit verbreitet.
Einige wichtige Anwendungen sind:
1. Zum Verbinden der meisten Eisen- und Nichteisenmetalle, Kohlenstoffstähle, Legierungsstähle, Gusseisen, Aluminium und seiner Legierungen, Nickel, Magnesium, Kupfer und seiner Legierungen usw.
2. Zum Fügen von dünnen Metallen.
3. Zum Fügen von Metallen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
4. Zum Fügen von Metallen in Blechfabriken.
5. Für das Verbinden von Materialien erfordert dies eine relativ langsame Erwärmung und Kühlung usw.
Vorteile des Gasschweißens:
Das Folgende sind die Vorteile des Gasschweißens:
1. Tragbarer und vielseitigster Prozess:
Das Gasschweißen ist wahrscheinlich tragbar und vielseitig einsetzbar. Das Angebot an Gasschweißprodukten ist sehr breit. Es kann für verschiedene Herstellungs-, Wartungs- und Reparaturarbeiten verwendet werden.
2. Bessere Temperaturkontrolle:
Das Gasschweißen ermöglicht eine bessere Kontrolle der Temperatur des Metalls in der Schweißzone durch Steuern der Gasflamme.
3. Bessere Kontrolle der Füllmetallabscheidungsrate:
Beim Gasschweißen sind Wärmequelle und Schweißmetall im Gegensatz zum Lichtbogenschweißen getrennt. Dies ermöglicht eine bessere Steuerung der Abscheidungsrate von Füllmetall.
4. Geeignet zum Schweißen von unähnlichen Metallen:
Das Gasschweißen kann geeignet sein, die unterschiedlichen Metalle mit einem geeigneten Füllstoff und Flussmittel zu schweißen.
5. Niedrige Kosten und Wartung:
Die Kosten und der Wartungsaufwand der Gasschweißgeräte sind im Vergleich zu anderen Schweißverfahren gering. Das Gerät ist vielseitig, autark und tragbar.
Nachteile des Gasschweißens:
1. Nicht für schwere Abschnitte geeignet:
Da die erzeugte Wärme nicht ausreicht, können schwere Abschnitte nicht wirtschaftlich verbunden werden.
2. Weniger Arbeitstemperatur der Gasflamme:
Die Flammentemperatur ist niedriger als die Temperatur des Lichtbogens.
3. Langsame Heizrate:
Die Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit ist relativ gering. In manchen Fällen ist dies vorteilhaft.
4. Nicht geeignet für feuerfeste und reaktive Metalle:
Feuerfeste Metalle wie Wolfram, Molybdän und reaktive Metalle wie Titan und Zirkonium können nicht im Gasschweißverfahren geschweißt werden.
5. Größere von Wärme betroffene Fläche:
Das Gasschweißen führt aufgrund einer längeren Erwärmung der Verbindung zu einem größeren Wärmeeinflussbereich.
6. Flux Shielding ist nicht so effektiv:
Die Flussmittelabschirmung beim Gasschweißen ist nicht so effektiv wie beim WIG- oder MIG-Schweißen. Die Oxidation kann nicht vollständig vermieden werden.
7. Problem bei der Lagerung und Handhabung von Gasen:
Weitere Sicherheitsprobleme sind mit der Lagerung und dem Umgang mit explosiven Gasen, z. B. Acetylen und Sauerstoff, verbunden.
