Plamenové technologie Svařování Řezání kyslíkem Drážkování kyslíkem Rovnání plamenem Ohřev
Plamenové technologie Výhody: malé investiční náklady jednoduchá obsluha univerzálnost Nevýhody: velký ohřev svařovaného materiálu-velká TOO velké pnutí Použití: opravárenství, řemesla( topenář, instalatér, klempíř..), řezání kyslíkem, navařování, ohřev
Plyny používané pro svařování Pro svařování plamenem Plyny oxidující Plyny hořlavé Plyny oxidující Kyslík : O 2 Čistota kyslíku pro průmyslové účely Čistota A (99,2%) Čistota B (98,5%) Čistota C (97,0%) Vzduch: směs kyslíku(21%), dusíku(78%)a argonu, oxidu uhličitého(1%)
Plyny používané pro svařování Výroba kyslíku Destilací z kapalného vzduch Lindeho metoda Claudeho metoda Heylandtova metoda Elektrolýzou vody: pro svařování se nepoužívá Kyslíkovými generátory: absorpční rozklad vzduchu
Plyny používané pro svařování Plyny hořlavé Hořlavé plyny a jejich vybrané vlastnosti Vlastnosti z hlediska svařování
Plyny používané pro svařování Acetylen a jeho výroba Výroba technického acetylenu se provádí rozkladem karbidu vápníku vodou v zařízeních nazývaných vyvíječe, v nichž probíhá reakce podle rovnice: Karbid vápníku + voda = hydroxid vápenatý + acetylen + teplo CaC 2 + H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 + Q
Plyny používané pro svařování Acetylen a jeho výroba Karbid vápníku: vyrábí se v elektrických pecích tavením páleného vápence s koksem nebo antracitem CaO + 3 C + teplo = CaC 2 + CO
Svařovací zařízení Tlakové lahve, baterie tlakových lahví Vyvíječe acetylenu Acetylenové bezpečnostní předlohy Lahvové ventily, redukční ventily Hadice Spořič plynů Pojistka proti zpětnému šlehnutí Svařovací hořáky
Tlakové lahve: Používají se pro dopravu, manipulaci, uskladnění plynu Jsou to ocelové lahve vyrobené z bezešvých ocelových trubek s t = 5-8 mm Pro kyslík z ocele 13 142 Pro acetylen z ocele 11 350 Staré značení Nové značení Staré značení Nové značení
Tlakové lahve: Acetylenová lahev Baterie tlakových lahví Pro acetylen 1 připojovací spirála 2 sběrné potrubí 3 vysokotlaký ventil 5 hlavní redukční ventil 1,2 skupiny lahví 3,4 sběrné potrubí 5,6,7,8 vysokotlaké ventily 9,10 vysokotlaké potrubí 12,11 hlavní redukční ventil 13,14 nízkotlaké ventily 15,16 dva rozvody kyslíku Pro kyslík
Vyvíječe acetylenu Vyvíječe jsou zařízení sloužící pro výrobu acetylenu. dělí podle tlaku: nízkotlaké(horní hranice tlaku 5kPa) středotlaké(horní hranice tlaku 35kPa) vysokotlaké(horní hranice tlaku 150kPa) dělí podle účelu: montážní(náplň karbidu do 2kg karbidu) dílenské(maximální náplň karbidu 2x2kg karbidu) stabilní(velikost náplně karbidu není omezena) dělí podle principu vyvíječe: násypné zásuvkové ponořovací výtlačné
Vyvíječe acetylenu a) b) c) d) a) násypný b) zásuvkový c) ponořovací d) výtlačný <= nízkotlaký zásuvkový vyvíječ acetylenu
Acetylenové bezpečnostní předlohy Slouží jako ochrana proti zpětnému šlehnutí plamene, umísťuje se mezi hořák a vyvíječ dělí podle tlaku: vodní (nízkotlaké, středotlaké, vysokotlaké) suché (kuličkové, membránové, automatické)
Bezpečnostní pojistka Zabraňují zpětnému šlehnutí plamene do redukčního ventilu nebo předlohy. Brání vniknutí kyslíku do hořlavého plynu a tím vytvoření výbušné směsi. Provedení: hadicové k redukčnímu ventilu pojistky s armaturou k připojení na centrální rozvod plynů AGA WITT SUPER 78: dvoustupňová bezpečnostní automatická pojistka
Hadicová bezpečnostní pojistka
Lahvové ventily Slouží k odběru plynu z lahví nebo k jejich plnění, je připojen k lahvi kuželovým závitem a jsou z oceli nebo z mosazi
Redukční ventily Připojují se k lahvovému ventilu a mají dvě funkce: snižují tlak v plynové tlakové lahvi na tlak potřebný pro svařování udržují automaticky stálý pracovní tlak bez ohledu na pokles tlaku nebo úbytek plynu v tlakové lahvi Pro kyslík Pro acetylen
Kyslíkový redukční ventil 1) Vstupní tlakoměr 2) Výstupní tlakoměr 3) Přítlačná pružina 4) Regulační šroub 5) Škrtící kuželka 6) Hadicová koncovka 7) Uzavírací ventil 8) Převlečná matice 9) Gumová membrána 10) Tlakový talíř 11) Hadicová přípojka 12) Regulační pružina 13) Kryt pružiny 14) Odtlačovací kolík
Hadice Hadice slouží pro vedení plynů ke svařovacímu hořáku nebo jinému místu odběru plynů. Pro tento účel se používají vysokotlaké pryžové hadice s textilní vložkou. Z hlediska citlivosti k poškození představují hadice velmi nebezpečný článek. Hadice pro rozvod kyslíku jsou označeny modrou barvou, hadice pro rozvod acetylenu a hořlavých plynu jsou označeny červeně. Světlost hadic pro rozvod kyslíku je 6 až 9mm, hadic pro rozvod acetylenu 9 až I4mm, tloušťka stěny se pohybuje od 4 do 8mm. Hadice se upevňují k nátrubkům pásovými spojkami. Pokud je třeba hadice prodloužit nebo nastavit používají se hadicové spojky
Spořič plynu Pro přestávku v svařování bez úplného zhasnutí plamene. Pokud je používán, tak se zapojuje mezi hořák a bezpečnostní pojistku
Svařovací hořáky Nástroj sloužící k vlastnímu svařování. Dochází v něm ke směšování hořlavého a oxidujícího plynu Musí splňovat tyto požadavky: stejnoměrné promísení kyslíku a paliva udržování nastaveného mísícího poměru zajištění stability plamene a bezpečnosti proti zpětnému šlehnutí odolnost proti přehřátí od sálavého tepla plamene a lázně vhodný tvar svařovacího kužele malá hmotnost snadná ovladatelnost konstrukce přizpůsobena snadným opravám a údržbě Rozdělení: nízkotlaké (injektorové) vysokotlaké speciální
Svařovací hořáky
Svařovací hořáky Nová špička Poškozená špička
Plamen Zdroj tepla: je plamen, který vzniká spalováním směsi hořlavého plynu a kyslíku
Kyslíko-acetylenový plamen Druhy plamenů Podle poměru kyslíku a acetylenu Neutrální plamen: poměr míšení plynů O 2 :C 2 H 2 1-1,2 :1 používá se pro běžné svařování. Jdou u tohoto plamene rozpoznat 3 světelné kužele: První kužel: jádro plamenu (vnitřní světelný kužel plamene) je oblast ostře ohraničená. Zde probíhá postupný ohřev do teploty zapálení plynné směsi proudící z hubice do hořáku. Druhý kužel: je oblast svařování, zde probíhá spalovací proces, který má dvě fáze. V první fázi probíhá nedokonalé spalování na povrchu světelného kužele acetylen se rozkládá na původní složky, uhlík se spaluje na oxid uhelnatý a vodík zůstává převážně volný.
Druhy plamenů Podle poměru kyslíku a acetylenu Teplo uvolněné v první fázi spalování označujeme jako výhřevnost acetylenu. Oblast vhodná ke svařování, kde je nejvyšší teplota(cca 3100 C), leží ve vzdálenosti cca 1 až 2 mm od vrcholu prvního světelného kužele. Tato oblast má dezoxidační (redukční) charakter a chrání roztavený kov před vnější atmosférou, je to oblast svařovací neboli pracovní. Třetí kužel: oblast vnější části plamene (žluté zabarvení), zde probíhá druhá fáze spalování C 2 H 2 atmosférickým O 2 : 1.fáze: C 2 H 2 + O 2 = 2CO + H 2 + teplo (uvolňuje se cca. 21 100 kj tepla na m 3 plynu) 2.fáze: 2CO + H 2 + 3/2 H 2 O = 2CO +H 2 O + teplo (uvolňuje se cca. 27 000 kj tepla na m 3 plynu) potřebný kyslík si plamen odebírá ze vzduchu a kužel vnějšího plamene má oxidační účinek.
Druhy plamenů Podle poměru kyslíku a acetylenu Redukční plamen(nauhličující): s přebytkem acetylénu, svařovací kužel je zakrytý bílým mlhavým závojem. plamen je čadivý a má silný dezoxidační účinek, obsahuje volné částice nespáleného uhlíku a způsobuje nauhličování nataveného kovu. Svar je křehký, tvrdý a pórovitý. Pro svařování kobaltových slitin, hořčík, litina, k cementování plamenem. Oxidační plamen: (s přebytkem kyslíku) má tendence propalovat svařovaný materiál. Svařovací kužel je kratší a modro-fialově zbarven. Kyslík z oblasti světelného kužele se lehce dostává do styku s roztaveným kovem a oxiduje ho. Většinou se tento plamen používá při svařování mosazi, bronzů.
Druhy plamenů Podle výstupní rychlosti Měkký: výstupní rychlost 70-100 m/s nestabilní,náchylný ke zpětnému šlehnutí Střední: výstupní rychlost 100-120 m/s stabilní,zaručuje dobrou jakost svaru Ostrý: výstupní rychlost větší než 120 m/s velký dynamický účinek na svarovou lázeň
Vlastní svařování Princip metody Zdrojem tepla při plamenovém svařování je kyslíko-acetylénový plamen. Spalováním acetylénu v kyslíku lze při nastavení neutrálního plamene dosáhnout teploty 3100 C. Získaná energie je využita pro natavení základního matriálu a popřípadě přídavného materiálu. Metodu lze využít pro svařování nelegovaných ocelí-plechů malých tloušťek (do 4mm), optimální je pro svařování a výrobu montážních svarů potrubí a opravách, dále pro svařování trubek, instalatérské a topenářské práce.
Příprava svarových ploch Lemový svar: používá se pro svařování plechů tloušťek od 0,5 do 2mm. Základní materiál by neměl být příliš pevný, aby se dal snadno tvářet. Tupý I svar: používá se pro svařování tloušťek 1 až 4mm. Pro požadované dokonalé svaření je vyžadováno podložení kořene svaru.
Příprava svarových ploch Tupý V svar: pro svařování plechů tloušťky větší než 4mm Tupý X svar: pro svařování plechů tloušťky větší než 12mm
Přídavný materiál Jako přídavný materiál se při svařování plamenem používá drát. Přídavný materiál výrazně ovlivňuje jakost svaru. Přídavný materiál (drát), se volí vždy podobného nebo stejného chemického složení jako má základní svařovaný materiál. Svařovací dráty se dodávají leskle tažené a tepelně nezpracované. Povrch drátů musí být bez vad, defektu, nečistot, mastnoty. V mnoha případech je povrch drátu slabě poměděn. Dráty pro svařování plamenem se dodávají v délce 1m a ve svazcích o 100 kusech. Výjimku tvoří tyčinky na svařování šedé litiny a lité tyčinky pro návary. Dráty jsou vyráběny v průměrech: 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0 mm
Postupy svařování Svařování vpřed: svařovací drát je veden před hořákem ve směru svařování (zprava doleva). Je méně náročný způsob než vzad. Hrozí zde nebezpečí nedokonalého provaření kořene svaru vlivem předbíhání svar.lázně, vhodný pro tenké plechy do 4mm. Je tu větší nebezpečí přehřátí materiálu, větší pnutí a deformace.
Postupy svařování Svařování vzad: svařovací drát postupuje za hořákem (zleva doprava), plamen je směrován na tavnou lázeň i na chladnoucí svar. Dochází tím k ochraně tavné lázně i tuhnoucího svaru před nepříznivými účinky okolní atmosféry. Hořák je veden přímočaře a drátem se dělají kývavé pohyby. Svařováním vzad dosáhneme kvalitnější svary, zaručené provaření kořene, menší pnutí a deformace. Tento způsob je předepsaný pro namáhané svary, nejrůznějších konstrukcí.
Vady svarů Převážně jim dochází špatnou volbou technologického postupu a zručností svářeče Vliv svářeče: volba správné velikosti hořáku správně nastavený plamen správná volba vzdálenosti plamene od svařovaného předmětu správná rychlost svařování Nejčastější vady jsou: bubliny a póry, studený spoj, neprovařený kořen, trhliny, krápníky, vruby, hubený nebo vysoký svar, nauhličený svarový kov, spálený svarový kov Způsoby zjišťování vad: prozařování ultrazvukové zkoušky magnetické metody kapilární zkoušky
Vady svarů bubliny a póry studený spoj trhliny neprovařený kořen krápníky hubený svar vruby vysoký svar
Drážkování Tato metoda se používá pro vytváření drážek v materiálu a také pro odstraňování vad materiálu a vad ve svarových spojích.
Rovnání plamenem Složí k obnově tvarů, k odstranění deformací vzniklých nerovnoměrným ohřevem. Provádí se jako mezioperační nebo po svařování. Provádí se ohřev na opačné straně deformace. U materiálů, které nemají sklon k stárnutí a jsou pružné. Způsoby ohřevu : bodový ohřev prstencový ohřev pásový ohřev klínový ohřev kombinace klínového a pásového
Řezání kyslíkem Tato metoda tepelného dělení materiálu je založena na spalování kovů v kyslíku. Řezaný materiál je nahřívacím plamenem (kyslík-hořlavý plyn) předehřán na zápalnou teplotu a následně pod tlakem přivedený kyslík zajistí spalování kovu a vytvoření řezné spáry. Vzniklé oxidy jsou tlakem kyslíku vyfukovány z místa řezu.
Řezání kyslíkem Podmínky řezatelnosti materiálu zápalná teplota řezaného materiálu musí být nižší než jeho teplota tavení teplota tavení vzniklých oxidů musí být nižší než teplota tavení řezaného materiálu reakce řezaného materiálu s kyslíkem musí být exotermická (musí produkovat teplo) množství tepla uvolněného oxidickou reakcí musí postačovat na předehřátí materiálu na zápalnou teplotu. oxidy musí být natolik tekuté,aby je proud kyslíku vypudil z řezné spáry Průběh teploty tavení a spalování železa =>
Řezání kyslíkem Řezací hořák 1. Ochranný kroužek 2. Proud řezacího kyslíku 3. Vzduch 4. Směs kyslíku a vodíku 5. Kyslík 6. vodík Hořák Trysky 4 otvory 6 otvory 8 otvory
Řezání kyslíkem Pomůcky pro ruční řezání
Řezání kyslíkem Automatické řízení
Nejčastější chyby při řezání Chyba Hladká řezná plocha Přichycené oxidy na spodní hraně Velké zbrždění s nedořezáním Vytrhaný materiál Příčina vzniku Správné parametry řezání Velký nahřívací plamen, nedostatečná rychlost řezání Velká rychlost řezání,malý průtok kyslíku Malá řezací rychlost Vytržení v horní části řezné plochy Vysoký tlak kyslíku Místní nepravidelnosti Chyby v základním materiálu
Děkuji za pozornost.