Svařování plamenem
Anotace oblasti
Podstata svařování plamenem
Svařování plamenem (tzv. “autogenní svařování“) spočívá ve vytvoření pevného spoje natavením svarových ploch základního materiálu a roztavením přídavného materiálu, jejich slitím a ztuhnutím.
Zdrojem tepla je plamen, který vzniká spalováním směsi hořlavého plynu a kyslíku.
Nejčastějším hořlavým plynem, který se používá pro tento účel, je acetylen. Spalováním směsi acetylen C2H2 – kyslík O2 je možné dosáhnout teploty plamene až 3200°C. Acetylen může být nahrazen hořlavými plyny, např. propan-butan nebo vodík.
Obr. 1: Svařování plamenem
Druhy plamenů
Plamen podle chemického složení - poměru kyslíku a acetylenu může být:
- Neutrální – svařovací plamen je ostře ohraničený, používá se pro svařování běžných konstrukčních ocelí.
Poměr C₂H₂ : O₂ = 1 : 1,1
Obr. 2: Neutrální plamen
- Redukční (přebytek acetylenu - nauhličující) - svařovací kužel je zakrytý bílým závojem, svar je křehký, tvrdý a pórovitý, tímto plamenem se svařují slitiny hliníku, hořčíku, navařovat tvrdé kovy.
Poměr C₂H₂ : O₂> 1 : 1,1
Obr. 3: Redukční plamen
- Oxidační (přebytek kyslíku) - svařovací kužel je kratší a podle přebytku kyslíku se zbarvuje do fialova, dochází k vypalování přísadových prvků. Oxidy, které zůstanou ve svaru, snižují tažnost a vrubovou houževnatost. Tento plamen se užívá při svařování mosazi a bronzů.
Poměr C₂H₂ : O₂< 1 : 1,1
Obr. 4: Oxidační plamen
Plamen podle výstupní rychlosti z hubice hořáku může být:
-
Měkký – malá výstupní rychlost plamene 70 – 100 m/s způsobuje jeho nestabilitu a možnost zpětného šlehnutí, užívá pro svařování nízkotavitelných kovů a slitin, legovaných ocelí, k pájení.
-
Střední – výstupní rychlost plamene 100 – 120 m/s zaručuje dobrou jakost svaru, nedochází ke zpětnému šlehnutí, používá se pro všechny běžné druhy ocelí.
-
Ostrý – výstupní rychlost plamene je vyšší než 120 m/s zvětšuje teplem ovlivněnou oblast, plamen rozhání svarovou lázeň a má negativní vliv na jakost svaru.
Při svařování může dojít k tzv. zpětnému šlehnutí. Zpětné šlehnutí představuje problém při svařování a je třeba důsledně dodržovat zásady BOZP při svařování.
Zařízení pro svařování plamenem
Svařovací zařízení může být různého typu a konstrukce, obsahuje tyto funkční části:
Obr. 5: Zařízení pro svařování plamenem
-
Tlakové láhve pro kyslík a hořlavý plyn - ocelové, bezešvé, jsou barevně označeny pruhem podle druhu plynu. Láhve mají rozdílné připojení k redukčním ventilům.
-
Acetylénové vyvíječe – používají se k výrobě acetylénu působením vody na karbid vápníku, bývají nízkotlaké, středně a vysokotlaké pro tlaky 5 až 150 kPa.
-
Redukční ventil s manometry – připojuje se k lahvovému ventilu a mění tlak za láhví na tlak pracovní (nižší než v lahvi). Udržuje tlak plynu na stálé hodnotě. Postup práce s redukčním ventilem: Redukční ventil
-
Hadice – přivádí plyny ke svařovacímu hořáku, jsou vyrobeny z pryže s textilní vložkou, hadice pro rozvod kyslíku jsou označeny modrou barvou, pro acetylen a jiné hořlavé plyny červenou barvou.
-
Svařovací hořáky - směšují hořlavý plyn s kyslíkem, směs plynů vystupuje z hořáku a po zapálení hoří u hubice plamenem, jsou konstruovány jako nízkotlaké, vysokotlaké a speciální.
Zdroje
- HLUCHÝ, Miroslav, Jan KOLOUCH a Rudolf PAŇÁK. Strojírenská technologie 2, Polotovary a jejich technologičnost, 1. díl. 2. vyd. Praha: Scientia, spol. s r.o., 2001, str. 158-220. ISBN 80-7183-244-8.
- KOLEKTIV AUTORŮ. Realizační tým středních odborných škol Olomouckého kraje zapojených do projektu Profesmodul: Studijní text Svařování kovů, vydání 1., Olomouc, EPAVA Olomouc, 2012. CZ1.07/3.2.05/01.0006.
Obrázky:
-
Obr. 1: Svařování plamenem. Autor neznámý, [cit. 2014-11-23], dostupný z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Svarovani_plamenem
-
Obr. 2: Neutrální plamen. Autor neznámý.[cit. 2014-11-23], dostupný z: http://www.svarbazar.cz
-
Obr. 3: Redukční plamen. Autor neznámý.[cit. 2014-11-23], dostupný z: http://www.svarbazar.cz
-
Obr. 4: Oxidační plamen. Autor neznámý.[cit. 2014-11-23], dostupný z: http://www.svarbazar.cz
- Obr. 5: Zařízení pro svařování plamenem. Autor neznámý.[cit. 2014-11-23], dostupný z: http://www.svarbazar.cz
-
Obr. 6:Svařování dopředu. KOLEKTIV AUTORŮ. Realizační tým středních odborných škol Olomouckého kraje zapojených do projektu Profesmodul: Studijní text Svařování kovů, vydání 1., Olomouc, EPAVA Olomouc, 2012. CZ1.07/3.2.05/01.0006.
-
Obr. 7: Svařování dozadu. KOLEKTIV AUTORŮ. Realizační tým středních odborných škol Olomouckého kraje zapojených do projektu Profesmodul: Studijní text Svařování kovů, vydání 1., Olomouc, EPAVA Olomouc, 2012. CZ1.07/3.2.05/01.0006.
-
Obr.8: Zařízení pro svařování plamenem. Autor neznámý. [cit. 2014-11-23], dostupný z: http://www.svarak.cz
Přílohy
Doplňující učivo
Způsoby svařování
Svařování může být prováděno dopředu nebo dozadu. Použitý způsob závisí na požadavcích na svar a svařovaném materiálu.
Dopředu - používá se pro plechy do tloušťky 4 mm. Svařovací drát je veden před hořákem ve směru svařování. Touto technologií se svařují plechy tenké, lehké kovy, měď, mosaz a šedá litina.
Obr. 6: Svařování dopředu
Dozadu - používá se u plechů tloušťky nad 4 mm. Svařovací drát je veden za hořákem ve směru svařování. Používá se např. pro svařování trubek a potrubí pracujících za zvýšených teplot a tlaků.
Obr. 7: Svařování dozadu
Zpětné šlehnutí
představuje problém při svařování a je třeba důsledně dodržovat zásady BOZP při svařování.
Při zpětném šlehnutí dochází ke vniknutí plamene do hořáku, kde dojde k zapálení směsi používaných plynů a jejímu hoření. Vzniklý vysoký tlak plynů vytlačí velkou rychlostí plyny ústím hubice hořáku.
Pokud pronikne plamen z mísící komory až k injektoru, tak je hoření provázeno pískotem, potom je nutné svařování okamžitě přerušit. Plamen pak může vniknout do hadic, redukčního ventilu a lahve s plynem. Zpětné šlehnutí se navenek projevuje třaskavým výstřelem, po kterém zhasne plamen. V případě zpětného šlehnutí je nutné okamžitě uzavřít přívody plynů, jako první se uzavírá kyslíkový ventil poté acetylenový.
Kde se používá svařování plamenem?
Plamenem lze svařovat technické železo – oceli a litiny, neželezné kovy i jejich slitiny a provádět opravy. Způsob je vhodný zejména pro svařování plechů do tloušťky 4 mm. Svařují se drobné součásti a trubky menších rozměrů z oceli, ze šedé litiny, mědi a mosazi, olova, zinku, niklu i hliníku.
Postup při svařování plamenem je závislý na tloušťce základního materiálu, přídavném materiálu, poloze svarového spoje při svařování, tepelném ovlivnění základního materiálu, apod.
Kontrolní otázka
Kontrolní otázka pro žáky základních škol
Jaký je nejčastěji užívaný hořlavý plyn pro svařování plamenem?