Technologie I. Plamenové technologie

Technologie I. Plamenové technologie  Svařování  Řezání kyslíkem  Drážkování kyslíkem  Rovnání plamenem  Ohřev

Plamenové technologie  Výhody:

TU v Liberci

 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 Technologie I.

TU v Liberci

Plyny používané pro svařování

Plyny oxidující

Pro svařování plamenem Plyny hořlavé  Plyny oxidující  Kyslík : O2

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%)

Technologie I.

Plyny používané pro svařování TU v Liberci

 Výroba kyslíku  Destilací z kapalného vzduch  Lindeho metoda  Claudeho metoda  Heylandtova metoda  Elektrolýzou vody: pro svařování se nepoužívá  Kyslíkovými generátory: absorpční rozklad vzduchu

Technologie I.

Plyny používané pro svařování

TU v Liberci

 Plyny hořlavé Hořlavé plyny a jejich vybrané vlastnosti

Vlastnosti z hlediska svařování

Technologie I.

Plyny používané pro svařování

TU v Liberci

 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 CaC2

Technologie I.

+ H2O =

Ca(OH)2

+

C2H2 +

Q

Plyny používané pro svařování

TU v Liberci

 Acetylen a jeho výroba  Karbid vápníku: vyrábí se v elektrických pecích tavením páleného vápence s koksem nebo antracitem CaO + 3 C + teplo = CaC2 + CO

Technologie I.

Svařovací zařízení TU v Liberci

Technologie I.

       

Tlakové lahve, baterie tlakových lahví Vyvíječe acetylenu Acetylenové bezpečnostní předlohy Lahvové ventily, redukční ventily Hadice Spořič plynů Pojistka proti zpětnému šlehnutí Svařovací hořáky

TU v Liberci

Tlakové lahve:  

Používají se pro dopravu, manipulaci, uskladnění plynu Jsou to ocelové lahve vyrobené z bezešvých ocelových trubek s t = 5-8 mm  

Staré značení

Pro kyslík z ocele 13 142 Pro acetylen z ocele 11 350

Nové značení

Staré značení

Nové značení

Tlakové lahve:

TU v Liberci

 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

TU v Liberci

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 Technologie I.

 výtlačné

Vyvíječe acetylenu a)

b)

TU v Liberci

c)

d)

a) násypný b) zásuvkový c) ponořovací d) výtlačný

<= nízkotlaký zásuvkový vyvíječ acetylenu

Acetylenové bezpečnostní předlohy v Liberci  Slouží jako ochrana proti zpětnému šlehnutí plamene, umísťuje se TU mezi hořák

a vyvíječ dělí podle tlaku:

 vodní (nízkotlaké, středotlaké, vysokotlaké)  suché (kuličkové, membránové, automatické)

Bezpečnostní pojistka 

TU v Liberci

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 TU v Liberci

Technologie I.

Lahvové ventily 

TU v Liberci

Slouží k odběru plynu z lahví nebo k jejich plnění, je připojen k lahvi kuželovým závitem a jsou z oceli nebo z mosazi

Technologie I.

TU v Liberci

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 Technologie I.

Pro acetylen

TU v Liberci

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 Technologie I.

14) Odtlačovací kolík

Hadice 

TU v Liberci

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

Technologie I.

Spořič plynu 

TU v Liberci

Pro přestávku v svařování bez úplného zhasnutí plamene. Pokud je používán, tak se zapojuje mezi hořák a bezpečnostní pojistku

Technologie I.

Svařovací hořáky TU v Liberci  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

Technologie I.

 speciální

Svařovací hořáky TU v Liberci

Technologie I.

Svařovací hořáky TU v Liberci

Nová špička

Poškozená špička

Plamen TU v Liberci



Zdroj tepla: je plamen, který vzniká spalováním směsi hořlavého plynu a kyslíku

Kyslíko-acetylenový plamen Druhy plamenů

TU v Liberci

 Podle poměru kyslíku a acetylenu

 Neutrální plamen: poměr míšení plynů O2:C2H2 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. Technologie I.

Druhy plamenů

TU v Liberci

 Podle poměru kyslíku a acetylenu 1.fáze: C2H2 + O2 = 2CO + H2 + teplo (uvolňuje se cca. 21 100 kJ tepla na m3 plynu) 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 C2H2 atmosférickým O2: 2.fáze: 2CO + H2 + 3/2 H2O = 2CO +H2O + teplo (uvolňuje se cca. 27 000 kJ tepla na m3 plynu) potřebný kyslík si plamen odebírá ze vzduchu a kužel vnějšího plamene má oxidační účinek. Technologie I.

Druhy plamenů  Podle poměru kyslíku a acetylenu

TU v Liberci

 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

TU v Liberci

 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

Technologie I.

Vlastní svařování

TU v Liberci

 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.

Technologie I.

Příprava svarových ploch

TU v Liberci

 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.

Technologie I.

Příprava svarových ploch  Tupý V svar: pro svařování plechů tloušťky větší než 4mm

 Tupý X svar: pro svařování plechů tloušťky větší než 12mm

Technologie I.

TU v Liberci

Přídavný materiál

TU v Liberci

 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:

Technologie I.

1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0 mm

Postupy svařování

TU v Liberci

 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.

Technologie I.

Postupy svařování

TU v Liberci

 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.

Technologie I.

TU v Liberci

Technologie I.

Vady svarů

TU v Liberci

 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:

Technologie I.

   

prozařování ultrazvukové zkoušky magnetické metody kapilární zkoušky

TU v Liberci

Vady svarů 

bubliny a póry



neprovařený kořen



studený spoj





krápníky

vruby



trhliny



hubený svar



vysoký svar

Drážkování

TU v Liberci

 Tato metoda se používá pro vytváření drážek v materiálu a také pro odstraňování vad materiálu a vad ve svarových spojích.

Rovnání plamenem

TU v Liberci

 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

Technologie I.

Řezání kyslíkem

TU v Liberci

 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

TU v Liberci

 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 =>

Technologie I.

Řezání kyslíkem 

Řezací hořák 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Ochranný kroužek Proud řezacího kyslíku Vzduch Směs kyslíku a vodíku Kyslík vodík

Hořák

Trysky

4 otvory

6 otvory

8 otvory

TU v Liberci

Řezání kyslíkem  Pomůcky pro ruční řezání

Technologie I.

TU v Liberci

Řezání kyslíkem  Automatické řízení

Technologie I.

 Nejčastější chyby při řezání Chyba

Příčina vzniku

Hladká řezná plocha

Správné parametry řezání

Přichycené oxidy na spodní hraně

Velký nahřívací plamen, nedostatečná rychlost řezání

Velké zbrždění s nedořezáním

Velká rychlost řezání,malý průtok kyslíku

Vytrhaný materiál

Malá řezací rychlost

Vytržení v horní části řezné plochy

Vysoký tlak kyslíku

Místní nepravidelnosti

Chyby v základním materiálu

TU v Liberci

Děkuji za pozornost.