Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2
Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.6
Svářečská a karosářská odbornost Kapitola 3 Používané plyny u svařování Ing. Polehňa Vladimír
30.9.2012
Obsah: Anotace sady výukového materiálu ......................................................................................................................................................... 2 1Používané plyny u svařování , svařovací souprava ................................................................................................................................. 3
1.1
POUŽÍVANÉ PLYNY ................................................................................................................................ 3
1.2
POUŽITÍ DALŠÍCH PLYNŮ A SMĚSÍ ............................................................................................................. 4
1.3
SVAŘOVACÍ SOUPRAVA .......................................................................................................................... 4
2Pracovní list - Používané plyny u svařování ............................................................................................................................................ 8 3Doporučená literatura a zdroje .............................................................................................................................................................. 9 4Použitá literatura ................................................................................................................................................................................. 10
Anotace sady výukového materiálu Výukový materiál „ Svářečská a karosářská odbornost“ je určen žákům prvních až třetích ročníků všech karosářských a automobilových oborů. Zpracované materiály využijí i další zámečnické, strojnické obory, případně i studenti obdobných, nástavbových studií. Je vhodný k samostatnému studiu žáků i jako podpora pedagogických pracovníků při jejich přípravě na vyučovací hodinu. Součástí materiálu jsou i pracovní listy, které mohou diagnostikovat úroveň získaných znalostí a poskytnot případně i zpětnou vazbu k celému systému studia připravených odborných materiálů. Rozsah učiva je v souladu s ŠVP týkající se patřičných oborů a poskytne takto i odborný podpůrný materiál pro přípravu žáků k závěrečným zkouškám. Obsahem těchto materiálů je všeobecná příprava a informovanost v oblasti znalosti svářečských znalostí. Studiem těchto materiálů si prohloubíte znalosti v oblasti používaných plynů, jejich uskladňování. Žáci se seznámí s popisem jednotlivých částí celé svařovací soupravy.
2
1
Používané plyny u svařování , svařovací souprava
Plyny používané pro svařování jsou převážně dopravovány v ocelových tlakových lahvích. Každá lahev má své specifické barevné označení.
1.1
Používané plyny 1) Kyslík O2 ( modrá lahev + bílý pruh ) Bez barvy , chuti , zápachu Je nehořlavý ale podporuje hoření. Je výbušný s dalšími plyny. Ventily, hadice, hořáky nesmí být nějak znečištěny olejem nebo tukem – může dojít k výbuchu. Vyrábí se destilací ze zkapalněného vzduchu.( N-79% a O2 /21%). Kapalný kyslík se plní pod tlakem 15 MPa do ocelových lahví. 2) Acetylen - C2H2 ( hnědá lahev+ bílý pruh ) Hořlavý plyn se zápachem po česneku. Ve směsi s kyslíkem a vzduchem( cca 3 %) vytváří výbušnou směs při obsahu 2,8 až 93 % kyslíku. S mědí se také slučuje na výbušnou sloučeninu (do 60 % Cu může ještě být v kontaktu bez problémů). Nelze bezpečně stlačit pod vysokým tlakem jako kyslík nebo vodík(při zahřátí nad 100°Ca stlačení přes 0,2 MPa , bez působení kyslíku, může explodovat. Vyrábí se:
a) ve vyvíječích na místě spotřeby (tlak se drží na 0,02 až 0,15 MPa) b) dopraví se v ocelových lahvích (zde je pod tlakem 1,5 až 2,5 MPa ) Výbuch nehrozí, protože lahve acetylenu jsou vyplněny porovitou hmotou nasáklou acetonem. Aceton váže 24 násobné množství acetylenu 3) Vodík - H2 Hořlavý plyn bez barvy a zápachu. Hoří skoro neviditelným plamenem světle žluté barvy. Je 15 x lehčí než vzduch. Pro technické účely se vyrábí elektrolýzou vody, jejím rozkladem anebo štěpením uhlovodíků. Využívá se ojediněle ke svařování tenkých plechů nebo olova. Větší využití má při řezání materiálů větších tlouštěk. Přepravuje se v plynné formě ve vysokotlakých lahvích nebo kapalný v podchlazeném stavu. (1litr kapalného vodíku uvolní 840 l plynu při normální teplotě a tlaku) 3
4) Propan – butan (zemní plyn) Jsou plyny těžší než vzduch. Jsou hořlavé , bez barvy, zápachu a jsou nekorodující Jsou dobře rozpustné v alkoholu, éteru, benzenu a slabě rozpustné ve vodě. Můžou nahradit kyslík ve vzduchu a proto mohou způsobit i udušení. Při kontaktu pokožky se zkapalněným propanem či butanem může dojít k omrzlinám( popáleninám )
1.2
Použití dalších plynů a směsí
Další hořlavé plyny, jako např. metan, propan nebo butan, nejsou pro svařování ocelí příliš vhodné, protože poměr plynů pro dosažení vyšší teploty znamená oxidační typ plamene, kdežto při redukčním typu plamene není možné dosáhnout požadované teploty. Proto se ostatní plyny používají spíše pro svařování nízkotavitelných kovů a slitin, při pájení, ohřevu a dohřevu ocelových svarových spojů a při kyslíkovém řezání. Směs vzduchu a acetylenu lze také použít, ale spíše pro pájení, protože teplota plamene je podstatně nižší než u kyslíko-acetylenového plamene. Spalování probíhá na principu Bunsenova kahanu, kdy si acetylen proudící tryskou nasává potřebné množství vzduchu z okolí.
1.3
Svařovací souprava Skládá se z : a) b) c) d) e)
Ocelových lahví Redukčních ventilů Hadic Hořáků Příslušenství
1.3.1 Ocelové tlakové lahve Vyrábějí se z tlustostěnné oceli (5-8-mm) a vytváří bezešvé ocelové nádoby s obsahem -10, 20, 40 litrů Slouží k přepravě a dočasnému přechovávání plynů. Každá lahev je označena patřičnou barvou plynu a štítkem s podrobnými informacemi o výrobě, firmě a hmotnosti a obsahu, dovolených tlacích v MPa atd..
4
Kyslíková lahev Většinou objem 40 l. Nesmí přijít do kontaktu s oleji a tuky- proto se nesmí ani mazat uzavírací ventily. Plní se pod tlakem 15 MPa. Acetylenová lahev Obsahuje porovitou hmotu nasycenou acetonem. Aceton rozpouští acetylen v poměru 1l : 24 l. Jeho množství obsahuje asi 38 % objemu lahve. Lahev se tlakuje na tlak 1,5 MPa. (při tomto tlaku obsahuje lahev asi 6000 l plynu).
1.3.2 Lahvové ventily Jsou zašroubovány kuželovým závitem do hrdla lahve a uzavírají tak lahev. Pro kyslíkovou lahev bývá mosazný lahvový ventil Pro acetylenovou lahev je ocelový lahvový ventil. Ventily se nesmějí mazat. Jsou zakryty ochranným kloboučkem, který je chrání před poškozením.
1.3.3 Redukční ventil Slouží ke snížení tlaku plynu vycházejícího z lahve na pracovní svařovací tlak (0,1 až 0,2 MPa ). Současně tento tlak udržuje na stejné úrovni i když tlak v lahvi klesá. Je rozdělen na dvě části a každá má svůj manometr. Vysokotlakou část – snímá tlak plynu odebíraného přímo z lahve. Nízkotlakou část – zde se reguluje tlak plynu na potřebný pracovní tlak a jsou na ni napojeny hadice. Redukční ventil na kyslík – připojuje se na kyslíkový lahvový ventil přesuvnou maticí . Ventil je vyroben z bronzu. Redukční ventil se na plynovou lahev připojuje třmenem a šroubem. Je vyroben z oceli.
5
1.3.4 Hadice Spojují redukční ventily na lahvích se svařovacími hořáky . Jsou pryžové vyztužené textilními vložkami. Hadice pro kyslík -
modrá(šedá) -
světlý průměr 6 – 9 mm
Hadice pro plyn -
červená
světlost 9- 14 mm
-
Tloušťka stěny bývá 4 – 6 mm Délka hadic – min. 5 m K prodloužení hadic se používá hadicových spojek. Ve vzdálenosti cca 1 m od svařovacího hořáku směrem k redukčnímu ventilu se umisťuje pojistka proti zpětnému šlehnutí plamene.
1.3.5 Svařovací hořáky Slouží ke smíšení plynu s kyslíkem a součastně k regulaci požadované výstupní rychlosti směsi a správnému nastavení plamene. Dělí se na : a) Vysokotlaký (směšovací)
b) Nízkotlaký (injektorový ) Používáme tam, kde plyn získáváme z vyvíječe. Hořáky jsou opatřeny vyměnitelnými svařovacími nástavci, které jsou odstupňovány podle tloušťky svařovaného materiálu a hodinového průtoku množství plynu.
6
1.3.6 Příslušenství Přídavný materiál - Svařovací dráty - Ovlivňují podstatně jakost svaru - volí se vždy podobného nebo stejného složení jako je svařovací materiál Dráty pro plamenné svařování jsou dlouhé 1m. Vyráběné průměry jsou: 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8;10 mm Průměr se volí s ohledem na tloušťku svařovaného materiálu. Tavidlo: Tavidlo chrání materiál od oxidace povrchových vrstev a zabraňují další oxidaci roztaveného kovu. Vytváří ochrannou strusku zabraňující přístupu vzdušného kyslíku.
7
2
Pracovní list - Používané plyny u svařování 1) Vypiš plyny používané při metodě svařování plamenem a) ……………………………………… b) …………………………………….. c) ……………………………………. d) ……………………………………. 2) Napiš vlastnosti , značení a specifika plynu C2H2 ................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3) Který z níže uvedených plynů je hořlavý ? a) C2H2 b) O2 c) H2 d) N2 e) metan 4) Napiš z čeho se skládá svařovací souprava pro svařování plamenem? ................................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………..
5) Přiřaď správný pojem k názvu Injektorový hořák vysokotlaký hořák Nízkotlaký hořák
Nízkotlaký hořák
směšovací hořák vyvíječ
6) Napiš vše co víš o hadicích pro : a) O2 b) Plyn
- ………………………………………………………………………………………….………….
- …………………………………………………………………..….
7) Nakresli, pojmenuj a popiš jeden z hořáků pro svařování plamenem.
8
3
Doporučená literatura a zdroje
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 3. Brisk Tábor, a.s.: Brisk - Download: Technický manuál [online]. Vystaveno 2010 [cit. 10. .2010].
.
9
4
Použitá literatura
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 3. Brisk Tábor, a.s.: Brisk - Download: Technický manuál [online]. Vystaveno 2010 [cit. 10. .2010]..
10
