Водородная сварка

Содержание

Технология водородной сварки своими руками

Водородная сварка

В настоящее время сваривать, резать и паять детали можно не только ацетиленовым пламенем. Сегодня, все чаще прибегают к использованию водородного.

Это обусловлено тем, что атомно водородная сварка является абсолютно безвредной. Водородный сварочный аппарат позволяет производить сварку быстро и эффективно, при этом работа характеризуется абсолютной безопасностью.

В статье рассмотрим как произвести водородную сварку своими руками.

Особенности процесса сварки водородом

газовая сварка

Начнем с того, что сварка водородом является разновидностью газопламенной. Газовая сварка своими руками активно применяется уже на протяжении многих лет. Горючим газом здесь выступает ацителин.

При водородной сварке вместо ацителина применяется водород, который смешивается с кислородом. Такой метод оказался более эффективным.

В результате получается тонкий и качественный шов, однако, у подобного способа есть один минус, который заключается в том, что в процессе сварки в сварочной ванне образуется много шлака.

Чтобы этого не происходило в газовую смесь добавляют небольшое количество органических веществ, которые гасят кислород. В качестве таких веществ обычно используются углеводороды, температура кипения которых варьируется в промежутке 30-80°С: бензин, гексан, гептан, бензол.

Еще одной трудностью, с которой приходилось сталкиваться при сварке водородом стал выбор эффективного источника подачи газа. Использовать водородный баллон нецелесообразно и к тому же очень опасно.

сварочный аппарат для водородной сварки

Сжиженный водород при сильной концентрации может вызывать у человека такие симптомы как: удушье и головокружение!

Еще один минус состоит в том, что пламя такого газа абсолютно незаметно днем. Поэтому кислородный сварочный аппарат может работать с применением датчиков.

Обратите внимание! Водородная сварка своими руками может использоваться для соединения деталей из малоуглеродистых сталей, железа. Для сваривания изделий из нержавейки она не пригодна.

Способы применения водородного сварочного аппарата

Сварочный водородный аппарат может функционировать как от электрической трехфазной сети, так и от бытовой. Также применяется в ручном и автоматическом режимах. В процессе работы в горелку подаются смесь кислорода и водорода, температурный режим пламени составляет 600-2500°С.

Стоит отметить, что атомно-водородная сварка с таким аппаратом отличается простотой использования. Обычно нужный рабочий режим задается в считанные минуты, что зависит от требуемого расхода газа и температуры в месте, где производится процесс.

При сварке водородом, в отличие от ацетилена, окружающая среда не загрязняется вредными веществами. Это обусловлено тем, что приборы, в которых как горючее выступает углеводород, выделяют только чистый пар. Работает аппарат благодаря водороду, который вырабатывается в самом приборе.

Он образуется за счет того, что вода (которая заливается вручную) расщепляется на атомы кислорода и водорода, в результате чего образуется газовая смесь с большой энергией, которая необходимо для проведения сварки. Для эффективной работы такого устройства нужно 1,5 литра дистиллированной воды и электричество.

Несмотря на то, что водородный сварочный аппарат безопасен, в процессе эксплуатации стоит надеть защитную одежду и очки.

Используя такие приборы можно выполнить такие процедуры как: пайка, сваривание, порошковое напыление, наплавка, кислородная резка.

Исходя из того, какой рабочий режим выбрать, можно выполнить самые разные по сложности работы: от соединения деталей маленькой толщины до резки толстых и прочных стальных листов.

Помимо основного своего предназначения, такие аппараты активно применяются у стоматологов, ювелиров, мастеров по ремонту холодильников, а также во время кузовных работ, при обслуживании и ремонте радиаторов и т.д.

Высокая безопасность сварочных работ обеспечивается благодаря тому, что в комплектацию устройства входит система автоматического отключения, которая отключает прибор, если рабочее давление превысит норму.

Достоинства и недостатки водородной сварки

Соединение деталей подобным способом обладает множеством преимуществ, о которых нельзя не упомянуть:

  • высокая эффективность,
  • безопасность выполнения сварочных работ,
  • экологичность, поскольку в атмосферу не выделяются вредные токсины,
  • аппараты компактные и удобные в управлении,
  • подходят для обработки деталей, выполненных из различных материалов: сталь, стекло, чугун, цветные металлы,
  • работают на воде, для нормального бесперебойного функционирования не требуются другие составляющие,
  • сварочный аппарат не нужно перезаряжать.

Несмотря на большое количество плюсов, выделяются и некоторые недостатки:

  • маленькие горелки могут применяться исключительно для тонких изделий, для толстых деталей нужны мощные сварочные аппараты,
  • если вы соединяете детали из меди или из легированной стали, то полученные швы будут сопровождаться множеством пор,
  • пламя от чистого водорода практически невозможно рассмотреть невооруженным глазом.

Правила безопасности при сварке водородом

Несмотря на то, что в статье неоднократно упоминалось о том, что водородная сварка своими руками – это безопасный процесс, все же пренебрегать мерами осторожности не стоит, т.к. это чревато воспламенением кислородных редукторов и как следствие взрывом.

Поэтому стоит соблюдать следующие правила:

  • Следите за тем, чтобы газовая горелка не находилась слишком близко к воспламеняющимся и огнеопасным веществам.
  • Если процесс производится в небольшом помещении, то делайте перерывы и периодически выходите на свежий воздух.
  • Осуществляя сварочные работы обязательно надевайте защитные очки, иначе яркие лучи могут негативно сказаться на состоянии сетчатки и кровеносной оболочке глаз. Разбрызгивающийся металл и шлак очень опасны для открытых глаз.
  • Если вы используете газовые баллоны, то перевозите их на тележке и обязательно надевайте на них защитный колпак. Важно, чтобы во время перевозки баллоны не соприкасались друг с другом и не падали. В участке, где металл сваривается или режется нельзя хранить кислородные баллоны.
  • Осуществляя сварку водородом, горелку надо держать по направлению к противоположной стороне от источника питания. Если вы не в состоянии соблюсти это правило, то оградите источник посредством железного щита.
  • Если во время работы вы делаете перерыв, то пламя горелки обязательно надо тушить.

Исходя из вышеописанного можно сделать вывод, что технология выполнения соединения металлов посредством водородной сварки идентична газовой.

Однако, атомно водородная сварка значительно расширила спектр возможностей выполнения различных процессов.

Если выполнять все условия эксплуатации, то в конечном результате можно получить качественный и прочный шов при полной безопасности и безвредности как для окружающей среды, так и для людей, выполняющих сварку.

[Всего : 1    Средний: 2/5]

  • Пластик (она же пластмасса) и любые другие искусственные полимеры за последние 30 лет приобрели большую популярность…
  • Легированная сталь — это разновидность стали, в состав которой принудительно добавляют особые примеси, изменяющие физико-химические свойства…
  • Сварка труб— тема очень обширная и непростая. А все из-за большого разнообразия изделий, предлагаемых в магазинах. Существует…

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/gazovaya-i-gazozashhitnaya-svarka/vodorodnaya-svarka.html

Как получают и применяют водород для сварки

Водородная сварка

В условиях ужесточения экологических требований к промышленным процессам проводятся работы по поиску безвредных видов топлива. Не остались без внимания и сварочные работы с использованием в качестве основных источников энергии горючих газов – пропана, ацетилена и других. В результате исследований оказалось возможным заменить их водородом, или, вернее смесью из водорода и кислорода.

Получение водорода

Водород можно получить при помощи электролиза воды, точнее, щелочного раствора гидроксида натрия (каустической соды, едкого натра, это все названия одного и того же вещества). Гидроксид добавляют в воду для ускорения реакции.

Для получения водорода достаточно опустить в раствор два электрода и подать на них постоянный ток. В ходе электролизного процесса на положительном электроде будет выделяться кислород, на отрицательном – водород. Объем выделяемого водорода будет в два раза больше, чем объем выделяемого кислорода.

В химическом выражении реакция выглядит следующим образом:

2H2O=2H2+O2

Остается технически разделить эти два газа и воспрепятствовать их смешиванию, поскольку в результате образуется смесь, обладающая огромной потенциальной энергией. Оставлять процесс без контроля крайне опасно.

Для сварки водород получают при помощи специальных аппаратов – электролизеров. Для их питания необходимо электричество напряжением от 230 В. Электролизеры, в зависимости от конструкции, могут работать на трехфазном токе и на однофазном.

Преимущества и недостатки

В результате сгорания водорода не образуется никаких вредных веществ, в отличие от случаев, когда для сварки используется ацетилен. Происходит это потому, что при сгорании водорода в среде кислорода, образуется вода, точнее водяной пар, который не содержит никаких вредных примесей.

Температура пламени водородно-кислородной смеси может регулироваться в пределах 600-2600  °C, что позволяет сваривать и резать даже самые тугоплавкие материалы.

Для получения водорода в качестве сырья используется только вода и электроэнергия, что делает стоимость работ низкой по сравнению с другими видами сварки.

Все вышеперечисленные свойства позволяют использовать водородную сварку в замкнутых пространствах, помещениях с плохой вентиляцией, в колодцах, тоннелях, подвалах домов.

Стоит отметить и такое преимущество водородной сварки, как возможность смены сопла горелки. Водород поддерживает пламя практически любой конфигурации и размера.

Использовать тонкую струю газа, дающую пламя не толще швейной иглы, можно даже при работе с ювелирными изделиями из драгоценных металлов. Для тонкого пламени не требуется наличие дополнительного кислорода, достаточно растворенного в воздухе.

Генератор водорода бытового назначения

Недостатком водородной сварки можно считать зависимость ее от наличия источника электроэнергии, необходимой для получения водорода. Использование баллонов с водородом не допускается по причине опасности их транспортировки и эксплуатации.

Атомно-водородный способ

Одной из разновидностей сварки, в которой задействован водород, является атомно-водородная сварка. Процесс ее основан на явлении диссоциации (распада) молекулярного водорода на атомы.

Для распада, молекула водорода должна получить значительное количество тепловой энергии. Атомное состояние водорода настолько неустойчиво, что длится лишь доли секунды. А далее происходит восстановление водорода из атомного в молекулярный.

При восстановлении выделяется большое количество теплоты, которую и используют при атомно-водородной сварке для разогрева и плавления свариваемых деталей из металла.

На практике весь процесс реализуется при помощи электросварки с двумя неплавящимися электродами. Для получения необходимого тока, возбуждающего дугу, может использоваться обычный сварочный аппарат. А вот держатель или горелка имеют необычную конструкцию.

Электроды и горелка

Электроды с горелкой, в которую подается водород, расположены под углом друг к другу. Дуга возбуждается между этими двумя электродами. Водород, или азотно-водородная смесь, подаваемые в зону дуги, под воздействием высокой температуры переходят в состояние атомарного водорода.

Далее при возвращении в молекулярную форму, водород отдает тепло, создающее температуру, которая в сумме с температурой дуги может достигать 3600 °C.

Поскольку диссоциации происходит с поглощением тепла (водород оказывает охлаждающее влияние), то напряжение для разжигания дуги должно быть достаточно высоким – около 250-300 В. в дальнейшем напряжение можно понизить до 60-120 В, и дуга при этом может отлично гореть.

Интенсивность горения будет зависеть от расстояния между электродами и количества водорода, подаваемого в зону сварки.

Горение дуги

Разжигание дуги производится кратковременным замыканием электродов между собой или на графитовой пластинке при обдувании электродов газом. После разжигания дуги, расстояние до свариваемых деталей поддерживается в пределах 5-10 мм.

Если дуга не касается свариваемого металла, она горит равномерно и устойчиво. Ее называют спокойной. При малых расстояниях, до детали, когда пламя дуги почти касается детали, образуется сильный резкий звук. Такая дуга называется звенящей.

Технология сварки сходна с технологией обычной газовой.

Сварка с применением атомно-водородного метода была придумана и исследована в 1925 году американским ученым Лангмюром. В процессе исследований вместо дуги использовалась теплота от горения вольфрамовой нити, через которую пропускался водород.

В бытовых условиях

Для использования водородной сварки в быту необязательно покупать аппараты для получения водорода. Они, как правило, обладают большой производительностью и мощностью. К тому же, такие генераторы громоздкие и дорогие.

В бытовых условиях часто требуются небольшие объемы сварочных работ, поэтому оборудование для водородной сварки целесообразно изготовить самостоятельно.

Питание и рабочая жидкость

Питание можно подавать от автомобильного зарядного устройства или от самодельного выпрямителя, который можно изготовить, имея подходящий трансформатор и несколько полупроводниковых диодов.

В качестве рабочей жидкости должен использоваться раствор гидроокиси натрия. Он будет являться лучшим электролитом, чем простая вода. По мере уменьшения уровня раствора, необходимо просто добавлять воду. Количество гидроксида натрия будет всегда постоянно.

Корпус и трубки

В качестве корпуса для генератора водорода можно использовать обычную литровую банку с полиэтиленовой крышкой. В крышке необходимо просверлить отверстия под диаметр стеклянных трубок.

Трубки будут использоваться для отвода образующихся газов. Длина трубок должна быть достаточной для того, чтобы нижние концы были погружены в раствор.

Внутри трубок должны быть размещены электроды, по которым подается постоянный ток. Места прохода трубок через крышку необходимо загерметизировать любым силиконовым герметиком.

Отвод водорода

Из трубки, в которой находится отрицательный электрод, будет выделяться водород. Необходимо предусмотреть возможность отвода его при помощи шланга. Отводить водород необходимо через гидрозатвор.

Он представляет собой еще одну полулитровую банку с водой, в крышку которой вмонтированы две трубки. Одну из них, по которой подается водород от генератора, погружают в воду. Вторая выводит прошедший через воду водород из затвора и через шланги или эластичные трубки подает к горелке.

Водяной затвор необходим для того, чтобы пламя от горелки не прошло в генератор при падении давления водорода.

Горелка

Горелку можно сделать из иглы от медицинского шприца. Толщина ее должна быть 0,6-0,8 мм. Для держателя иглы можно приспособить подходящие пластиковые трубки, части корпусов шариковых ручек, автоматических карандашей. Необходимо предусмотреть и подвод к горелке кислорода от генератора.

Интенсивность образования водорода и кислорода в генераторе будет зависеть от величины подаваемого напряжения. Поэкспериментировав с этими параметрами, можно достичь температуры пламени горелки 2000-2500 °C.

Изготовленный своими руками аппарат, выполняющий водородную сварку, возможно с успехом применять для резки или для соединения сваркой либо пайкой различных мелких деталей из черного и цветного металла. Это может понадобиться при ремонте различных предметов домашнего обихода, деталей автомобилей, различных металлических инструментов.

Источник: https://svaring.com/welding/vidy/vodorodnaja-svarka

Водородная сварка — экологическая чистота и легкость работы!

Водородная сварка

Безопасность водородной сварки, отличающей ее от других традиционных способов, обеспечивается тем, что продуктом горения, образованным в процессе, является пар.

Водородная сварка – это один из методов газопламенной обработки, при котором используются смесь кислорода с горючими газами.

Водородное пламя прекрасно заменяет ацетиленовое, когда необходимо выполнить резку, пайку и сварку разных материалов.

Процесс

Особенности процесса

Использование водорода в качестве топливо заменяющего ацетилен приводит к покрытию сварочной ванны толстым слоем шлака. Шов, полученный таким способом, отличается низким качеством из-за повышенной пористости и тонкости.

Исключить подобные дефекты помогает применение органических соединений, связывающих кислород. Для этого используют подогретые до определенной температуры углеводороды: бензины, бензолы, толуолы, и другие.

Температура нагрева должна составлять от 30% до 80% от температуры кипения элементов.

Углеводы применяются в минимальном количестве, поэтому сварка водородом стоит почти столько же, сколько и другие способы газопламенного воздействия.

Основная сложность способа заключается в том, что часто не хватает эффективного источника водорода и кислорода. Использование баллонов с газом зачастую становится не целесообразным в связи с высоким риском возникновения обморожений и удуший при их эксплуатации.

Водородное пламя трудно заметить при дневном свете. Его возникновение обнаруживается только сверхчувствительными датчиками. Но все проблемы решаются применением специальных аппаратов, которые, воздействуя на воду электрической энергией, способствуют ее распаду на водород и кислород. Устройства – электролизеры, производят одномоментно два газа.

Приборы достаточно легки в применении, благодаря простоте и мобильности конструкции. Они являются отличной заменой крупногабаритному и тяжеловесному оборудованию, и могут использоваться при отсутствии прямых источников питания, что делает доступной водородную сварку своими руками в домашних условиях.

Оборудование для водородной сварки

Аппараты для сварки, проводимой таким способом, обладают различной мощность и работают от электрической сети. Они оснащены обычной горелкой, которая обеспечивается водородно-кислородной смесью посредством шланга.

Температура пламени варьируется от 600 до 2600ºС и устанавливается с помощью специальных устройств.

Водородно кислородная сварка может выполняться с помощью ручного и автоматического оборудования, которое не представляет никакой сложности при эксплуатации, благодаря низкой трудоемкости процесса и отсутствию нужды в постоянной перезарядке устройства.

Компактная аппаратура обладает большой мощностью и приводится в рабочее состояние за небольшой период времени, который зависит от температурных условий в месте проведения работ и количества газов, требуемых для сварочного процесса.

Атомно водородная сварка требует от сварщика только владения основными навыками и знаниями о газопламенной обработке, которые позволят без труда выполнить сварку элементов, и получить в месте соединения качественный и прочный шов.

Еще одним преимуществом водородной сварки является экологическая чистота процесса и его продуктивность. Например, ацетилен, используемый в качестве топливного газа, загрязняет окружающую среду соединениями, обладающими огромной токсичностью. А продуктом горения в процессе использования водородного оборудования является обычный пар.

Водородные сварочные аппараты не представляют никакой опасности при транспортировке, хранении и эксплуатации.

Они предназначены как для сварочных работ, так и для ручной или автоматической кислородной резки, пайки, порошковой наплавки, термическом упрочнении и порошковом напылении. Компактное оборудование оснащено несколькими режимами работы, что позволяет выполнять с его помощью соединение материалов различной толщины и резку самых толстых металлических листов.

Применение

Ювелирное дело, стоматология, ремонт холодильного оборудования, сервисные центры, занимающиеся ремонтом и обслуживанием техники — не могут обойтись без применения сварочных аппаратов, с водородно-кислородным топливом. Устройства отлично подходят для использования их в помещениях, где запрещена эксплуатация взрывоопасных баллонов, наполненных кислородом или пропаном.

К преимуществам водородной сварки относятся также:

  • низкая стоимость процесса;
  • отсутствие отходов;
  • отсутствие дорогих исходных материалов, для работы нужен небольшой объем воды;
  • экологическая чистота производства;
  • широкий спектр обрабатываемых материалов.

Атомно-водородная сварка, в основе которой лежит действие электродуги, прекрасно выполняет сваривание чугунных, легированных, низкоуглеродистых сталей. Но использование этого подвида сварки плавлением в промышленных целях ограничено высоким напряжением источников питания, которое представляет угрозу жизни человека.

Медь, латунь, цинк, титан обладают высокой активностью при контакте с водородом. Поэтому атомно-водородная сварка не применяется при работе с этими материалами.

Водородная сварка очень востребована при проведении сварочных работ в труднодоступных местах, например, колодцах, толях, железнодорожных цистернах, где нельзя использовать баллоны, наполненные пропаном и ацетиленом. Также существуют водородные сварочные приборы, с помощью которых можно соединять материалы в условиях низкой температуры.

Источник: http://stroitel5.ru/vodorodnaya-svarka-ehkologicheskaya-chistota-i-legkost-raboty.html

Водородная сварка – основные отличия от стандартных способов сварки

Водородная сварка

​Водородное пламя является хорошей альтернативой пламени ацетиленовому и активно используется для сварки, резки и пайки различных материалов.

В отличие от многих традиционных способов водородная сварка почти безопасна, благодаря тому, что продуктом процесса горения в ней выступает пар.

Этот способ считается вариантом газопламенной обработки, использующим смеси из кислорода и горючих газов.

Если просто использовать водород как топливо вместо ацетилена, то произойдет покрытие сварочной ванны толстым шлаковым слоем, а получаемый при этом шов будет отличаться тонкостью и пористостью. Чтобы избежать этого, применяют органические соединения, способные связывать кислород.

С этой целью используются такие углеводороды, как бензин, бензол, толуол и другие, подогретые до температуры, составляющей 30-80% от температуры кипения. Нужное их количество минимально, поэтому водородная сварка ценой не сильно отличается от прочих способов газопламенной обработки.

Еще одной сложностью данного способа может служить отсутствие достаточно эффективных источников водорода с кислородом. Газовые баллоны обладают повышенной опасностью в эксплуатации, поэтому их применение нецелесообразно. Значительные концентрации водорода способны вызывать обморожения и головокружение с удушьем.

Особенно опасно в водородном пламени то, что его не видно в дневном свете. Для его обнаружения необходимо применение специальных датчиков. Решить проблему надежности источников газов позволяют специальные аппараты, разлагающие воду посредством воздействия электрической энергии на кислород и водород. Эти электролизеры могут производить оба газа одновременно.

Эти легкие и компактные приборы приходят на смену тяжелому газосварочному оборудованию, применяемому при недоступности источников электроэнергии, что особенно удобно для проведения водородной сварки в домашних условиях.

Оборудование для водородной сварки

Водородные сварочные приборы, обладая разной мощностью, работают от обычной электросети. Они оборудуются традиционной ацетиленовой горелкой, через шланг в которую поступает водородно-кислородная смесь.

Регулировка температуры их пламени позволяет устанавливать ее в широком диапазоне (600-2600 ºС). Аппараты можно применять как для ручной, так и автоматической сварки.

Их эксплуатация не доставляет сложностей благодаря не слишком большой трудоемкости и отсутствию необходимости в перезарядке.

Обладая компактными габаритами, аппаратура при этом может быть достаточно мощной.

Она приводится в режим работы за несколько минут в зависимости от температуры в месте проведения сварки и требуемого расхода газов.

При владении основными навыками газопламенной обработки выполнение своими руками водородной сварки не составит труда, а производительность процесса с качеством швов будут не хуже, чем при традиционной сварке.

В отличие от традиционной сварки, использующей в виде основного топливного газа ацетилен, сварка с использованием вместо него водорода не только продуктивна, но и экологически безопасна. Сварка с ацетиленом чревата загрязнением атмосферного воздуха токсичными соединениями, в то время как единственным продуктом от процесса горения в водородном оборудовании выступает совсем безвредный пар.

Также абсолютно безопасны эти аппараты при хранении, транспортировке и в эксплуатации. Ими выполняют не только сварку, но и кислородную резку (ручную или машинную), пайку, порошковую наплавку, термоупрочнение и порошковое напыление.

Несколько разных режимов позволяют осуществлять работы в большом спектре от соединения материалов с минимальной толщиной до резки толстолистных сталей.

Несмотря на небольшие размеры этих переносных приборов и малую мощность, они позволяют сварку и резку изделий с толщинами до 2 мм как из черных, так и цветных металлов.

Применение водородной сварки

Кислородно-водородная сварка, топливным газом в которой служит водород, широко применяется в изготовлении ювелирных изделий, используется в стоматологии и при ремонте холодильного оборудования.

Различные модели водородных аппаратов популярны в сервисных центрах по обслуживанию техники и других закрытых помещениях, где запрещается эксплуатация взрывоопасных кислородных и пропановых баллонов.

Также к преимуществам применения кислородно-водородного пламени стоит отнести сокращение затрат по обслуживанию рабочих мест при соблюдении норм пожарной безопасности и промышленной санитарии за счет полного отсутствия отходов в производстве и абсолютной безвредности продукта горения – водяного пара. Для беспрерывной работы водородно-кислородных приборов требуется только незначительный объем воды. А спектр обрабатываемых ими материалов довольно широк и включает как черные, цветные, благородные металлы со сталями, так и керамику со стеклом.

Представляющая собой электрохимический подвид сварки плавлением, атомно-водородная сварка, происходящая от действия электродуги с водородом, хорошо подходит для соединения чугунных деталей и конструкций из легированных и низкоуглеродистых сталей. Но ее применение в промышленности ограничивается довольно высоким напряжением источников питания, представляющим опасность для жизни людей.

Кроме того, этим способом сварки нельзя пользоваться при работе с медью, латунью, цинком, титаном и рядом других химических элементов, обладающих повышенной активностью во взаимодействии с водородом. При этом высокая активность молекулярного водорода эффективно защищает металлический расплав от негативного атмосферного влияния.

Технология сварки и резки с помощью водорода, в отличие от ацетиленовой или пропановой, позволяет получать довольно чистый срез. Помимо этого в ней отсутствуют вредные выбросы азотной окиси и грата, а металл не поглощает углерод и закаливается.

Водородные сварочные аппараты целесообразно применять при работах, производимых в тоннелях, колодцах и других труднодоступных местах, где запрещается размещение баллонов с пропаном или ацетиленом. Отдельные виды водородного сварочного оборудования позволяют осуществлять сварку даже при отрицательных температурах.

Источник: https://promplace.ru/svarka-metallov-staty/vodorodnaya-svarka-1564.htm

Атомноводородная сварка

Водородная сварка

Отличительная особенность атомноводородной сварки заключается в том, что она представляет собой электрохимический вариант сварки плавления за счет тепла электрической дуги между двумя косвенными электродами и рекомбинации водорода, предварительно диссоциированного вблизи столба независимой электродуги между двумя электродами, например, вольфрамовыми или графитовыми.

Простейшим видом плазменной сварки можно считать сварку дугой косвенного действия (рис.1).

Дуга зажигается между двумя или несколькими электродами, например, между тремя при питании дуги трехфазным током. Нагреваемый дугой объект в сварочную цепь не включен, поэтому он может быть изготовлен из материала, не проводящего электрический ток (стекло, керамика и т.п.).

Электроды- обычно неплавкие из угля или графита; при вдувании защитных газов или помещении дуги в закрытую камеру, заполненную защитным газом, возможно применение вольфрамовых электродов.

Наличие неплавких электродов обеспечивает высокую устойчивость дуги: при случайном обрыве катодное пятно довольно долго сохраняет высокую температуру и способность к термоэлектронной эмиссии, и дуга легко зажигается вновь при появлении достаточного напряжения.

При использовании постоянного тока наблюдается неравномерный разогрев электродов, анод нагревается значительно быстрее и при равных сечениях сгорает в 1,5 – 2 раза быстрее катода.

Поэтому для питания дуги косвенного действия чаще применяется переменный ток, при этом устойчивость дуги достаточна, скорость сгорания разнополюсных электродов одинакова.

Под действием магнитного поля сварочного контура линии тока изгибаются, а отброшенные электрически заряженные частицы при соударениях передают энергию нейтральным частицам и создают поток горящего газа- факел пламени.

Температура начальной части факела у столба дуги весьма высока, а с удалением от столба температура падает и в конце факела не превышает 800- 1000? С. Длина факела может оставлять 100- 200 мм. Пользуясь различными участками факела можно получать пламя различной температуры. Представляет интерес дуга косвенного действия, с вдуванием водорода в дугу. Способ носит название “атомноводородная сварка” (рис.2).


Рис.1. Схема дуги косвенного действия
1 – столб дуги; 2 – факел пламени


Рис.2. Схема атомноводородной сварки

Дуга переменного тока зажигается между двумя вольфрамовыми электродами; вдоль каждого из электродов в зону дуги подается струя водорода; основной металл не включен в сварочную цепь и не является электродом дуги.

Концы вольфрамовых электродов слегка оплавляются, но плавление при нормальных режимах сварки не получает развития и вольфрам расходуется медленно. Столб дуги резко изогнут как под действием магнитного поля, создаваемого электродами и токам, так и под механическим воздействием водородной струи.

Столб окружает ослепительно яркий ореол в форме плоского диска. В столбе и пламени атомноводородной дуги происходит диссоциация молекулярного двухатомного водорода в одноатомный по уравнению H2 = 2H. Эта реакция является эндотермической и связана с поглощением значительного количества тепла.

Для осуществления диссоциации одного моля водорода нужно затратить 100 000 кал. Степень диссоциации водорода при нагревании зависит от температуры и быстро возрастает с ее повышением. Диссоциированный водород является, таким образом, носителем значительного количества энергии.

При понижении температуры атомарный водород снова превращается в обычный молекулярный двухатомный газ, отдавая при этом тепло, затраченное на диссоциацию, по уравнению:

Н + Н = Н2 + 100 000 кал/моль.

Образование молекулярного водорода особенно интенсивно происходит на поверхности металлов, оказывающих каталитическое действие на эту реакцию. Таким образом, если ввести в пламя атомного водорода металлическую пластинку, то ее поверхность быстро расплавится и образуется сварочная ванна.

Процесс образования молекулярного водорода из атомного можно назвать горением, и можно говорить о пламени атомного водорода. Нагревание водорода происходит главным образом за счет столба дуги, длину которого стараются увеличить, поэтому напряжение дуги при атомноводородной сварке обычно составляет 70- 150 в, в среднем 100 в.

Атомноводородная горелка показана на рис.3.

Вольфрамовые электроды применяют диаметром 1,5 – 4 мм, сварочные токи 10 – 70 а. Защитным газом обычно служат технически чистый водород или смеси, богатые водородом, например, продукт диссоциации аммиака (2NH3=N2+ 3Н2), азотно- водородная смесь, состоящая из 75% водорода и 25% азота. В присутствии водорода не происходит заметного азотирования металла. Расход водорода при сварке 1 – 3 м3/ч.

Основные преимущества атомноводородной сварки

Основными преимуществами атомноводородной сварки можно считать следующие достоинства:

  • Качество сварного шва выше, чем при любой электродуговой сварке. Этот метод применяют для изделий, к которым предъявляются повышенные требования по гидроплотности.
  • Независимая дуга. Электрический ток не проходит через свариваемые детали.
  • Защитно-восстановительная атмосфера. Водород хорошо защищает металл от окисления.
  • По измерениям и теоретическим расчетам температура атомноводродного пламени составляет около 3700? С, что значительно выше температуры любого другого газового пламени; например, максимальная температура ацителенокислородного пламени составляет 3200 ?С.
  • Величина напряжения может регулироваться расстоянием между электродами.
  • Длина факела может составлять 100- 200 мм. Пользуясь различными участками факела можно получать пламя различной температуры.


Рис.3. Схема атомноводородной горелки

Основные недостатки атомноводородной сварки:

  • Ввиду значительного напряжения атомноводородной дуги для питания ее применяют специальные сварочные трансформаторы с повышенным напряжением холостого хода ( обычно около 300 в ) и со специальными устройствами для защиты сварщика от поражения током.
  • При высокой температуре дуги водород довольно легко соединяется с углеродом стали, образуя газообразные углеводороды, в результате чего содержание углерода в наплавленном металле может значительно снизиться, несмотря на хорошую защиту от окисления.
  • Сложность процесса зажигания дуги. Необходимо иметь специальное оборудование для вырабатывания, очистки и диссоциации водорода.
  • Для питания дуги косвенного действия чаще применяется переменный ток.
  • В основном применяется для заготовок малых толщин, а для толстостенных заготовок необходимо вводить в зону сварки присадочный материал.
  • Неудобная технологически форма сварочного пламени.

Приоритетная область применения атомноводородной сварки

область применения атомноводородной сварки – использование ее при сварки специальных легированных конструкционных сталей, а также алюминия и его сплавов. При сварке алюминия необходимо применять флюс, так как водород не восстанавливает окись алюминия. Применение атомноводородной сварки технически и экономически целесообразно лишь на материале малых толщин, примерно 1 – 5 мм.

Источник: http://oitsp.ru/welding_article/atomnovodorodnaya-svarka

Водородный сварочный аппарат

Водородная сварка

Водородно – кислородное пламя имеет хорошую эффективность и является предпочтительной заменой ацетилено-кислородного пламени, для сварки, пайки и резки.

Водородно – кислородная сварка частично заменяет сварку и пайку в среде инертных газов (например, аргона), и в отличии от стандартных способов газосварки, является абсолютно безвредной, так как продуктом горения является водяной пар.

Водородно – кислородный сварочный аппарат можно использовать для широкого спектра обрабатываемых материалов: любой стали, цветные и благородные металлы, чугун, стекло, керамика, золото и т.д.

Для работы водородно – кислородного сварочного аппарата необходима только вода в маленьком количестве (примерно 0,2 литра в час).

Для обеспечения бесперебойной работы водородного сварочного поста, не нужно создавать запасы ацетилена и кислорода в баллонах.

Наш водородный сварочный аппарат позволяет выполнять широкий спектр работ – от сварки, микросварки и пайки пламенем размером с иголку до резки листовой стали толщиной до 10 мм и более. Обычно водородно – кислородная смесь превосходит ацетилено-кислородную по технологическим возможностям, а не просто является её более дешевым заменителем.

Водородный сварочный аппарат может работать непрерывно.

При применении водородно-кислородного пламени уменьшаются затраты на обслуживание рабочих мест, отсутствуют отходы производства, абсолютно безвредно – продуктом горения является водяной пар.

Преимущество этого аппарата перед аналогами

  • 1. большая производительность при небольших габаритах
  • 2. стабильное давление
  • 3. специальная технология изготовления пластин обеспечивает большой ресурс работы
  • 4. применение ШИМ (PWM) позволило уменьшить энергозатраты и снизить вес оборудования
  • 5.

    интеллектуальное управление

  • 6. Автоматическое и ручное управление
  • 7. удобство в использовании
  • 8. долговечность и простота обслуживания
  • 9. удобное управление мощностью
  • 10. широкий спектр применения
  • 11.

    высокое качество при небольшой стоимости

  • 12. высокая эффективность и удобство, по сравнению с газобаллонным оборудованием
  • 13. один аппарат можно использовать для работ на нескольких рабочих местах одновременно.

    Аппарат будет самостоятельно подстраиваться под действия персонала, автоматически удерживая нужное давление газа в системе.

Сравнение затрат при эксплуатации сварочного оборудования

Стандартное газобалонное оборудование в Украине:

  • Стоимость Ацетилен баллона 40 л. – 50$/шт.
  • Заправка Ацетилен баллона 40 л. – 40$/шт.
  • Стоимость Пропан-бутан баллона 50 л. – 35$/шт.
  • Заправка Пропан-бутана 50 л. – 15$/шт.
  • Стоимость Кислород баллон 40 л. – 50$/шт.
  • Заправка Кислород баллон 40 л. – 6$/шт.
  • Редуктор + манометр – 15$.
  • Стоимость комплекта с баллоном Ацетилен – 161$.
  •  Стоимость комплекта с баллоном Пропан-бутан – 121$. (без шлангов, горелок и т.д)

Стоимость расходных материалов за 5 рабочих дней (30 рабочих часов).

  • 1 баллон Ацетилена + 10 баллонов Кислорода = 100$.
  • 1,3 баллон Пропан-бутан + 10 баллонов Кислорода = 80$.
  • + доставка баллонов, стоимость которой часто превышает стоимость самого газа.

Стоимость водородно-кислородного газосварочного оборудования:

Ориентировочная стоимость – 1300$.

Стоимость расходных материалов за 5 рабочих дней (30 рабочих часов).

Мощность усредненная 2,5 кВт/час

2,5 х 30 = 75 кВт/час ( потребление ел. Энергии за 30 часов.)

75 х 0,05 = 3,75. (примерная стоимость ел. Энергии за 30 часов.)

Расход воды 15 л.

15 х 0,1 = 1,5$. (стоимость дистиллированой воды)

3,75 + 1,5 = 5,25$. (затраты на 30 рабочих часов)

Вывод:

Стоимость расходных материалов за 5 рабочих дней (30 рабочих часов).

  • Ацетилена + Кислорода = 100$.
  • Пропан-бутан + Кислорода = 80$.
  • Вода + Эл. Энергия = 5, 25 $.

Срок окупаемости при 5 дневной рабочей неделе составит 1300$ / (100$ – 5.25$ ) = 14 недель (3,5 месяца)

Спустя 3,5 месяца вы сможете получать дополнительную прибыль 95$ в неделю или 380 дол в месяц!

  • Питание – 220 (380)В, 50 Гц
  • Потребляемая мощность – 4 кВт
  • Давление газа – 0,5 атм.
  • Макс. температура пламени – 2600 – 3000 ºC
  • Производительность газовой смеси – от 0 до 16,6 л/мин.
  • Средний расход воды – 225 см3/ч
  • Время непрерывной работы – 8 часов
  • Толщина свариваемой стали – от 0,1 до 5 мм.
  • Габариты – 695x265x340 мм.
  • Масса – 40 кг.

один личный тест лучше семи прочитанных отзывов!

В течение 14 дней после покупки вы можете вернуть любое устройство для экономии на авто без объяснения причины.

Гарантия – лучшее подтверждение качества!

На всю продукцию даем 1-2 года гарантии. В течение срока бесплатно обменяем или отремонтируем приборы.

Усовершенствование автомобиля с сохранением гарантии на него!

Большая часть наших товаров для авто устанавливается без нарушения заводской гарантии на машину. Вам не обязательно обращаться в дорогой фирменный сервис.

Сотрудничество с производителем – самое выгодное сотрудничество!

Почти все товары для тюнинга и экономии мы выпускаем сами. Поэтому вы купите эмуляторы и другую продукцию по минимальной стоимости, получите консультацию по установке и использованию устройств. Кроме того, мы регулярно проводим новые акции.

Источник: https://sdsauto.com/vodorodnaya_svarka.html

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.