Saldatura a gas: vantaggi e applicazioni
Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere: - 1. Significato della saldatura a gas 2. Barre di riempimento nella saldatura a gas 3. Flussi 4. Applicazioni 5. Vantaggi 6. Svantaggi.
Significato della saldatura a gas:
La saldatura a gas è un processo di saldatura a fusione in cui il calore per la saldatura è ottenuto dalla combustione di ossigeno e gas combustibile. Il gas combustibile può essere acetilene, idrogeno, propano o butano.
Si produce così un'intensa fiamma di gas che scioglie i bordi delle parti da saldare. Il metallo fuso viene lasciato fluire per solidificare insieme e si ottiene un giunto continuo.
La saldatura a gas è particolarmente adatta per unire lamiere e piastre con spessore da 2 a 50 mm. Un ulteriore metallo chiamato materiale di riempimento viene utilizzato per uno spessore superiore a 15 mm. Questo metallo d'apporto è usato sotto forma di bacchetta per saldatura.
La composizione dell'asta di riempimento è solitamente uguale a quella del metallo di base. Il metallo d'apporto è usato per riempire la cavità fatta durante la preparazione del bordo. Un materiale di flusso viene anche utilizzato durante la saldatura per rimuovere le impurità e gli ossidi presenti sulle superfici metalliche da unire.
Diverse combinazioni di gas sono utilizzate per produrre fiamma di gas caldo, ad es. Ossigeno e acetilene, ossigeno e idrogeno, ossigeno e propano, aria e acetilene ecc.
La combinazione di ossigeno e acetilene è la più utilizzata. Questa combinazione brucia per produrre una temperatura della fiamma più alta di circa 3200 ° C. Tale fiamma prodotta è nota come fiamma ossiacetilenica.
La temperatura approssimativa prodotta da diverse combinazioni è elencata di seguito:
(i) ossiacetilene, 3200 ° C
(ii) Oxy-idrogeno, 2800 ° C
(iii) ossi-butano, 2700 ° C
(iv) Oxy-propano, 2200 ° C
(v) Oxy-carbone gassoso, 2100 ° C
(vi) Aria-acetilene, 2000 ° C
(vii) Aria-idrogeno, 1800 ° C
(viii) Aria-propano, 1750 ° C
La fiamma ossiacetilenica viene utilizzata per la saldatura di metalli con temperatura di fusione elevata come acciaio dolce, acciaio ad alto tenore di carbonio ecc. D'altra parte, la fiamma di ossido di idrogeno viene utilizzata per la saldatura di metalli con bassa temperatura di fusione come alluminio, piombo, magnesio, eccetera.
Saldatura ossiacetilenica:
Quando una combinazione di ossigeno e acetilene viene utilizzata in proporzioni corrette, per produrre una fiamma di gas intensa, il processo è noto come saldatura ossiacetilenica.
Una fiamma di gas ossiacetilenico ha una temperatura di circa 3200 ° C e quindi può fondere tutti i metalli disponibili commerciali. Un bocchettone di riempimento dello stesso materiale viene utilizzato per riempire la cavità realizzata durante la preparazione del bordo, se lo spessore del metallo è superiore a 15 mm. Un flussante viene utilizzato per rimuovere le impurità e gli ossidi presenti sulla superficie metallica.
Per accendere la fiamma, aprire la valvola di controllo dell'acetilene della torcia di saldatura. L'ossigeno necessario viene prelevato dall'atmosfera per bruciare parzialmente l'acetilene.
La valvola di controllo dell'ossigeno è quindi aperta per regolare il volume richiesto di acetilene e miscela di ossigeno e bruciare. I tre diversi tipi di fiamme di gas prodotti cambiando i volumi del mix.
Esistono due sistemi disponibili per la saldatura ossiacetilenica:
(a) Saldatura ossi-acetilene a bassa pressione.
(b) Saldatura ossi-acetilene ad alta pressione.
Questi sono discussi breve nei seguenti articoli:
(a) Saldatura a gas a bassa pressione:
La saldatura a gas a bassa pressione utilizza acetilene a bassa pressione che viene prodotta in un generatore (cilindro a bassa pressione) attraverso una reazione controllata di carburo di calcio e acqua, come nella seguente equazione:
L'acetilene prodotto con questo metodo è a bassa pressione, leggermente al di sopra della pressione atmosferica. Il gas viene trasportato in tubi nel luogo di lavoro in cui viene utilizzato. Viene utilizzato un tubo di scarico del tipo ad iniettore che aspira il gas acetilene dal generatore per effetto dell'iniezione del getto di ossigeno.
Un valore di contropressione idraulico viene anche utilizzato con tubo di soffiaggio o torcia che impedisce il riflusso di acetilene nel generatore.
L'acetilene prodotto non è puro, e quindi viene fatto passare attraverso un purificatore per rimuovere la polvere di calcare, l'ammoniaca, ecc. Il generatore di acetilene viene posizionato all'esterno dell'edificio per evitare qualsiasi pericolo per impedirne il calore e la luce del sole.
La saldatura a gas a bassa pressione viene utilizzata in unità di produzione, dove il fabbisogno di acetilene è in grande quantità.
(b) Saldatura a gas ad alta pressione:
La saldatura del gas ad alta pressione utilizza ossigeno ad alta pressione e acetilene ad alta pressione. Entrambi i gas ad alta pressione sono disponibili commercialmente in forma compressa in cilindri.
I gas ad alta pressione vengono forniti al tubo di soffiaggio ad alta pressione. Il tubo di soffiaggio ha una valvola di regolazione dell'ossigeno, una valvola di regolazione dell'acetilene e una camera di miscelazione.
La funzione del regolatore è di controllare la pressione di due gas in base al fabbisogno di lavoro. I due gas vengono miscelati nella camera di miscelazione e passano attraverso l'ugello della torcia.
La saldatura a gas ad alta pressione è il metodo più comunemente usato, poiché entrambi i gas ad alta pressione sono disponibili commercialmente nei cilindri. È utilizzato in ingegneria generale e lavori di manutenzione.
Stecche di riempimento nella saldatura a gas:
La funzione dell'asta di riempimento (detta anche asta di saldatura) è quella di fornire al metallo aggiuntivo la necessità di saldare. Generalmente è fatto della stessa composizione e proprietà del metallo base. Dovrebbe essere privo di polvere, grasso, ruggine, particelle non metalliche e qualsiasi altra contaminazione.
Alcuni materiali di riempimento e i loro usi sono riportati nella Tabella 7.7:
Flussanti nella saldatura a gas:
Durante l'operazione di saldatura, la temperatura del metallo fuso è abbastanza alta. Il metallo così caldo tende a reagire con l'ossigeno e l'azoto presenti nell'aria atmosferica e a formare ossidi e nitruri.
Gli ossidi si traducono in saldature di scarsa qualità, a bassa resistenza o, in alcuni casi, possono persino rendere impossibile la saldatura. Gli ossidi formati hanno una temperatura di fusione superiore a quella del metallo base. Inoltre disturbano il movimento dell'asta di saldatura.
Per evitare questa difficoltà, durante la saldatura viene utilizzato un flusso. Un fondente è una sostanza chimica utilizzata per prevenire, dissolvere o rimuovere gli ossidi formati durante la saldatura. È composto chimico fusibile e non metallico.
I fondenti sono disponibili in varie forme, come polveri secche, una pasta, liquidi o rivestimenti sulla barra di saldatura. Nella saldatura a gas, il borace, cloruro di sodio sono comunemente usati come materiale di flusso. Il flusso secco viene applicato riscaldando l'estremità dell'asta di saldatura e immergendola nel materiale in polvere.
Un singolo flusso non è adatto per la saldatura di tutti i metalli. Il tipo di flusso utilizzato dipende dal funzionamento e dal metallo base che viene saldato.
I flussi comunemente utilizzati per la saldatura di metalli diversi sono riportati nella Tabella 7.8:
Funzioni del flusso:
1. Il flusso impedisce la formazione di ossidi, nitruri e altri materiali indesiderati nel bagno di saldatura.
2. Il flusso protegge il metallo fuso dall'ossigeno atmosferico per entrare all'interno.
3. Il flusso reagisce chimicamente con gli ossidi presenti e forma una scoria fusibile a bassa temperatura di fusione, la scoria galleggia durante la saldatura e si deposita sulla superficie superiore dell'articolazione dopo solidificazione del metallo. Può essere facilmente spazzolato via con il pennello e con il martelletto.
4. Il flusso agisce come un detergente migliore. Aiuta a pulire e proteggere la superficie del metallo di base.
Proprietà del flusso buono:
Un buon flusso dovrebbe avere le seguenti proprietà desiderabili:
1. Dovrebbe avere una temperatura di fusione bassa rispetto al metallo base.
2. Dovrebbe reagire facilmente e facilmente con gli ossidi metallici e formare una scoria fusibile a bassa temperatura di fusione per galleggiare sulla parte superiore della saldatura.
3. Dovrebbe essere facilmente scheggiato dopo la solidificazione.
4. Dovrebbe anche agire come un detergente migliore.
5. Non dovrebbe influire negativamente sul metallo di base.
6. Non dovrebbe reagire chimicamente con il metallo base.
7. Non deve causare corrosione sulla saldatura finita.
Applicazioni della saldatura a gas:
La saldatura a gas ossiacetilenico è ampiamente utilizzata in campo pratico.
Alcune applicazioni importanti sono:
1. Per unire la maggior parte dei metalli ferrosi e non ferrosi, acciai al carbonio, acciai legati, ghisa, alluminio e sue leghe, nichel, magnesio, rame e sue leghe, ecc.
2. Per unire metalli sottili.
3. Per l'unione di metalli nelle industrie automobilistiche e aeronautiche.
4. Per unire metalli in impianti di fabbricazione di lamiere.
5. Per unire materiali, è necessario un tasso di riscaldamento e raffreddamento relativamente lento, ecc.
Vantaggi della saldatura a gas:
I seguenti sono i vantaggi della saldatura a gas:
1. Processo portatile e più versatile:
La saldatura a gas è probabilmente un processo portatile e più versatile. Le gamme di prodotti per la saldatura a gas sono molto ampie. Può essere applicato a diversi lavori di produzione, manutenzione e riparazione.
2. Migliore controllo sulla temperatura:
La saldatura a gas offre un controllo migliore sulla temperatura del metallo nella zona di saldatura controllando la fiamma del gas.
3. Migliore controllo sulla velocità di deposito del metallo di riempimento:
Nella saldatura a gas, la fonte di calore e il metallo di riempimento sono separati a differenza della saldatura ad arco. Ciò fornisce un migliore controllo sulla velocità di deposizione del metallo di riempimento.
4. Adatto per saldare metalli dissimili:
La saldatura a gas può essere adatta per saldare i metalli dissimili con materiale di riempimento e flusso adatto.
5. Basso costo e manutenzione:
Il costo e la manutenzione delle attrezzature per la saldatura a gas sono bassi rispetto ad altri processi di saldatura. L'attrezzatura è versatile, autosufficiente e portatile.
Svantaggi della saldatura a gas:
1. Non adatto per sezioni pesanti:
Poiché il calore prodotto non è sufficiente e quindi le sezioni pesanti non possono essere unite economicamente.
2. Meno temperatura di lavoro della fiamma del gas:
La temperatura della fiamma è inferiore alla temperatura dell'arco.
3. Tasso lento di riscaldamento:
La velocità di riscaldamento e raffreddamento è relativamente lenta. In alcuni casi questo è vantaggioso.
4. Non adatto per metalli refrattari e reattivi:
I metalli refrattari come il tungsteno, il molibdeno e i metalli reattivi come il titanio e lo zirconio non possono essere saldati con il processo di saldatura a gas.
5. Area più grande colpita dal calore:
La saldatura a gas si traduce in una maggiore area colpita dal calore a causa del riscaldamento prolungato del giunto.
6. La schermatura del flusso non è così efficace:
La schermatura del flussante nella saldatura a gas non è efficace come nel caso della saldatura TIG o MIG. L'ossidazione non può essere completamente evitata.
7. Problema nello stoccaggio e nella gestione dei gas:
Ulteriori problemi di sicurezza sono associati allo stoccaggio e alla manipolazione di gas esplosivi come acetilene e ossigeno.
