Зварювальне полум'я пальника
Зварювальне полум'я утворюється в результаті спалювання газоподібного палива або парів горючої рідини в чистому кисні.
Зварювальне полум'я нагріває і розплавляє метал деталі і присадного дроту в місці зварювання, в результаті чого утворюється зварювальна ванна. Зовнішній вигляд, температура і характер впливу зварювального полум'я на розплавлений метал залежать від того, яке пальне подається в пальник і в якому об'ємному співвідношенні воно знаходиться з киснем. Змінюючи кількість кисню і пального газу, що надходять в пальник, зварювальник змінює склад горючої суміші і тим самим змінює зварювальне полум'я - його зовнішній вигляд, температуру, склад продуктів згоряння, його властивості та ін.
На малюнку показані схеми різних видів киснево-ацетиленового полум'я: нормального, окисного і науглероживается.
Теоретично нормальне полум'я виходить тоді, коли на один об'єм ацетилену в пальник подається один об'єм кисню. Практично, внаслідок деякої забрудненості кисню, нормальне полум'я утворюється при трохи більшій кількості кисню - від 1,1 до 1,3 від обсягу ацетилену.
Нормальне киснево-ацетиленове полум'я має три ясно помітні зони: ядро, відновну (середню зону) і факел (окислювальну зону).
Ядро має різко окреслену злегка бочкообразную форму з заокругленим кінцем. Всередині ядра знаходиться ще не згоріла суміш кисню і ацетилену. Оболонка ядра яскраво світиться, так як складається з розпечених частинок вуглецю. Внутрішня частина ядра має синюватий колір, температура ядра близько 900 ° С.
Відновлювальна (середня) зона має злегка блакитний колір. Вона складається з продуктів неповного згоряння ацетилену - окису вуглецю і водню, які раскисляют розплавлений метал, т. Е. Віднімають кисень від оксидів металу, наявних в зварювальної ванні. Процес відібрання кисню від оксидів металу називається відновленням, тому дану зону полум'я називають відновної. Якщо зварювання ведеться так, що розплавлений метал зварювальної ванни знаходиться в відновлювальної зоні, то метал шва виходить без включень окислів, пор, газових міхурів і інших дефектів. Відновлювальна зона має найбільш високу температуру в місці, віддаленому на 3-6 мм від кінця ядра полум'я (близько 3200 ° С). При зварюванні розплавляється метал повинен розміщуватися на відстані від кінця ядра полум'я.
Факел, або окислювальна зона, розташований за відновної зоною. Він складається з вуглекислого газу (двоокис вуглецю), парів води і азоту, які з'являються в полум'я при згорянні окису вуглецю і водню відновної зони за рахунок кисню навколишнього повітря. З цієї причини температура факела значно нижче, ніж температура відновної зони, і коливається в межах 1200-2500 ° С.
Науглероживается або, як його іноді називають, ацетіленістое полум'я виходить при подачі в пальник менш одного обсягу кисню на один обсяг ацетилену. Ядро полум'я втрачає різкість свого обриси, стає розпливчастим, а у кінця ядра з'являється зелений віночок, за яким судять про надлишок ацетилену. Відновлювальна зона світліше і майже зливається з ядром, межа між відновлювальної зоною і факелом зовсім зникає; факел набуває жовтувате забарвлення. При великому надлишку ацетилену полум'я починає коптити, т. Е. В ньому відчувається недолік кисню, необхідного для повного згоряння ацетилену. Надлишок ацетилену розкладається на вуглець і водень. Вуглець легко розчиняється в розплавленому металі і погіршує якість шва. Температура науглероживается полум'я нижче, ніж нормального.
Характер зварювального полум'я визначається зварювальником на око по його формою і забарвленням. Регулюючи полум'я, слід правильно вибирати тиск кисню. При надмірно великому тиску кисню суміш витікає з мундштука пальника із занадто великою швидкістю і полум'я стає «жорстким». Таке полум'я видуває розплавлений метал зварювальної ванни і ускладнює ведення процесу зварювання. Якщо тиск кисню занадто велике, то полум'я відривається від кінця мундштука, а якщо занадто низька, - полум'я коротшає і при наближенні мундштука пальника до металу виникають зворотні удари.
При правильно встановленому тиску кисню полум'я буде рівне і стійко горить. Якість наплавленого металу і міцність шва багато в чому залежать від характеру полум'я. Тому зварник повинен завжди звертати велику увагу на зовнішній вигляд зварювального полум'я і правильно його регулювати. Полум'я доводиться регулювати протягом всього процесу зварювання, так як при нагріванні наконечника пальника склад газів в суміші змінюється, зокрема зменшується кількість ацетилену. Тому при первісної регулюванню полум'я необхідно залишати певний «запас ацетилену», для чого ацетиленовий вентиль на пальнику не повинен бути повністю відкритий. В цьому випадку при зварюванні, у міру нагрівання пальника і зменшення кількості ацетилену в газовій суміші, зварювальник, не припиняючи процесу зварювання, додає ацетилен, відкриваючи вентиль великим пальцем правої руки.
Для різних металів потрібен різний характер полум'я. Так, наприклад, при зварюванні чавуну, хромистих сталей і наплавленні твердих сплавів полум'я береться з невеликим надлишком ацетилену, а при зварюванні латуні - з надлишком кисню.
Зварювальне полум'я повинне мати достатню тепловою потужністю, т. Е. Давати таку кількість тепла, яке необхідно для розплавлення металу, що зварюється і покриття втрат тепла в основний метал і навколишнє середовище. Потужність пл.амені пальника повинна бути тим більшою, чим більше товщина зварюваного металу і чим більше його коефіцієнт теплопровідності. Зі зменшенням температури плавлення металу і збільшенням кута нахилу мундштука пальника необхідна потужність полум'я може бути зменшена. Про потужність полум'я судять за кількістю літрів ацетилену, що витрачається пальником на годину: чим більше витрачається ацетилену, тим більше потужність полум'я. На наконечнику пальника іноді вказується, скільки літрів ацетилену спалюється на годину.