Используя газовые линзы, можно улучшить качество сварных швов при работе с чувствительными к воздействию воздуха металлами. О достоинствах и недостатках газовых линз – в нашей статье.
Виды газовых течений
Газовые потоки делятся на два вида: турбулентные и ламинарные. Они возникают и во время, например, полуавтоматической или аргонодуговой сварки. Эти потоки кардинально отличаются.
В конце XIX века британский физик Осборн Рейнолдс установил, что при низкой скорости течения жидкостей их слои движутся по параллельным траекториям, не перемешиваясь. После преодоления критического значения характер течения меняется и становится хаотичным. Аналогично ведут себя и газы. Упорядоченное течение назвали ламинарным, хаотичное – турбулентным.
Особенности ламинарного течения
Название ламинарный произошло от латинского слова lamina, которое переводится как «пластинка». При таком виде течения газовые потоки перемещаются упорядоченно, без изменений направления, скачков скорости или давления. Это похоже на параллельное движение отдельных слоев.
Вода из крана представляет собой ламинарное течение
Особенности турбулентного течения
Название «турбулентный» произошло от латинского turbulentus — «беспорядочный». В этом случае газовый поток не однородный: меняется скорость и направление движения слоев.
Характер движения дыма тлеющей сигареты –пример турбулентного течения
Устройство и назначение газовых линз
При выполнении аргонодуговой сварки характер и скорость движения защитного газа во многом определяют качество полученных швов. При высокой скорости движения аргона, он создает разреженную зону в районе выхода из сопла. Это способствует подсосу кислорода и его попаданию в сварочную зону. К аналогичному результату приводит и слишком низкая скорость подачи аргона. В этом случае в общем потоке газа образуются разрывы, в которые попадает воздух. И в том, и в другом варианте результат получается одинаковый – пористость швов.
Газовая линза позволяет избежать такой ситуации. Основным ее элементом является пятислойная металлическая решетка из нержавеющей стали, установленная в латунном корпусе цангового зажима. Именно она устраняет турбулентность и обеспечивает газовому потоку ламинарность, что исключает попадание воздуха в сварочную зону. Газовая линза больше, чем стандартный цанговый зажим. По этой причине при ее установке заменяется и сопло горелки.
Газовая линза позволяет получить ламинарный поток аргона при сварке
Керамические сопла для газовых линз отличаются от стандартных сопел большим диаметром и меньшей длиной. Выпускаются и специальные удлиненные модели для работы в труднодоступных метах (например, для сварки угловых швов).
Применение газовых линз
Газовые линзы применяются, когда необходимо обеспечить надежную газовую защиту свариваемых материалов, обладающих особыми свойствами. В первую очередь к ним относится титан. Этот материал востребован благодаря низкому удельному весу, отличной коррозионной стойкости и высокой прочности. Одновременно с этим титан отличается повышенной химической активностью по отношению к газам, содержащимся в воздухе.
При нагревании до 350 °С металл начинает активно поглощать кислород. При этом образуются оксиды титана, которые характеризуются низкой пластичностью и высокой твердостью. При температуре в 500 °С начинается активное взаимодействие металла с азотом. Этот процесс сопровождается образованием нитридов, обладающих сходными с оксидами свойствами.
Еще один вредный для титана газ — водород. Он делает металл хрупким. В результате даже цельная с виду деталь может со временем расколоться по сварному шву.
Газовые линзы полезны при сварке сложных по форме изделий, когда сварочные работы приходится выполнять при увеличенном расстоянии между поверхностью металла и электродом.
Газовые линзы универсальны и при соблюдении определенных правил могут использоваться в разных условиях. Так, для улучшения защиты сварочной зоны от бокового ветра или выполнения работ на повышенных скоростях увеличивается диаметр сопла и расход газа, а расстояние от горелки до детали уменьшается.
Характер движения газа без газовой линзы (сверху) и с газовой линзой (снизу)
Преимущества и недостатки газовых линз
Преимущества:
- Поток аргона становится упорядоченным и более устойчивым к движению поперечных воздушных масс.
- Поток действует на большем расстоянии, а значит, можно держать сопло дальше от металла и увеличить вылет вольфрамового электрода. Это одновременно улучшает сварщику обзор.
- Газовые линзы позволяют работать с металлами, особо чувствительными к влиянию воздуха.
- При этом угол наклона горелки не влияет на качество швов.
При засорении решетки из нержавеющей стали нет необходимости менять газовую линзу целиком. Достаточно удалить верхний слой сетки.
Недостатки:
- Их использование оптимально для сварки простых швов в легкодоступных местах.
- При применении газовых линз увеличивается расход защитного газа. Максимально он может превышать норму на 40 %.
Заключение
Газовые линзы дороже стандартных цанговых держателей, но они удобны при работе с чувствительными к влиянию воздуха металлами (титаном или алюминием).