Газосварочное оборудование нового поколения, работающее на воде…

Источник материала:

Электролизеры «ЛИГА»

Газовой сварке уже почти сто лет. Несмотря на появление множества новых способов сварки, многие работы и сейчас удобнее выполнять газовой горелкой. В качестве горючего газа для сварки повсеместно используют ацетилен. Объем применения прочих горючих газов ничтожно мал. В 70—80-х гг. исследования, проведенные специалистами Института электросварки им. Е.О. Патона, Киевского политехнического института и ряда других организаций в СССР и за рубежом, показали, что вместо ацетилена можно использовать водород. При этом производительность и качество сварки углеродистых сталей и многих других сплавов могут быть такими же, как при работе на ацетилене. 

Давно известно, что тепловые характеристики водородно-кислородного пламени позволяют сваривать, резать, паять, плавить и термообрабатывать большинство металлов, кварц, любое стекло и керамику. По температуре оно такое же, как ацетиленокислородное, а увеличение расхода водородно-кислородной смеси в 1,7—2,0 раза по сравнению с ацетиленокислородной позволяет обеспечить такую же скорость локального нагрева металла до температуры плавления. Но ацетиленокислородное пламя является восстановительным по отношению к жидкому железу, а водородно-кислородное — окислительным. Это долгое время мешало сваривать сталь водородно­кислородным пламенем: сварочная ванна покрывалась сплошным слоем шлака, а шов получался хрупким и пористым. Но выяснилось, что если добавлять к водородно-кислородной смеси пары органических веществ, связывающих кислород, то можно получать безупречные по качеству швы. В Киевском политехническом институте доказали, что достаточно добавить всего 2,2 % (по объему) паров бензина, и пламя становится химически нейтральным. Вместо бензина можно добавлять различные углеводороды с температурами кипения от 30оС до 80оС. Расход  добавки мизерный, так как она является не теплоносителем, а раскислителем, связывающим лишний кислород. Для выполнения такого объема сварки стали, на который расходуют баллон ацетилена, требуется всего около 100 граммов бензина. 

Таким образом, технологические ограничения на применение водородно-кислородной смеси при сварке были сняты, однако объем применения водорода для сварки все еще остается ничтожным. Причина — до последнего времени не было пригодного для сварки источника водорода. Баллоны тут не годятся: их потребуется в 3—5 раз больше, чем при работе на ацетилене и кислороде. Это явно нерентабельно. Но там, где есть электроэнергия, источником водорода и кислорода может быть обычная вода. При электролизе воды получаются сразу и горючий газ (водород), и окислитель (кислород), к тому же в оптимальном соотношении. Значит, если сделать электролизер, который можно доставлять к месту сварки, то можно подавать газ из него прямо в горелку и обходиться без баллонов. 

Эту очевидную идею пытались реализовать с 30-х годов, но не получалось. Основным препятствием оказалось соотношение веса электролизера и количества вырабатываемого газа. Газосварочное оборудование обычно должно быть передвижным. Но долгие годы количества газа от передвижных электролизеров хватало только для ювелирных работ, пайки зубных протезов и т.п. В 80—90-х гг. наряду со стационарными электролизерами (300 кг), применяемыми для сварки стали толщиной 5—6 мм, появились передвижные электролизеры, позволяющие сваривать лист толщиной 1—2 мм. Однако для строительства и общепромышленного применения этого явно недостаточно. 

Закрытое акционерное общество «ЛИГА» преодолело «весовой» барьер, совершив скачок в соотношении веса и производительности по сравнению с электролизерами других фирм. В 1993 г. предприятие первым в мире сделало передвижной электролизер, пригодный по производительности, времени непрерывной работы без дозаправки и другим характеристикам для общепромышленного применения и в строительстве. 

К настоящему времени создан параметрический ряд электролизно­-водных сварочных аппаратов, охватывающий почти все задачи газопламенной обработки материалов (см. таблицу). В состав каждого аппарата входят собственно электролизер, шланги (длиной до шести метров), горелка, «ЛИГА-41» по желанию может комплектоваться резаком. Аппараты позволяют выполнять практически все виды газопламенной обработки материалов, за исключением резки стали толще 30 мм. Они применимы повсеместно, в частности, при сварке труб в зданиях, ремонте автомашин, строительной, сельскохозяйственной и бытовой техники, при газопламенной пайке и наплавке, при ювелирных работах, в стоматологии, при термической обработке, отжиге стекла. 

Это первые передвижные и переносные аппараты для общепромышленного применения и строительства за все время существования газовой сварки. До них реальной альтернативы баллонам при газовой сварке в промышленности и строительстве не было. Кроме них, нет и сейчас. 

Аппараты  сертифицированы  Госстандартом России  и Республики Беларусь, также качество аппаратов подтверждено сертификатами развитых стран Европы, Скандинавии и Америки. 

Технологические возможности каждого из аппаратов определяются его производительностью по газу. Для сварки листовой стали нужно не менее 270—300 л/ч водородно-кислородной смеси на 1 мм толщины. Больше — можно: квалифицированный сварщик сумеет сварить тонкий металл мощным пламенем и не прожечь его. Меньше — нельзя: не хватит тепла и не будет ни производительности, ни качества. 

Аппарат «ЛИГА-12» малогабаритный, переносной, питается от бытовой сети 220 В. При незначительной потребляемой мощности 1,8 кВт позволяет сваривать, резать сталь и цветные металлы толщиной до 2 мм. Температура чистого пламени легко регулируется от 600оС до 2600оС. Данный аппарат хорошо себя зарекомендовал у ювелиров, стоматологов и ремонтников холодильного оборудования. Технологические возможности аппарата «ЛИГА-12» рекордные: при малом весе (12 кг) и незначительной потребляемой мощности 1,8 кВт он вырабатывает за 1 час работы порядка 330 литров газовой смеси, расходуя при этом 150 мл дистиллированной воды. 

Аппарат «ЛИГА-31» позволяет резать и сваривать сталь и цветные металлы толщиной стенки до 3 мм. Он нашел себе применение на станциях технического обслуживания автомобилей, где применение баллонов с взрывоопасными газами (пропан, кислород) чревато серьезными последствиями. Аппарат очень удобен при наплавке и пайке цветных и черных металлов. Очень простой контроль производительности делает сварочный аппарат легко приспосабливаемым для выполнения самых различных задач в труднодоступных местах (ремонт радиаторов, блоков двигателей, ступиц, при кузовных работах). Встроенная система контроля подает сигнал в случаях достижения давления либо уровня электролита своих предельных значений и автоматически выключает аппарат от электрической сети, обеспечивая этим двойную пожаровзрывобезопасность. 

Аппарат «ЛИГА-41» разработан по предложению сотрудников аварийных служб. Он позволяет сваривать трубы с толщиной стенки до 5 мм, производить заварку дефектов чугунного и цветного литья. Также его можно применять для ручной и машинной резки металлов толщиной до 30 мм. В этом варианте подогревающее пламя резака питается от аппарата, а режущий кислород подают из баллонов. При такой технологии резки поверхность реза гораздо чище, чем при резке ацетиленом, пропаном, металл ненауглероживается и не закаливается, отсутствует грат, воздух не загрязняется окислами азота. Данная технология позволяет технически решить проблему безопасного выполнения резки в колодцах и тоннелях, в метрополитене, где использование ацетилена и пропана запрещено. 

Аппарат «ЛИГА-41А» по своим характеристикам аналогичен аппарату «ЛИГА-41». Различие состоит в том, что он может работать в интервалах температуры от –15оС до +40о С, что позволяет его применять в строительных и ремонтно-восстановительных работах при отрицательных температурах воздуха.        

Аппараты «ЛИГА-42» и «ЛИГА-43» являются стационарными сварочными постами. Все аппараты позволяют выполнять и мелкие работы, в том числе и микрофакелом диаметром менее 1 мм. Других изготовителей с такой производительностью по газу и технологическими возможностями, пожаровзрывобезопасностью в странах СНГ нет. Есть, однако, зарубежные аналоги, но их вес превышает 250—300 кг. К настоящему времени уже накоплен определенный опыт производственного использования аппаратов. Переход на работу аппаратами не вызывал затруднений у профессиональных газосварщиков. Переучивать их не требовалось — достаточно было краткого инструктажа. Качество сварных соединений трубопроводов, выполненных с применением аппаратов, удовлетворяет требованиям СНиП 3.05.01-85, СНиП 3.05.05-84. Паять различными припоями цветные металлы удобнее и быстрее. Аппараты оказались очень эффективными при выполнении пайки и сварки в труднодоступных местах. Для стекла и оксидной керамики водородно-кислородное пламя — вообще идеальный источник нагрева, так как окислительный характер пламени в этом случае преимущество, а не препятствие, как при сварке стали. 

Преимущества аппаратов «ЛИГА» в сравнении с ацетиленом, пропаном при газопламенной обработке материалов следующие: 

1. Аппараты пожаровзрывобезопасны и при хранении, и при работе. Время от включения холодного, неработающего аппарата до выхода на рабочий режим составляет всего лишь 1—2 мин. в зависимости от окружающей температуры и требуемого расхода газа. При работе аппарата газ не накапливается — никаких ресиверов и т.п. в нем нет. 

2. Производительность аппарата автоматически поддерживается равной расходу газа на горелку. Поэтому масса взрывающегося вещества (водородно-кислородной смеси) в работающем аппарате мала, и если газ в аппарате взорвать каким-либо способом, то энергия взрыва будет небольшой. Прочность аппарата обеспечивает его безопасность и исправность даже при нарушениях норм эксплуатации. 

3. Сварка становится экологически чистой. При работе на ацетилене воздух рабочей зоны загрязняется окислами азота. Они токсичны, и для снижения их концентрации ниже предельно допустимой нужна очень большая кратность воздухообмена. Поэтому при работе с ацетиленом в помещениях норматив содержания окислов азота, как правило, не выполняется. Это явно сказывается на самочувствии сварщиков. При работе с аппаратами нет ни жидких, ни твердых отходов. Единственный продукт горения — водяной пар. 

4. Работа сварщика не зависит от поставок баллонного газа или карбида кальция. 

5. Сварка резко удешевляется. На тот объем сварочных работ, на который расходуют баллон ацетилена и баллон кислорода, аппаратам нужно около 6,5 кВт.ч электроэнергии, 0,8 л дистиллированной воды и 100 г бензина. Заправка баллонов стоит раз в 10 дороже, чем электроэнергия и прочее для аппаратов. 

6. Эксплуатировать аппараты гораздо легче, чем обычные передвижные генераторы ацетилена. 

7. При резке питание подогревающего пламени от аппаратов позволяет улучшить качество резки, снизить расходы на нее и предотвратить загрязнение воздуха окислами азота. 

Продажа указанных аппаратов, их сервисное обслуживание на территории РБ осуществляется ООО «ВЭКС»: г. Минск, ул. Лынькова, д. 19, корп.1, тел.: 250-59-24, 250-59-78, ф. 250-56-84. 

Технические характеристики 

Модель                                                                            Лига 12     Лига 31 Лига 4141А   Лига 4243 

Напряжение (В)                                                                    220           220          220               380 

Мощность (кВт)                                                                    1,8            2,2           4,2              9,018 

Толщина свариваемой стали до, мм                                     2,0           3,0                5,0           10,0 

Давление газа (атм)                                                              до 0,4       до 0,6      до 0,6           до 0,6        

Расход воды (см3/час)                                                          150           250          450              1200 

Время непрерывной работы при полной заправке (час)          1,5              2             2                10/18 

Работает при температуре                                                  +5—+40    +5—+40   +5—+40        +5—+40 

воздуха (С)                                                                                                        -15—+40 

Размеры (см)                                                                     34/23/27    52/26/25   53/26/40        61/35/82 

                                                                                                                          60/26/40       80/53/110 

Производительность, мах, л/ч                                                360           480      900/1100      2100/3000 

Вес (кг)                                                                                   12             21         35/41            90/120