Атомно водородная сварка: особенности и все нюансы процедуры. Своими руками водородная сварка


Самодельная водородная сварка - Самоделки электро - Каталог статей

Самодельная водородная сварка

Как сделать сварочный аппарат своими руками в домашних условиях? В этом вам поможет эта статья. С помощью этого сварочного аппарата вы сможете резать и сваривать различные материалы в домашних условиях. Наверняка подобное устройство пригодится в хозяйстве домашнему мастеру. Горючим для этого сварочного аппарата является смесь водорода и кислорода.Источником тока может быть простое зарядное устройство, которым вы заряжаете аккумулятор вашего автомобиля. Данный сварочный аппарат обладает небольшой производительностью, поэтому его можно использовать для мелких работ, для небольших поделок.

В качестве сосуда, в котором идет процесс электролиза, используется обычная стеклянная банка на 500 мл, закрытая крышкой из полиэтилена. В полиэтиленовой крышке проделываем три отверстия - 2 отверстия для подключения контактов электродов и одно отверстие для того, чтобы отводить газы, получаемые в процессе электролиза. Электроды изготавливаем из пластин примерно шириной 4 см из облуженой жести, либо нержавейки. Электроды изгибаем змейкой (4-6 колен). Полиэтиленовую крышку и выводы в ней тщательно герметизируем любым герметиком.Чтобы заполнить электролитом банки, берем обыкновенный шприц и закачиваем с его помощью рабочий раствор.

В качестве электролита используем едкий натр (гидроокись натрия 8-10%), растворенный в дистиллированной воде.

Гидрозатвором в аппарате является сосуд №2. Здесь осуществляется барботирование полученных при электролизе газов (кислород + водород), а также происходит обогащение газов парами спирта, когда они проходят через 60-70% его раствор в воде. Затем полученная смесь газов попадает в сосуд №3, в котором находится вода и который тоже является гидрозатвором.

Два гидрозавтвора повысят безопасность работы сварочного аппарата, мешая попасть пламени в электролизер.Затвор №2 обязательно делаем из пластмассы (любая пластмассовая баночка).

В качестве сопла, из которого выходит рабочая смесь газов, можно использовать обычную медицинскую иглу. Температуру пламени (порядка 2000-2500 градусов по Цельсию) можно варьировать с помощью изменения напряжения.В качестве материала для штуцеров можно использовать стеклянные или пластмассовые трубки диаметром примерно 0.5 мм (можно от авторучек). Диаметр иглы порядка 0.6-0.8 мм

В результате электролиза происходит только расход воды, а щелочь практически не расходуется. Пополнять топливную смесь также можно с помощью шприца. Держатель-ручку для сопла делаем из дерева Внутрь в трубке шприца (до иглы) в точки А и Б помещаем тампоны из ваты, чтобы искра не попала в спиртовой раствор.

Напряжение на электродах держим порядка 2-3 В.

Повторю правила безопасности:1. Установка тампонов из ваты в точках А и Б.2. Затвор №2 (сосуд №3) делаем только из пластмассы.3. Тщательно герметизируем сосуды.Теперь вы знаете Как сделать сварочный аппарат своими руками.

zmot.at.ua

особенности и все нюансы процедуры

Технологический процесс водородной сварки представляет собой газосварку по принципу электромеханического разложения воды на два компонента: водород и кислород. Это особая технология и своими характеристиками принципиально отличается от других способов газосварки. Например, атомно водородная сварка, которая производится с принудительным добавлением водорода.

Область применения

Такая газосварка, своими уникальными свойствами, завоевала широкое применение для специальных легированных сталей и алюминиевых сплавов. Эта водородная газосварка экономически выгодна при сваривании конструкций и изделий толщиной до 5 миллиметров.

Широкое применение такая технология нашла в:

  • Авиастроении.
  • Медицинской сфере.
  • Химической промышленности.
  • Ракетно-космическом производстве.
  • Металлургической отрасли.

Во время выполнения этого водородно кислородного типа сварки происходит медленный и равномерный нагрев металла. Такой способ нагрева материала необходим при работе с:

  1. Низкоуглеродистыми и легированными сталями, толщиной до 5 миллиметров.
  2. Цветными металлами.
  3. Инструментальными сталями, для которых необходим медленный нагрев и охлаждение.
  4. Наплавочными работами при наплавке резцов.
  5. Чугуном и специальными аналогичными сталями, которые медленно остывают в среде угля и нагреваются равномерно по всей свариваемой поверхности. Своими технологическими режимами, такая газосварка предотвращает появления трещин в сварном шве.
  6. Ювелирном производстве.
  7. Изготовлении стоматологического инструмента.
  8. При изготовлении металлических оправ
  9. Запайке медицинских ампул с лекарствами.

Технологический процесс

Технологический процесс такой сварки основан на принципе подачи водородной смеси в сварочную зону. Сварочная горелка – это тот инструмент, который определяет направления, и количество этой смеси. Во время выполнения водородно кислородной технологии сварки, из-за больших температур, горелка по краям оплавляется. Ее необходимо своими руками очищать. Этот процесс газосварки может выполняться в ручном и автоматическом режимах.

Люди с опытом проведения сварочных работ могут выполнять такие работы самостоятельно своими руками. Достаточно приобрести простейший сварочный аппарат эффект 210, в комплекте поставляется дополнительная горелка. Такой аппарат работает от напряжения электросети 220 в. Им хорошо достигается эффект порезки тонких металлических пластин из любых легированных сталей, с последующим соединением любых изделий. Самодельная доработка для использования газовых баллонов с другими газами, этот сварочный аппарат можно использовать для выполнения технологии, которая называется — атомно водородная сварка.

Эффективно процесс сваривания в водородной среде используется на станциях технического обслуживания и ремонта автомобилей.

Горелка с правильно подобранным диаметром в соответствии с толщиной свариваемых деталей, обеспечивает высокий эффект продуктивного сваривания.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Особенности водородной сварки, ее преимущества и недостатки

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.

stroitel5.ru

Как сделать сварочный аппарат своими руками Аппарат для газовой резки и сварки - Инструмент по металлу - Как сделать - Каталог статей

Как сделать сварочный аппарат своими руками. Аппарат для газовой резки и сварки различных материалов, включая тугоплавкие металлы, ни одному хозяйству, думается, не помешает. Тем более компактный и абсолютно безопасный в обращении. Но где такой достать? Да и не по карману многим его приобретение.

О том, как своими руками сделать вариант малогабаритного, но достаточно мощного аппарата для газовой резки и сварки, работающего по принципу получения водородно-кислородной горючей смеси с помощью электролиза водного раствора щелочи, пойдет речь в этой статье.

В конструкции данного аппарата большее число рабочих пластин, модифицированные боковые платы и надежный штуцер для выхода горючей газовой смеси), но действующий по тому же принципу электролизер.

Тем, кто впервые сталкивается с подобным устройством, нелишне, думается, в самых общих чертах пояснить (а остальным напомнить), в чем суть такого рода конструкций. А она достаточно проста.

Между боковыми платами, соединенными четырьмя шпильками, размещены металлические пластины-электроды, разделенные резиновыми кольцами. Внутренняя ячеистая полость такой батареи на 1/2…3/4 объема заполнена слабым водным раствором щелочи (КОН или NaOH). Приложенное к пластинам напряжение от источника постоянного тока вызывает разложение (электролиз) раствора, сопровождающееся обильным выделением водорода и кислорода. Эта смесь газов, пройдя через специальный жидкостный затвор (рис. 1а), поступает далее на горелку и, сгорая, позволяет получить столь необходимую для многих технологических процессов (например, резки и сварки металлов) высокую температуру — около 1800°

Рис.1. Аппарат для резки и сварки, работающий на продуктах электролиза слабого щелочного раствора:

а — блок-схема, б — готовая самодельная конструкция: 1 — блок питания выпрямленным напряжением электросети, 2 — электролизер, 3 — затвор жидкостный, 4 — горелка газовая, 5 — амперметр, 6 — ручка включения аппарата, 7 — ручка смены режима работы (скачкообразное изменение отдаваемой в нагрузку мощности), 8 — ручка управления потенциометрами, 9 — скоба хранения электрошнура в свернутом состоянии, 10 — корпус переносной деревянный, 11 — штепсельная вилка.

Производительность электролизера зависит от концентрации щелочи в растворе и прочих факторов. А самое главное — от размеров и количества пластин-электродов, расстояния между ними, что, в свою очередь, определяется параметрами блока электропитания — мощностью и напряжением (из расчета 2…3 В на гальванический промежуток между двумя расположенными рядом друг с другом пластинами).

Предлагаемые конструкции источника постоянного тока доступны для изготовления в условиях «домашней мастерской» и начинающему самодельщику. Они способны обеспечить надежную работу даже «восьмидесятиячеистого» (пластин-электродов у такого — 81 шт.) электролизера, а тем более — «тридцатиячеистого». Вариант, принципиальная электрическая схема которого изображена на рис. 4, позволяет к тому же легко осуществлять регулировку мощности для оптимального согласования с нагрузкой: на первой ступени — 0…1,7 кВт, на второй (при включении SA1) — 1,7…3,4 кВт.

И пластины для электролизера предлагаются соответствующие — 150×150 мм. Изготавливаются они из кровельного железа толщиной 0,5 мм. Помимо газоотводного 12-мм отверстия в каждой пластине сверлится еще по четыре установочных (диаметром 2,5 мм), в которые при сборке продеваются вязальные или велосипедные спицы. Последние нужны для лучшего центрирования пластин и прокладок, а потому на окончательном этапе сборки

Рис.2. Электролизер («восьмидесятиячеистый» вариант):

1 —плата боковая (фанера, s12, 2 шт.), 2 — щека прозрачная (оргстекло, s4, 2 шт.), 3 — пластина-электрод (жесть, s0,5; 81 шт.), 4 — кольцо разделительное герметизирующее (5-мм резина кислото- и щелочеупорная, 82 шт.), 5 — втулка-изолятор (кембриковая трубка 6,2×1, L35, 12 шт.), 6 — шпилька Мб (4 шт.), 7 — гайка Мб со стопорной шайбой (8 шт.), 8 — трубка вывода горючей газовой смеси, 9 — раствор слабощелочной (2/3 внутреннего объема электролизера), 10 — вывод контактный (медь рафинированная, 2 шт.), 11 — штуцер («нержавейка»), 12 — гайка накидная М10, 13 — шайба штуцера («нержавейка»), 14 — манжета (резина кислото- и щелочеупорная), 15 — горловина заливная («нержавейка»), 16 — гайка накидная M18, 17 — шайба заливной горловины («нержавейка»), 18 — шайба герметизирующая (резина кислото- и щелочеупорная), 19 — крышка заливной горловины («нержавейка»), 20 — прокладка герметизирующая (резина кислото- и щелочеупорная).

Вообще-то пришлось немало поломать голову, прежде чем «водогорелка» стала удобной и надежной, как лампа Эдисона: включил — заработала, выключил — работать перестала. Особенно хлопотным делом оказалась модернизация не самого электролизера, а подсоединяемого к нему на выходе жидкостного затвора. Но стоило отказаться от ставшего было шаблонным применения воды в качестве заслона от распространения пламени внутрь газообразующей батареи (по соединительной трубке) и обратиться к использованию… керосина, как все тут же пошло на лад.

Почему выбран именно керосин? Во-первых, потому, что в отличие от воды эта жидкость в присутствии щелочи не вспенивается. Во-вторых, как показала практика, при случайном попадании капель керосина в пламя горелки последнее не гаснет — наблюдается лишь небольшая вспышка. Наконец, в-третьих: будучи удобным «разделителем», керосин, находясь в затворе, оказывается безопасным в пожарном отношении.

По окончании работы, во время перерыва и т.п. горелка, естественно, гасится. В электролизере образуется вакуум, и керосин перетекает из правого бачка в левый (рис. 3). Потом — барбатация воздуха, после чего горелку можно хранить сколько угодно: в любой момент она готова к использованию. При ее включении газ давит на керосин, который вновь перетекает в правый бачок. Затем начинается барбатация газа…

Рис.3. Керосиновый затвор и принцип его действия

(а — при работающем электролизере, б — в момент отключения аппарата): 1 — баллон (2 шт.), 2 — пробка (2 шт.), 3 штуцер вводный, 4 — штуцер выводной, 5 — керосин, 6 — переходник (стальная труба).

Соединительные трубки в аппарате — полихлорвиниловые. Лишь к самой горелке ведет тонкий резиновый шланг. Так что после отключения питания достаточно эту «резину» перегнуть руками — и пламя, выдав напоследок легкий хлопок, потухнет.

И еще одна тонкость. Хотя блок питания (см. рис. 4) и способен обеспечить электроэнергией 3,4-киловаттную нагрузку, пользоваться столь большой мощностью в любительской практике случается очень редко. И чтобы «не гонять электронику» чуть ли не вхолостую (в однополупериодном режиме выпрямления, когда на выходе 0…1.7 кВт), нелишне иметь в распоряжении и другой источник питания электролизера — поменьше и попроще (рис. 5).

Рис.4. Принципиальная электрическая схема блока электропитания.

По сути, это — двух-полупериодный, известный многим самодельщикам регулируемый выпрямитель. Причем со связанными друг с другом (механически) «движками» 470-омных потенциометров. Конструктивно такую связь можно осуществить либо при помощи простейшей зубчатой передачи с двумя текстолитовыми шестернями, либо воспользоваться более сложным устройством типа верньера (в бытовом радиоприемнике).

Рис.5. Вариант блока питания с использованием в схеме тиристоров и самодельного трансформатора.

Трансформатор в блоке питания самодельный. В качестве магнитопровода применен набор Ш16x32 из трансформаторной стали. Обмотки содержат: первичная — 2000 витков ПЭЛ-0,1; вторичная — 2×220 витков ПЭЛ-0,3.

Практика показывает: рассмотренный самодельный аппарат для газовой резки и сварки даже при самой напряженной эксплуатации способен исправно служить весьма продолжительное время. Правда, раз в 10 лет требуется проводить основательное техобслуживание, в основном из-за электролизера. Пластины последнего, работая в агрессивной среде, покрываются окисью железа, которая начинает выступать в роли изолятора. Приходится пластины промывать с последующей зачисткой на наждачном круге. Более того, заменять четыре из них (у отрицательного полюса), разъеденных кислотными остатками, собирающимися вблизи «минуса».

Поэтому рекомендуется в электролизер заливать только дистиллированную воду, а щелочной раствор использовать наименее загрязненный солями (недопустимо присутствие следов химических соединений серной и соляной кислот).

Применение так называемых сливных отверстий (кроме заливного и газоотводного) также вряд ли можно считать оправданным, что и было учтено при разработке аппарата. Столь же необязательным является и ввод в схему аппарата бидонов для сбора накапливающейся сверхагрессивной щелочи. К тому же эксплуатация «безбидонной» конструкции показывает, что этой «вредоносной жидкости» способно собраться за 10-летний период на дне керосинового затвора не более полстакана. Скопившуюся щелочь удаляют (например, при техобслуживании), а в затвор заливают очередную порцию чистого керосина.

paromon.ucoz.ru