A láng- vagy gázhegesztési eljárást az ömlesztő hegesztési eljárások közé soroljuk. Lánghegesztéskor az oxigén vagy levegő és valamilyen égőgáz keverékének lángját használjuk fel hőforrásként a hegesztendő munkadarabnak az olvadáspontig való fölhevítésére. A megömlött alapanyag (lemezszél) és hozaganyag - más néven hegesztőpálca - egy közös fürdőben összekeveredik, amely a dermedés után varratot, kötést képez.
A láng hőmérséklete attól függően, hogy milyen arányú az oxigén és az éghetőgáz keveréke és fajtája 2000...3200 oC között változik.
Lánghegesztésre a kevésbé koncentrált hőbevitel a jellemző, ezért lényegesen szélesebb hőhatásövezettel kell számolni, mint ívhegesztés esetén. Ez a korrózióállóság csökkenéséhez, krómötvözésű ferrites acélok esetén szemcsedurvulás szélesebb sávban történő kialakulásához vezet. A rossz hővezető-képességű és nagy hőtágulási együtthatóval rendelkező anyagok esetén jelentős mértékű deformációk jönnek létre a hegesztés során. Esztétikai szempontból kifogásolható a széles sávban megjelenő futtatási szín. Ezért erősen ötvözött acélok esetében ezt a hegesztési eljárást kerülni kell.
A gázhegesztéshez felhasznált oxigén legalább 99,5 % tisztaságú legyen. Oxigént a cseppfolyósított levegő frakcionált desztillációjával állítják elő. Hegesztőüzemekben az oxigént acél palackokban ( gázhalmazállapot ) vagy különleges tartályokban ( cseppfolyós ) szállítják és tárolják.
A lánghegesztéshez túlnyomó többségében az acetilén ( dissous ) égőgázt használják. Az acetilént kalciumkarbonátból víz hozzáadásával lehet előállítani. 1 kg karbidból 250...300 l acetilént lehet előállítani. Az acetilén rendkívül érzékeny a nyomásra és a hőre. Kedvezőtlen körülmények között már kis túlnyomás ( 1,5 bar ) esetén is alkotóira bomlik. Ebből kifolyólag az acetilént óvatosan és körültekintően kell tárolni. Másik fontos szempont, hogy az acetilén rézzel érintkezve igen könnyen robbanó acetilén-rezet alkot. Acetilén készülékekben és nyomáscsökkentőkben ezért nem szabad réz szerelvényeket alkalmazni.
Az acetilén és oxigén elégésekor jelentős hőmennyiség szabadul fel. A hegesztőégő szerkezete lehetővé teszi az oxigén és acetilén gáz minél tökéletesebb keveredését és elégetését. Az égés során megkülönböztetünk elsődleges és másodlagos égést.
Az oxigén-acetilén keverési arányától függően háromféle lángbeállítást lehet megkülönböztetni:
- Gázdús vagy szenítő láng:
Az acetilén nagyobb mennyiségben van bele keverve a lángba, mint amennyi tökéletesen el tudna égni. Veszélye, hogy az alapanyag szénben dúsul. A láng három részből áll: mag, ezt körülvevő "pillangó" és a "seprű". Az utóbbi kékesen lilás.
Alumínium hegesztésekor ez csökkenti az oxidációs hajlamot.
Felhasználási terület:
Szénben dús lánggal az öntöttvasak, nagy széntartalmú szerszámacélok egyesíthetők. Alumínium hegesztésekor ezzel a lánggal az oxidáció kerülhető el, de csak kis mértékben lehet dúsítani a lángot, mert a hegesztendő alumínium a hidrogén-felvevő képessége miatt porózussá válhat.
-Normál vagy semleges láng:
Ekkor a keverési arány elméletileg 1:1, de a valóságban az 1:1,1 aránynál alakul ki a legmagasabb hőmérséklet. Ez a leggyakrabban használt lángbeállítás.
A láng két részből áll: kékesen fehér mag és a kevésbé világító seprű".
Felhasználási terület:
Ezzel a gázláng típussal hegesztheto az acél, a korrózió- és hőálló acél, az acélöntvény, a temperöntvények, a cink, a réz és a nikkel.
- Oxigéndús láng:
Amennyiben az oxigén aránya nagyobb, mint amennyi az égési folyamathoz szükséges lenne, így a szabad oxigén oxidálhatja az alapanyagot.
A láng két részbol áll: rövid és hegyes mag és a rózsaszínbe hajló lilás színű "seprű".
Felhasználási terület:
Oxigéndús lánggal a réz jól hegeszthető.
A képen láthatóak a lángtípusok.
1.Redukáló-gázdús láng
2.Semleges láng
3.Oxigéndús láng
Gázhegesztö-berendezések
A gázhegesztö-berendezések fö részei a gázpalackok, a nyomáscsökkentők, a tömlők és a hegesztőpisztoly.
Gázpalackok, gázellátás
A nagynyomású gázokat acélpalackokban hozzák forgalomba. A kereskedelemben 2, 5, 10, 20 és 40 literes térfogatú gázpalackok kaphatók. Az acélpalackok általában 15 bar (acetilén) és 150 bar (hidrogén, oxigén stb.) nyomásra készülnek. A cső alakú palacktestet alulról félgömb alakú fenék határolja, amelyre négyszögletes talpat, ún. gurulásgátlót sajtolnak. Ez a talp ad lehetőséget a palack felállíthatóságára és gátolja a könnyű elfordulását. A palack nyakrésze vastagabb, mint a köpenye és a nyakon belül kúpos menet van. Ide csavarják be (a gáz fajtája szerint változó) elzárószelepet. A nyak külső köpenyét is menetesre alakítják ki, amelyre szállításhoz és tároláshoz szelepvédő kupakot kell felcsavarni. Az éghető gázok (hidrogén, metán, propán stb. )– az acetilén kivételével – a gázpalackok csatlakozócsonkjai balmenetűek (oldalán bemetszett hollandi). Az égést tápláló és semleges gázok (oxigén, nitrogén, szén-dioxid, sűrített levegő stb. ) csatlakozásai jobbmenetűek (hollandi). Ezen kívül az acetiléngázt tároló disszugázpalackok csonkjai kengyelesek. A felírásokon kívül színjelzések könnyítik meg a felismerhetőséget. A színjelölések a teljes palackon vagy csak a nyakrészen (100mm szélességben jelennek meg). Oxigén kék, Acetilén (disszugáz) sárga,Éghető gázok piros, Sűrített levegő lila, Nitrogén zöld, Szén-dioxid és más nem éghető gázok szürke, Cseppfolyós égőgáz (propán, bután stb.) piros
Nyomáscsökkentők
A nyomáscsökkentő (MSZ EN 562) feladata az, hogy a palackban, ill. csővezetékben lévő nagyobb (bemenő) nyomást az üzemi (kimenő) nyomásra csökkentse, azt állandó értéken tartsa, és a folyamatos gázelvétel lehetőségeit biztosítsa. A nyomáscsökkentő jellemzője, hogy egy nagynyomású és egy kisnyomású kamrából, valamint két nyomásmérőből áll. A nagynyomású kamra közvetlenül a palackkal van összeköttetésben. A palack oldali nyomásmérő a palackban lévő gáz nyomását, a másik az elvételi helyen kialakult csökkentett (redukált) nyomást méri. Gázelvételkor a redukált nyomás kisebb, ezért az üzemi nyomást mindig gázáramlás közben kell beállítani. Az üzemi nyomás állandóértéken tartása kétfokozatú nyomáscsökkentővel érhető el. Ez lényegében közös házban összeépített két egyfokozatú nyomáscsökkentő sorba kapcsolva. Annak érdekében, hogy az oxigén-és az éghetőgáz-nyomáscsökkentők helytelen felszerelését megakadályozzák a palackcsatlakozást eltérő módon alakítják ki, a nyomáscsökkentőt megkülönböztető jelzésekkel (színjelölés, ismertetőjel, gyári szám stb.) látják el.
Hegesztőtömlők és tömlőcsatlakozások
Az oxigénhez és az éghető gázokhoz külön erre a célra gyártott vászonbetétes gumitömlőt kell használni. Az oxigéntömlő két vagy három réteg vászonbetétet tartalmaz. Használatos méretek: belső átmérő 4mm. Külso átmérő 11mm. Színjelölése: szürke, kék vagy fekete. Az acetiléngáz-tömlő egy vagy két réteg vászonbetéttel készül. Használatos méretek: belső átmérő 6,3mm, külső átmérő 13mm. Színjelölése: piros. A gáztömlők mindkét végét hollandi anyával rögzített gumitömlő-csatlakozó toldatra kell felszerelni. A tömlőcsonknak, ill. a kettős csatlakozótoldatnak a tömlő belső átmérőjéhez kell illeszkednie. A tömlőket a tömlővégekre rögzítőbilinccsel vagy tömlőszorítóval kell felerősíteni. A tömlőcsatlakozó, ill. a tömlőösszekötő elemek rézből, vagy 70%-nál több rezet tartalmazó rézötvözetből nem készülhetnek.
Hegesztőpisztolyok
A hegesztőpisztolyok fő feladata a külön vezetéken érkező oxigén és éghető gáz megfelelő arányú összekeverése, valamint a hegesztéshez szükséges szúróláng előállítása, a láng lehető legnagyobb hőteljesítményének elérése céljából. A pisztolyok két fő fajtáját különböztetjük meg attól függően, hogy az éghető gáz és az oxigén milyen rendszeren keresztül keveredik bennük. Általában kisnyomású, injektoros pisztolyt használnak, a nagynyomású keverőhüvelyes pisztoly csak kivételes esetben, pl. nyomás alatti hegesztéshez kell.
A hegesztőpisztolyok működési elve
A hegesztőpisztolyok injektorába (nyomófúvókába) vezetett 1,0-2,5 bar túlnyomású oxigén szívó hatása magával ragadja a kisnyomású (szívófúvóka) acetilént és azzal megfelelő arányú keveredés jön létre. Az oxigén üzemi nyomását és furatát úgy választják meg, hogy az égőszárba közel azonos mennyiségű (1:1) oxigén és acetilén jusson. A szívófúvóka a nyomófúvókát gyűrű, ill. kúp alakban veszi körül, ezáltal a két gáz egymással hegyes szög alatt érintkezik, majd a gázkeverék a szárcsőben keveredve jut az égőfejbe, amelynek furata megegyezik az injektor furatátmérőjével. A hegesztőpisztoly fogantyúján minden gázvezetéknek külön elzárószelepe kell hogy legyen! A szelepkerekeken a gáz fajtájának megfelelő O (oxigén) ill. A (acetilén) feliratnak és a nyitás irányát jelző ábrának kell lennie. A szelepkerekeket a gáz fajtájának megfelelő, tartós színnel kell jelölni!
Biztonsági szerelvények
A gázhegesztésnél, lángvágásnál vagy rokoneljárásaiknál (hevítés, melegítés) különböző technológiai okokból előfordulhat visszavágás, visszaégés, visszacsapás és visszaáramlás. Az ezek által okozott veszélyeket akadályozzák meg a különböző biztonsági szerelvények. A biztonsági szerelvények lehetnek ún. nedves (vízzárak) vagy száraz előtétek. A biztonsági szerelvények alkalmazása nem jelentheti a biztonságos üzemeltetési követelmények mellőzését!
A visszacsapószelep a gáz üzemszerű áramlásával ellentétes irányú áramlását akadályozza meg. A szelepet a gázáram tartja nyitott állapotban és akkor záródik, ha a kilépési oldalon a nyomás egyenlő vagy nagyobb, mint a belépési oldalon.
A lángfogó olyan szerelvény, amely megakadályozza a láng továbbterjedését egy csővezetékben saját elhelyezkedési pontján át bármely irányban.
A mennyiséghatároló zárszelep a megengedettnél nagyobb átáramló gázmennyiség esetén a gáz útját zárja. A szelepet rugó tartja nyitva. Akkor zár, ha a be- és a kimeneti oldali nyomáskülönbség a nagy áramlási sebesség következtében meghaladja a rúgóterhelést. A lefúvószelepen keresztül a láng robbanásszerű visszaégésekor a lökéshullám a szabadba távozik. A hő- vagy nyomásérzékelő zárószelep a láng robbanásszerű visszavágásakor az üzemszerű áramlás útját elzárja, ezzel megszünteti a további gázáramlást. Egyedi palackvédelemnél a pisztolymarkolatra szerelt visszavágásgátló patront használják.
