Мини автоген своими руками

Автогенная сварка и резка нашла широкое применение, что связано с ее универсальностью в работе с разными металлами. Мини-автоген – это шаг в направлении повышения удобства использования такого метода в домашних условиях и возможности легкой транспортировки аппарата.

Схема мини-автогена.

Данный тип сварки металлов особенно полюбили маленькие мастерские, расположенные порой в удаленных районах и сельской местности. Мини-автоген позволяет обеспечить ремонтные работы с выездом на место. Небольшое и удобное устройство этого типа можно изготовить своими руками и затем использовать по своему усмотрению.

Особенности автогена

Автоген представляет собой устройство для проведения газовой сварки или резки металлических изделий. Сварка автогеном основана на расплавлении металлов пламенем, вызванным смесью кислорода и горючего газа: водорода, ацетилена, бутана, пропана, паров бензина и т. д. Процесс соединения проводится следующим образом:

Способы сварки автогеном.

• вводится присадочный материал;
• при помощи пламени горящих газов в зоне сварочной ванны расплавляются кромки заготовок и присадочный материал;
• при затвердении расплава образуется сварной шов.

Состав и размеры присадочного стержня выбираются исходя из материала деталей и их толщины.

Разогрев материалов до плавления происходит сравнительно медленно, что обеспечивает равномерный прогрев зоны. Сварка автогеном за счет этой особенности термического режима обладает главными преимуществами: возможностью соединения стальных пластин малой толщины, сварки цветных металлов, легированных сталей, не допускающих резкий отжиг при обработке, соединения и ремонта чугунных деталей.

Как устроен автоген?

Технический прогресс несколько изменил конструкцию автогена, в которую первоначально входила газовая горелка, кислородный баллон, ацетиленовый генератор и соединительные шланги, контроль и понижение давления кислорода выполнялось редуктором с манометром. Со временем для большего удобства ацетиленовый генератор с автоматическим поддержанием давления газа был заменён на баллон с ацетиленом, а вот название «автоген», вероятно произошедшее от сочетания слов «автоматический генератор», прижилось и повсеместно используется мастерами. Принцип действия автогена основан на свойстве металла сгорать в химически чистом кислороде, а потому есть два ключевых момента, которые необходимы при работе резака: непосредственно режущая струя чистого кислорода и подогревающий газ (как правило, ацетилен или пропан). Конструкция современного автогена достаточно проста и представляет собой взаимодействие двух базовых функциональных частей:

• наконечник для подачи струи режущего пламени, имеющий внутренний и внешний мундштуки, объединённые соплом дюзы;
• ствол с соединяющей газ и кислород камерой и размещёнными на корпусе вентилями для подключения шлангов к кислородному и газовому агрегатам и регулировкой объёма подачи газа, скорости и напора кислородной струи.

Пониженное давление (требуемый уровень разряженности кислорода) формируется за счёт инжекторного ствола, куда частично подаётся кислород и откуда струя в канал мундштука выходит с высокой скоростью. Другим направлением движения кислорода станет основной канал внутреннего мундштука, которым формируется режущая струя. Смесительный отдел автогена необходим для соединения в нём газовой составляющей (ацетилен или пропан) и кислородной – в дальнейшем эта смесь станет подогревающим пламенем, подаваемым между внутренним и внешним мундштуком наконечника. Крепление наконечника к стволу осуществляется обыкновенной накидной гайкой.

Конструктивно модели различных резаков разных производителей могут иметь некоторые нюансы, но в целом конфигурации и принцип действия достаточно традиционны – изменения в конструкции большей частью несут удобства в использовании и большую безопасность работ. Современная газовая резка или сварка уже немыслимы без этих инструментов.

Принципы миниатюризации автогена

Одним из недостатков автогенной сварки является громоздкость стандартного оборудования. В настоящее время предлагаются мини-аппараты, позволяющие переносить весь сварочный комплект вручную. Громоздкость конструкции практически полностью вызывают источники газа. Баллоны и генератор ацетилена имеют достаточно большие габариты и массу, что требует транспортных средств. Современный мини-автоген можно переносить в виде небольшого ручного инструмента, уложенного в чемоданчик. Источниками газа в таких аппаратах служат небольшие баллончики со сжатым газом: кислород, бутан, пропан и т.д. Недостатком таких мини-устройств является высокая цена и малый объем баллончиков, что вызывает проблемы при проведении работ в отдаленных районах.

Сделать автоген, обладающий собственным источником газа и небольшой упрощенной горелкой, можно своими руками. Такой портативный аппарат может содержать самодельный генератор водорода (по принципу электролиза), что позволит достаточно длительное время обеспечивать питание газовой сварки без замены баллонов.

Автоген для резки/сварки металла: классификация

Весь имеющийся в специализированных магазинах ассортимент автогенов по различным критериям подразделяется:

• по предназначению: на специальные (для особого рода специфических работ) и универсальные, подходящие для большинства газорежущих и сварочных работ. Снабжённые инжектором универсальные горелки просты и удобны в эксплуатации, отличаются незначительным весом, при этом способны разрезать заготовку толщиной 3…300 мм по всем направлениям.

Тип горючей смеси формирует свою классификацию:

• в весьма бюджетных кислородных автогенах формирование горящей струи происходит кислородом;
• керосиновые работают на керосиновых парах и обыкновенно применяются для резки заготовок из углеродистой стали толщиной до 200 мм. Достаточно сложная конструкция такого автогена делает его практически неприменимым для мелких бытовых работ – керосиновые автоген, как правило, используется в угольной и горнодобывающей промышленности (в силу высокой взрывоопасности пропановые/ацетиленовые автогены в этих отраслях обычно не применяются);

• считающиеся наиболее надёжными и безопасными, эффективные и производительные пропановые автогены используются для резки чёрных и цветных металлов – чаще всего для чугунных батарей, труб и т.д.;
• ацетиленовые автогены станут самым удачным выбором при обработке заготовок или элементов значительной толщины – свойства ацетиленовой горючей смеси позволяют создать пламя максимальной температуры: даже компактный по своей конструкции инструмент будет удобен и эффективен при работе с массивными деталями и заготовками;

• по конструкции и способу смешивания кислородной и горючей составляющей автогены делятся на инжекторные и безинжекторные;
• по способу резки металла: на автогены разделительной, копьевой, поверхностной или кислородно-флюсовой обработки (для высокохромистых, высоколегированных сталей).

Какой бы автоген ни был выбран мастером, важно, чтобы он был эффективен и производителен, и соответствовал характеру работы и свойствам элементов, предназначенных для резки или сварки.

Простой мини-автоген

Рисунок 1. Схема электролизера для автогена.

Мини-автоген можно изготовить самостоятельно по принципу использования кислорода и водорода, полученных методом электролиза щелочного водного раствора. Такой генератор газа имеет небольшие габариты. В качестве источника электроэнергии для электролиза рекомендуется обычный выпрямитель, с помощью которого производится подзарядка аккумуляторов. Технология позволяет генерировать нужное количество горючей смеси, не требует сложного запорного оборудования и соответствует всем мерам безопасности.

Электролизер представляет собой две основные пластины, между которыми расположен ряд электродов в виде стальных пластин. Собранная таким образом батарея помещается в электролит – водный раствор КОН или NaOH. При подаче на электроды напряжения постоянного тока начинается процесс электролиза с выделением водорода и кислорода. Выработанные газы отводятся через полимерную трубку в промежуточную емкость, из которой подаются на водный затвор. В затвор заливается смесь дистиллированной воды с ацетоном в равных пропорциях. Пройдя через затвор, газ насыщается горючей составляющей и поступает в форсунку горелки в виде готовой для горения газовой смеси. На рис.1 приведена схема электролизера.

1.Трубка диаметром 10 мм; 2. Шпилька М8; 3. Гайка М8; 4 и 11. Основная пластина; 5. Болт М10; 6. Пластина-электрод; 7. Кольцо резиновое; 8. Штуцер; 9. Шайба; 10. Пластиковая трубка диаметром 5 мм; 12. Штуцер; 13. Емкость промежуточная; 14. Основание; 15. Клемма; 16. Трубка; 17. Форсунка; 18. Затвор.

Рисунок 2. Схема простой газовой горелки.

Корпус электролизера рекомендуется выполнять из оргстекла толщиной не менее 10 мм, что позволит контролировать уровень электролита в емкости. Электроды можно изготовить в виде пластин толщиной 0,7-0,8 мм из листовой нержавеющей стали, трансформаторного железа, никеля. Всего устанавливается 9 электродов. Между пластинами закрепляются изолирующие кольца толщиной порядка 6 мм из резины, стойкой к щелочам и кислотам, а также с маслобензостойкими свойствами. Шпильки, крепящие основные пластины, в количестве 4 штук следует изолировать кембриком.

Электрическое питание обеспечивается зарядным устройством, выдающим напряжение в расчете по 2 В на один электрод (до 24 В). Хорошие результаты по объему газа показывает устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов типа ВА-2. В качестве электролита целесообразно применять щелочной водный раствор с концентрацией щелочи 6-8%.

Для корпусов промежуточной емкости и затвора можно применять баллончики для газовых зажигалок. Штуцеры обеих емкостей лучше всего изготовить из медных или латунных трубок диаметром 4-6 мм и закрепить их на верхней части баллончиков, на резьбе.

Корпус электролизера, емкости соединяются между собой полихлорвиниловой трубкой. Для надежности крепления и герметичности вводов целесообразно установить штуцеры, и трубку крепить на них. В корпус затвора заливается предварительно подготовленная смесь воды с ацетоном (соотношение 1:1). Если создастся возможность вместо нее залить метиловый спирт, то это позволит увеличить температуру пламени горелки до 2 600ºС. Емкость водного затвора соединяется поливинилхлоридной трубкой с форсункой горелки, куда и поступает генерированная и обогащенная газовая смесь.

Изготовление газовой горелки

Для простой газовой горелки потребуются иглы от капельницы, снабженные ограничительными зажимами.

Для домашнего мини-автогена можно изготовить достаточно надежную газовую горелку очень простой конструкции. На рис. 2 приведена схема такой конструкции.

Для подачи газовой смеси рекомендуется использовать иглу для накачивания футбольных мячей. На расстоянии до 20 мм с помощью надфиля делается надрез, через который вводится более тонкая игла от капельницы, предварительно изогнутая под 45ºС на расстоянии 15-20 мм. Конструкция фиксируется медной проволокой и тщательно паяется, все зазоры герметизируются лаком.

Выход большой иглы соединяется с электролизером, т.е. предназначен для подачи горючей газовой смеси. Дополнительное обогащение ее кислородом производится через малую иглу, которая соединяется с емкостью, заполненной сжатым воздухом.

Самой простой емкостью может служить камера мяча, накаченная насосом или полимерная бутылка, в которую загнан воздух тем же насосом.

Использование игл от капельницы целесообразно еще и тем, что они снабжены ограничительными зажимами, которые можно применить для регулировки подачи газа в зону сварки.

На этом изготовление простого мини-автогена закончено. После обеспечения подачи обоих потоков газа в горелку они, соединяясь, направляются одним потоком через иглу наружу; производится поджигание вырывающегося газа и происходит сварка. Температура в зоне сварки достигает 1 600ºС, что достаточно для расплавления кромок металлов и присадочного прутка.

Автоген. Как разрезать металл газом?

Проведение газовой резки или газосварочных работ требует не только тщательного соблюдения техники безопасности, но и специализированного оборудования: автоген, называемый в обиходе также газовой горелкой или газовым резаком, поможет выполнить работы различной сложности быстро, качественно, профессионально. В статье вы узнаете о принципе работы и классификации этого инструмента.
Газовая резка с использованием автогена – это весьма распространённая процедура, которая основана на свойстве металла нагреваться под воздействием высоких температур, что позволяет в дальнейшем легко его разрезать в нужном направлении. Основными сферами применения автогенов являются монтажные и строительные работы – как профессиональные (промышленные), так и бытовые; для выполнения сварки помимо автогена необходим присадочный пруток.

Как устроен автоген?

Технический прогресс несколько изменил конструкцию автогена, в которую первоначально входила газовая горелка, кислородный баллон, ацетиленовый генератор и соединительные шланги, контроль и понижение давления кислорода выполнялось редуктором с манометром.

Со временем для большего удобства ацетиленовый генератор с автоматическим поддержанием давления газа был заменён на баллон с ацетиленом, а вот название «автоген», вероятно произошедшее от сочетания слов «автоматический генератор», прижилось и повсеместно используется мастерами.

Принцип действия автогена основан на свойстве металла сгорать в химически чистом кислороде, а потому есть два ключевых момента, которые необходимы при работе резака: непосредственно режущая струя чистого кислорода и подогревающий газ (как правило, ацетилен или пропан).

Конструкция современного автогена достаточно проста и представляет собой взаимодействие двух базовых функциональных частей:

• наконечник для подачи струи режущего пламени, имеющий внутренний и внешний мундштуки, объединённые соплом дюзы;
• ствол с соединяющей газ и кислород камерой и размещёнными на корпусе вентилями для подключения шлангов к кислородному и газовому агрегатам и регулировкой объёма подачи газа, скорости и напора кислородной струи.

Пониженное давление (требуемый уровень разряженности кислорода) формируется за счёт инжекторного ствола, куда частично подаётся кислород и откуда струя в канал мундштука выходит с высокой скоростью.

Другим направлением движения кислорода станет основной канал внутреннего мундштука, которым формируется режущая струя.

Смесительный отдел автогена необходим для соединения в нём газовой составляющей (ацетилен или пропан) и кислородной – в дальнейшем эта смесь станет подогревающим пламенем, подаваемым между внутренним и внешним мундштуком наконечника. Крепление наконечника к стволу осуществляется обыкновенной накидной гайкой.

Конструктивно модели различных резаков разных производителей могут иметь некоторые нюансы, но в целом конфигурации и принцип действия достаточно традиционны – изменения в конструкции большей частью несут удобства в использовании и большую безопасность работ. Современная газовая резка или сварка уже немыслимы без этих инструментов.

Автоген для резки/сварки металла: классификация

Весь имеющийся в специализированных магазинах ассортимент автогенов по различным критериям подразделяется:

• по предназначению: на специальные (для особого рода специфических работ) и универсальные, подходящие для большинства газорежущих и сварочных работ. Снабжённые инжектором универсальные горелки просты и удобны в эксплуатации, отличаются незначительным весом, при этом способны разрезать заготовку толщиной 3…300 мм по всем направлениям.

Тип горючей смеси формирует свою классификацию:

• в весьма бюджетных кислородных автогенах формирование горящей струи происходит кислородом;
• керосиновые работают на керосиновых парах и обыкновенно применяются для резки заготовок из углеродистой стали толщиной до 200 мм. Достаточно сложная конструкция такого автогена делает его практически неприменимым для мелких бытовых работ – керосиновые автоген, как правило, используется в угольной и горнодобывающей промышленности (в силу высокой взрывоопасности пропановые/ацетиленовые автогены в этих отраслях обычно не применяются);

• считающиеся наиболее надёжными и безопасными, эффективные и производительные пропановые автогены используются для резки чёрных и цветных металлов – чаще всего для чугунных батарей, труб и т.д.;
• ацетиленовые автогены станут самым удачным выбором при обработке заготовок или элементов значительной толщины – свойства ацетиленовой горючей смеси позволяют создать пламя максимальной температуры: даже компактный по своей конструкции инструмент будет удобен и эффективен при работе с массивными деталями и заготовками;

• по конструкции и способу смешивания кислородной и горючей составляющей автогены делятся на инжекторные и безинжекторные;
• по способу резки металла: на автогены разделительной, копьевой, поверхностной или кислородно-флюсовой обработки (для высокохромистых, высоколегированных сталей).

Какой бы автоген ни был выбран мастером, важно, чтобы он был эффективен и производителен, и соответствовал характеру работы и свойствам элементов, предназначенных для резки или сварки.

Мини-резак

Ручной автоген обычно и так невелик по размерам — его ещё более миниатюрная по габаритам разновидность называется мини-резак. К основным характеристикам такого инструмента следует отнести уверенный напор пламени и достаточный по объёму газовый резервуар, позволяющие использовать устройство даже в ветреную погоду.

При эксплуатации следует учесть, что мини—автоген не рассчитан на длительное непрерывное использование: высокие температуры способны расплавить корпус инструмента без возможности ремонта или замены повреждённых деталей.

Впрочем, время использования ограничено объёмом газового резервуара: зажигалка-автоген должна периодически заправляться, и для этого пригодится обычный цанговый баллон.
В отличие от удобных и эффективных современных ручных моделей (в том числе и достаточно дорогого автогена с пьезоподжигом, включаемого нажатием лишь одной кнопки) мини-резаки характеризуются невысокой стоимостью, а потому доступны буквально всем не только профессиональным, но и домашним мастерам.
Основными сферами использования такого автогена являются бытовые работы, требующие резки или сварки металлических элементов: ремонт кондиционеров, автомобилей, велосипедов, холодильников и т. д. К минусам инструмента можно отнести небольшую длину режущего пламени, что несколько ограничивает работу такого прибора с некоторыми типами металлов.

Эксплуатация автогена и особенности его использования

Последовательность работы с автогеном можно представить следующими шагами:

1. Изучение устройства и принципов работы конкретной модели, проверка правильного расположения частей автогена, подключение шлангов подачи горючего газа и кислорода.
2. Специальные сальниковые уплотнители из резины обрабатываются глицерином или предусмотренной для этого смазкой. Важно, чтобы соединения составляющих частей автогена резьбового типа были герметичны, — это минимизирует риск утечки газа в процессе эксплуатации газового автогена.
3. Путём подачи дозированной струи кислорода формируется разряженность газа в каналах инструмента.
4. Открытие газового вентиля даст зажигание горючей смеси, которая разогревает металл до достаточной для разрезания температуры.
5. Вентилями на каналах подачи кислорода и газа регулируется размер режущего пламени, интенсивность и температура горения в соответствии с материалами заготовки, её толщиной и т.д.
6. В момент абсолютной готовности разогретого до нужной температуры металла для разрезания подаётся струя режущего кислорода, и деталь разрезается должным образом.
7. Гашение пламени горелки осуществляется в обратном порядке – сначала закручивается вентиль газового канала, затем кислородного. При сильном нагревании наконечника (что вполне возможно при длительных работах) охлаждение осуществляется холодной водой.

В процессе эксплуатации, включения и отключения прибора, а также его хранения следует руководствоваться и строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Обслуживание автогена

Грамотное использование и постэксплуатационное обслуживание не только сделают работы безопасными, но и существенно продлят срок службы автогена.

Технологической особенностью автогена является быстрый износ сопла и мундштуков – внутреннего и внешнего, которые непосредственно подвергаются воздействию чистого кислорода и газа.

Решением этой проблемы станет регулярное очищение каналов сопла мягким медным прутком подходящей длины, а приходящий с опытом и навыком работы грамотный и точный подбор соответствия толщины металлической заготовки и давления подаваемой режущей смеси не позволит использовать автоген, что называется, на износ.

Цены на автоген варьируются в широком стоимостном диапазоне: она формируется в зависимости от конструкции и типа инструмента, его характеристик, функционала, назначения (бытовые или промышленные работы), страны . Высококачественные и надёжные, с солидным гарантийным сроком модели газовых резаков, произведённые в Южной Корее или Америке, относятся к самым дорогостоящим.

Необходимый инструмент

Для изготовления портативного автогена своими руками понадобится следующий инструмент:

• электродрель;
• тиски;
• болгарка;
• нож;
• ножницы;
• плоскогубцы;
• набор метчиков и плашек;
• напильник;
• надфиль;
• кисточка;
• паяльник;
• шило;
• штангенциркуль.

Автогенная сварка широко используется для соединения различных металлов, в т.ч. цветных. Ее использование особенно востребовано в отдаленных и сельских районах, при проведении ремонтных работ непосредственно на месте. Достаточно миниатюрный автоген с независимым генератором газа можно сделать своими руками.

Автоген своими руками

Собрать автоген своими руками может каждый умелец, знакомый с основами сварочного дела. Но только в том случае, если в наличии есть генератор заводского производства или баллон с горючим газом, кислородный баллон, манометры и шланги. Также необходимо купить автогенную горелку и присадочные прутки.

Изготавливать газовый генератор своими руками крайне опасно — смесь ацетилена и воздуха представляет собой гремучую смесь, поведение которой не всегда прогнозируемо. Бытующие на просторах интернета схемы и чертежи самодельных генераторов ацетилена, базирующиеся на медицинских капельницах или оросителях от садовых шлангов, может и работоспособны, но проверять не рекомендуется — взрыв газового баллона по поражающей способности равен средней авиабомбе.

Мини автоген

Для пайки можно сделать установку, вместо ацетилена использующую гидролизный водород. Это маленькая компактная газосварка, где в качестве газопроводных шлангов используются силиконовые трубки, а роль горелки выполняет игла от шприца (возможны варианты). Схем таких аппаратов в интернете тоже достаточно, но использовать можно только те, где предусмотрен водяной затвор на выходных патрубках. Смесь водорода и кислорода не случайно называется гремучим газом.
Но купить можно и промышленный мини-автоген, все составные части которого помещаются в небольшой кейс. В набор входят два маленьких баллона, резак, тонкие шланги и манометры. Работать с таким оборудованием можно с металлами толщиной от 0,1 до 300 мм. Конечно, запас автономности у него небольшой, но зато такой аппарат отличается высочайшей мобильностью и, конечно же, безопасностью.

Предлагаем нашим читателям поделиться собственным опытом работы с автогенной сваркой, особенностями ее использования для разных металлов в различных ситуациях. Возможности автогена до сих пор полностью неизученные — самые интересные письма мы непременно опубликуем на сайте.