Водородная сварка представляет собой разновидность газопламенной обработки. Ее отличительной особенностью является горение пламени в атмосфере водорода. На сегодняшний день среди всех видов газопламенных обработок наибольшей популярностью пользуется именно такой метод.
Он обладает высокой эффективностью и служит отличной альтернативой ацетиленовой сварке. Кроме того, изготовить водородный сварочный аппарат можно своими руками в домашних условиях, что делает его еще более интересным.
Преимущества водородной сварки
Водородная сварка обладает рядом преимуществ по сравнению с другими аналогами. Главным ее достоинством является то, что в процессе горения сварочной горелки выделяется водяной пар, поэтому она является самой безопасной.
Кроме того, данная технология обеспечивает высокие рабочие температуры, а значит позволяет работать с более тугоплавкими металлами. Водородную сварку можно легко использовать в домашних условиях, так как изготовить сварочный аппарат своими руками может любой желающий.
Еще одним наиболее часто используемым методом является ацетиленовая сварка.
Технология сварки при помощи водорода.
В то же время водородная во многих случаях оказывается более предпочтительной благодаря своим особенностям:
- позволяет получать аккуратные плотные швы;
- возможность работы с мелкими деталями;
- высокая температура газовой горелки позволяет осуществлять не только сварку, но и резку материалов;
- водородная горелка своими руками – это посильная задача не только для мастеров, но и для новичков;
- возможность выполнения работ в замкнутом пространстве;
- водородный сварочный аппарат является малогабаритным и его удобно транспортировать.
Несмотря на многочисленные достоинства атомно-водородной сварки, она не лишена недостатков. Главные из них – это трудности работы с медными изделиями, некоторыми легированными сталями, а также с массивными материалами.
Достоинства и недостатки водородной сварки
Соединение деталей подобным способом обладает множеством преимуществ, о которых нельзя не упомянуть:
- высокая эффективность,
- безопасность выполнения сварочных работ,
- экологичность, поскольку в атмосферу не выделяются вредные токсины,
- аппараты компактные и удобные в управлении,
- подходят для обработки деталей, выполненных из различных материалов: сталь, стекло, чугун, цветные металлы,
- работают на воде, для нормального бесперебойного функционирования не требуются другие составляющие,
- сварочный аппарат не нужно перезаряжать.
Применение метода
Газопламенная сварка осуществляется за счет горения газообразной смеси. Самой часто используемой является ацетиленовая сварка. Она основана на окислении карбида в воде.
Если необходима небольшая температура, например, для работы с мелкими деталями или тонким металлом, используется пропан. Он подается из баллона в смесительную камеру, а затем в горелку.
В эту же камеру подается кислород, поддерживающий горение газа. Регулируя давление кислорода можно достичь температуры горения до 3000 градусов, что позволяет осуществлять не только сварку, но и резку металла.
Недостатком этой технологии является необходимость использование баллона с газом. Это накладывает ограничения на применение сварки во многих сложных условиях.
Агрегат для водородной сварки.
Принцип работы водородной сварки основан на процессе разделения воды на водород и кислород. В результате последующей рекомбинации одноатомного водорода в двухатомный происходит высвобождение энергии, ускоряющей сварку.
Область сварки оказывается защищенной водородом от кислорода, что исключает окисление поверхности и обеспечивает гладкие швы.
Использовать водородные баллоны для сплава опасно. Его утечка в замкнутых помещениях может привести к удушью или головокружению. Также он является взрывоопасным.
Производство водорода, необходимого для работы сварочного аппарата, осуществляется непосредственно на месте проведения сварочных работ в электролизной камере. Это исключает указанные риски при правильном использовании оборудования и соблюдении техники безопасности.
Водородная сварка широко применяется в сложных условиях: тоннелях, шахтах, коллекторах. Использовать в таких задачах пропилен-ацетиленовые баллоны невозможно из-за высокого риска утечки смеси и ее взрыва.
Электролизное оборудование лишено этих недостатков и широко применяется в указанных областях.
Использовать водородные сварочные аппараты достаточно просто. Они не требуют частой перезарядки и быстро выходят на рабочие температуры.
Кроме того, они могут работать от бытовой сети, что делает их весьма привлекательными для простого пользователя. Особенно учитывая то, что водородная сварка может быть изготовлена своими руками по одной из многочисленных схем электролизера для сварки доступной в интернете.
Общая информация
Компания Лига выпускает газосварочную аппаратуру, работающую на воде. Для повышения качества результата стоит использовать дистиллированный тип.
Суть рабочего процесса в том, что в прибор встроен механизм, который электрохимически разделяет воду на составляющие.
Получается разделенная смесь водорода с кислородом. А водород – один из заменителей ацетилена. В результате получается газосварочное вещество.
При этом сварочные аппараты способны производить рабочее пламя, достигающее 2600°С. При такой температуре обрабатываются цветные либо черные металлы.
Оборудование бренда Лига достаточно экономично. Стандартная газовая сварка по себестоимости в разы превышает сварку оборудованием на воде.
Ведь она предполагает обновление истраченных баллонов. Дистиллированную воду раздобыть проще и дешевле. Что безусловный плюс применения этого сварочного аппарата.
Как самому сделать водородный сварочный аппарат?
Сварка водородом пригодится любому умельцу. Водородный резак является недешевым оборудованием. Кроме того, доступные в продаже аппараты зачастую оказываются непригодными для пайки мелких деталей, особенно для ювелирных изделий.
Выходом из этой ситуации является изготовление атомно-водородной сварки своими руками. Все детали, необходимые для создания такого прибора можно легко приобрести в любом хозяйственном магазине. Итак, давайте рассмотрим, как это сделать в домашних условиях.
Основная емкость
Установка для сварки при помощи водорода.
Аппарат водородной сварки работает в результате горения водорода, благодаря диссоциации водного раствора щелочи.
Этот процесс осуществляется в емкости, для которой отлично подойдет пол литровая банка. Ее необходимо закрыть пластмассовой крышкой с двумя отверстиями, проделанными для вывода контактов от электродов.
Все выводы необходимо плотно загерметизировать. Для этих целей подойдет клей «Момент».
В качестве электродов можно использовать четырехсантиметровые полоски из нержавеющей стали. Для наибольшей производительности сварочного аппарата требуется задействовать весь объем жидкости.
Для этого пластины просверливаются по верхнему и нижнему краю и соединяются между собой диэлектрическими шпильками. На получившемся блоке делаются клеммы: два минуса, расположенные по краям, и полюс между ними.
Каждая клемма загибается и фиксируется на емкости болтом. На эти болты будут накидываться клеммы от источника питания.
Емкость необходимо заполнить с помощью шприца рабочей жидкостью через штуцер отвода газов. Электролит представляет собой 8-10% смесь гидроокиси натрия в дистиллированной воде. При работе электролизера температура рабочей жидкости щелочного раствора обычно не превышает 80 °С.
Гидродозатором выступает второй сосуд. В нем газы насыщаются парами горючих веществ. Затем полученная смесь направляется в третью емкость, наполненную обычной водой. Она выполняет функцию затвора для выхода газов.
В качестве сопла, через которое буду выходить кислород, водород и горючие вещества, может быть использована обычная медицинская игла.
Источник тока для атомно-водородной сварки
В качестве источника тока может использоваться обычный аккумулятор на 12 вольт. Этот вариант отлично подойдет для работы с металлом фиксированной толщины.
Его недостатком является отсутствие возможности контроля силы пламени горелки, так как ее производительность определяется выработкой водорода и кислорода, зависящей от силы тока.
Выбор зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов будет более предпочтительным. Для работы с тонкими металлическими пластинами или ювелирными изделиями зарядку можно настроить на 3 вольта.
Запитать кислородом водородную сварку можно от обычной сети в 220 В, что позволяет использовать данный аппарат в домашних условиях.
Обменная камера
Принципиальная схема аппарата водородной сварки.
Для отбора водорода и кислорода, подаваемого в горелку, используется еще одна емкость – обменная камера.
Внутри нее необходимо проделать 3 отверстия:
- для заправки рабочей жидкостью;
- снизу штуцер для подачи рабочей жидкости в основную емкость;
- штуцер для подачи газовой смеси на сопло.
Конструкцию дополнительной емкости также необходимо тщательно загерметизировать. Через водородные затворы водородного генератора не должны просачиваться газы и жидкость. Это также решается с помощью «Момента».
Изготовление горелки
Для изготовления горелки можно использовать обычный резиновый шланг. Именно по нему водород и кислород будут транспортироваться от обменной камеры к соплу. В качестве сопла можно применить иглу от шприца или капельницы. Последняя будет более предпочтительным выбором, так как стенки этой иглы толще.
Шланг необходимо плотно закрепить со штуцером обменной камеры и основанием иглы. Это достигается при помощи хомутов. После завершения всех операций по сборке аппарата можно приступать к его испытанию.
Электролиз рабочей жидкости начинается быстро. Уже через несколько минут можно будет поджечь пламя на конце сопла. Регулировка пламени осуществляется изменением напряжения на аппарате.
Сварочный инвертор как источник тока для электрохимической обработки
А по подробней, плиз.
Да я уже упоминал об этом не раз на форуме, только в других ветках. У меня САИ 200. Инвертор по схеме моста, что дает возможность для маневра. Все платы у него на разъемах. Вместо штатной платы с силовыми сварочными трансформаторами цепляю транс на паре колец из феррита Эпкос 63х36х15 (размер одного кольца), индуктивность первички подбирается равной индуктивности суммы первичек штатных трансов (их там три совместно работают). Выходное напряжение от числа витков вторички. Максимальная выходная мощность 6 киловатт. Ток первички максимально до 30 ампер. На выход вторички транса цепляю индуктор. Параметры желательно подбирать под конкретную задачу. Резцы этим напаивать не проблема. Да, желательно выходной контур делать как должно, т.е. с конденсаторами, достигая резонанса. Но таких емкостей у меня под руками нет, обхожусь без резонанса. Эффективность ниже, но работает.
Регулировка мощности при отключении штатной платы с трансами перестает работать (рвутся обратные связи) и аппарат по умолчанию включен на полную мощность. Для возобновления функции регулировки мощности, в цепь ШИМа добавил переменный резистор. Для достижения резонанса (для изменения частоты) добавил второй переменный резистор. Регулировка от 70 до 300 килогерц. Ниже 70 можно, но какие-то цепи сильно искажают кривую. Потому ограничился этим диапазоном. Все добавки, основных функций аппарата не нарушают. Дополнительно повесил на него осциллятор, точнее ВК-7. Люмень варить аргоном стало возможно. В качестве эксперимента цеплял ультразвуковой излучатель на феррите (по Майеру), работает. В случае попадания в запрещенный режим срабатывала защита, ничего не спалил. На запасной, убитой и затем восстановленной плате инвертора, пробовал получить повышенное напряжение (киловольт этак 4-6). После месяца экспериментов с ней вылетела пара силовых транзисторов, восстановил. Вылетели вследствие, каких-то неучтенных ошибок, общая щина не заземлена была, обходные пути образовались. Так что, вариант получения высокого напряжения не рекомендую без тщательного анализа.
Кстати, из него т.е. из САИ 200 на одном из заводов сделали ТВЧ нагрев в промышленном варианте, с резонансом. Жалоб нет, вернее было одно замечание схема защиты чуствительна к помехам, поэтому пришлось отстраивать. У себя в квартире мне помехи не мешали.
ВВ.
Итог
Во многих случаях использование водородной сварки оказывается более удобным, чем других газопламенных методов. Особенно актуальной она становится, когда речь заходит про работу в домашних условиях.
Приведенное описание того, как сделать водородную горелку своими руками, поможет всем мастерам, желающим изготовить такой прибор. Это существенно сэкономит средства на покупку магазинного варианта сварки.
Кроме того изготовленный своими руками водородный резак является более перспективным для работы с мелкими изделиями. Водородная сварка является экологически чистой, а ее изготовление не требует большого труда и крупных затрат.
Также метод аналогичен с ацетиленовой сваркой, и освоить его не составит труда.
