Gaasikeevitus (0)

Olustvere Teenindus ja Maamajanduskool
Põllumajandus
Mihkel Merila
Gaasikeevitus
Referaat
Olustvere 2013

Sisukord

Keevitusleek 5
 Keevitusleegi liigid 7
Injektorpõleti 10
Juhised keevituspõletite käsitsemiseks 12
Surugaasireduktorid 13
Vasak- ja paremsuunaline keevitamine 17
Ohutus keevitamisel 20
Kokkuvõte 22
Kasutatud Kirjandus: 23
Sissejuhatus
Gaaskeevitus kuulub sulakeevituse rühma. See on lihtne protsess, mis ei nõua keerukaid seadmeid ega elektrienergiaallikat. Gaaskeevituse puudusteks kaarkeevitusega võrreldes on väiksem keevituskiirus ja suurem kuumenemispiirkond e. termomõju tsoon. Gaaskeevitust rakendatakse soovituslikult kuni 6 mm paksusest lehtmetallist toodete valmistamisel ja parandamisel. Kasutatakse peamiselt väikese ning keskmise läbimõõduga torude montaažil, õhukeseseinalistest torudest liidete ja sõlmede keevitamisel. Keevitada saab vaske, alumiiniumi ning nende sulameid , messingit, pliid ja malmi.
3.1 Gaaskeevituse üldine skeem

Hapnikuballoon
2. Atsetüleeniballoon
3. Kaitseklapp
4. Hapnikuvoolik
5. Atsetüleenivoolik
6. Keevituspõleti
7. Keevitustraat
8. Gaasidüüs
9. Keevitatav metall
10. Leek
11.Reduktor
 Atsetüleen ja teised põlevgaasid
Atsetüleen on metallide gaaskeevitamisel ja –lõikamisel põhiline põlevgaas. Tema leegi temperatuur ulatub tehniliselt puhtas hapnikus põlemisel 3150ºC-ni.
Kasutusala: kõik gaasileektöötlemise liigid. Atsetüleen ( C2H2 ) on süsiniku ja vesiniku keemiline ühend. Normaaltemperatuuril ja –rõhul on tehniline atsetüleen värvitu, terava küüslaugulõhnaga gaas .
Atsetüleeni kestev sissehingamine põhjustab iiveldust, peapööritust ning isegi mürgistust. Atsetüleeni plahvatamisel tõusevad rõhk ja temperatuur väga järsku, mis võib esile kutsuda suuri purustusi, ning raskeid õnnetusi. Atsetüleeni segud vahekordades õhuga 2,3…84% ja hapnikuga 2,3…93% võivad plahvatada nii sädemest kui ka tugevast kuumusest.
Peale atsetüleeni kasutatakse metallide keevitamisel ning lõikamisel ka teisi, odavamaid ja vähem defitsiitseid põlevgaase ning –aure.
Keevitamisel peab leegi temperatuur olema metalli sulamistemperatuurist ligikaudu kaks korda kõrgem, seetõttu tuleb asendavaid gaase , mille leegi temperatuur on madalam kui atsetüleenil, kasutada nende metallide keevitamisel, mille sulamistemperatuur on madalam kui terasel .
Hapniklõikamisel kasutatakse põlevgaase, mis hapnikuga segatult annavad vähemalt 2000ºC-se leegi.
Propaan (C3H8) on normaaltingimustes värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Propaani ja hapniku segu leegi temperatuur on 2600...2700ºC.
Kasutusala: hapniklõikamine, värviliste metallide keevitamine ja jootmine, kuni 6 mm paksuse terase keevitamine, õgvendamine, painutamine, leegiga puhastamine.
Vesinik (H2) on normaaltingimustes värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Ta on üks kergemaid gaase, õhust 14,5 korda kergem. Teatud vahekordades õhu ja hapnikuga moodustab vesinik plahvatusohtlikke segusid. Seetõttu tuleb keevitustöödel rangelt täita ohutusnõudeid. Keevituskohale toimetatakse vesinik terasballoonides, gaasilises olekus rõhu all.
Kasutusala: malmi, alumiiniumi, messini ja kuni 2 mm paksuse terase keevitamine.

Keevitusleek

Keevitusleek moodustub põlevgaasi ja hapniku põlemisel. Leegi ülesanne on kuumutada ja sulatada keevituskohas põhi- ning lisametalli.
Kõik süsivesinikke sisaldavad põlevgaasid annavad keevitusleegi, millel on kolm selgelt eristatavat osa: tuum, töötsoon ja loit .
3.2. Leegi skeem ja temperatuuri jagunemine tsoonide järgi
1.Tuum
2.Töötsoon
3. Loit
Tuumal on teravalt piiritletud, peaaegu silindriline, otsast ümarduv kuju, ta pind helendub tugevalt. Tuuma suurus oleneb küttesegu koostisest, hulgast ja väljavoolukiirusest. Leegi tuuma läbimõõdu määrab kindlaks suudmikukanali läbimõõt, tema pikkuse aga gaasisegu väljavoolukiirus. Hapnikurõhu suurendamisel kasvab põlevsegu väljavoolukiirus ja keevitusleegi tuum pikeneb, väljavoolukiiruse vähendamisel tuum lüheneb. Tuuma temperatuur on ligikaudu 1000ºC.
Töötsoon (keskmine tsoon) järgneb tuumale ja eristub sellest selgesti tumeda värvuse tõttu. Selle pikkus oleneb suudmiku numbrist ja ulatub 20 mm-ni. Kui keevitamisel asub keevitusvannis olev sulametall leegi keskmises tsoonis, saadakse keevisõmblus, mis ei sisalda poore, gaasi ega mittemetalseid lisandeid.
Leegi selle osaga tulebki keevitada. Töötsoonis on temperatuur kõige kõrgem (3150ºC) punktis, mis asub tuuma otsast 3…6 mm kaugusel.
Töötsoonile järgneb loit, mis koosneb süsihappegaasist, veeaurust ja lämmastikust. Selle tsooni temperatuur on tunduvalt madalam töötsooni temperatuurist ja on piirides 1200...2500ºC.

 Keevitusleegi liigid

Põlevsegu koostisest, s.o hapniku ja põlevgaasi suhtest sõltuvad keevitusleegi kuju, temperatuur ja toime sulametallile. Põlevsegu koostise muutmisega saab keevitaja muuta keevitusleegi põhiparameetreid.
Olenevalt hapniku ja atsetüleeni omavahelisest suhtest saadakse kolm peamist keevitusleegi liiki: normaalne, oksüdeeriv ja taandav  leek.
Normaalleek
Normaalleek ehk neutraalne leek saadakse teoreetiliselt juhul, kui ühele mahuosale hapnikule vastab üks mahuosa atsetüleeni. Praktikas antakse hapnikku põletisse mõnevõrra rohkem – 1,1...1,3 atsetüleeni mahtu. Hapnikku antakse põletisse veidi rohkem seetõttu, et ta pole päris puhas, samuti kulub väike osa hapnikku vesiniku põlemiseks. Normaalleegis on kõik kolm tsooni selgesti näha.
3.3 Normaalleek 
Oksüdeeriv leek
Oksüdeeriv leek tekib hapniku suure ülehulga puhul – siis, kui põletisse antava hapniku maht on atsetüleeni mahust rohkem kui 1,3 korda suurem. Seejuures muutub tuum koonusekujuliseks ja kahvatuks, lüheneb tunduvalt ja tema piirjooned ähmastuvad. Samuti lühenevad leegi ülejäänud tsoonid . Kogu leek omandab sinakaslilla värvuse. Leek põleb mühinal, valjus sõltub hapniku rõhust. Oksüdeeriva leegi temperatuur on kõrgem kui normaalleegil, kuid sellega ei tohi keevitada liiga suure hapnikusisalduse tõttu. Liigne hapnik põhjustab õmblusemetalli oksüdeerumist, mistõttu saadakse poorne ja habras õmblus. Oksüdeerivat leeki on lubatud kasutada messingi keevitamisel.
3.4 Oksüdeeriv leek 
Taandav leek
Taandav leek tekib atsetüleeni ülehulga puhul – siis, kui põletisse antava atsetüleeni ühe mahuühiku kohta tuleb vähem kui 0,95 mahuühikut hapnikku. Sellise leegi tuuma piirjooned kaotavad oma selguse, tuuma otsale tekib aga roheline kroon, mille järgi otsustataksegi atsetüleeni ülehulga üle. Töötsoon on tunduvalt heledam ja sulab tuumaga peaaegu ühte, loit on aga muutunud kollakaks. Atsetüleeni suure ülehulga puhul hakkab leek suitsema, sest atsetüleeni täielikuks põlemiseks ei jätku hapnikku. Leegi temperatuur on madalam kui oksüdeerival ja normaalsel. Kergelt taandavat leeki kasutatakse malmi keevitamisel.
3.5 Taandav leek 

Injektorpõleti

Gaaskeevitaja põhiline tööriist keevitamisel ja pealesulatamisel on keevituspõleti. Keevituspõletiks nimetatakse seadet , mille abil põlevgaas või põlevvedelike aurud segatakse hapnikuga ja saadakse põlevsegu, mille väljumisel keevituspõleti suudmikust ja süütamisel saadakse keevitusleek. Igal põletil on seadis, mis võimaldab reguleerida keevitusleegi võimsust, koostist ja kuju.
Keevituspõletid liigitatakse järgmiselt:
põlevgaasi ja hapniku segukambrisse andmise viisi järgi – injektoriga ja injektorita põletid;
otstarbe järgi – universaalsed (keevitamiseks, lõikamiseks, jootmiseks ja pealesulatamiseks) ning spetsiaalsed (ühe operatsiooni jaoks) põletid;
kasutusviisi järgi – käsi- ja masinpõletid.
Injektorpõleti on selline põleti, milles düüsist suure kiirusega välja voolav hapnikujuga tekitab injektoris hõrenduse, mille tulemusena imetakse põlevgaas segukambrisse.
3.6. Injektorpõleti skeem
1. Suudmik
2. Otsik
3. Segukamber
4. Injektor
5. Survemutter
6. Hapnikuventiil
7. Atsetüleeniventiil
8. Hapnikuvooliku kinnitus
9. Atsetüleenivooliku kinnitus
Reduktorist tulev hapnik voolab läbi nipli, toru ja ventiili (5) injektori (4) düüsi. Düüsist suure kiirusega väljudes tekitab ta atsetüleenikanalis hõrenduse, mille toimel imetakse atsetüleen läbi nipli (9), toru ja ventiili (6) segukambrisse (3). Selles kambris hapnik ja atsetüleen segunevad, moodustades põlevsegu. Suudmikust väljuv põlevsegu süüdatakse ning tekib keevitusleek. Gaaside voolamist põletisse reguleeritakse hapnikuventiiliga (6) ja atsetüleeniventiiliga (7), mis asuvad põleti käepidemel. Vahetatavad otsikud kinnitatakse põleti käepidemele survemutriga.
Pea meeles
Injektori ebaõige töö põhjustab leegi tagasilööke.

Juhised keevituspõletite käsitsemiseks

Ei ole lubatud töötada mittekorras põletiga, sest see võib põhjustada plahvatusi ja tulekahjusid, samuti põletushaavu.
Korras põleti annab normaalse ja püsiva keevitusleegi. Kui leek põleb ebaühtlaselt, s.t kustub või rebeneb suudmiku küljest lahti ning tekivad tagasilöögid, on vaja kontrollida ja reguleerida põleti kõiki sõlmi. Kui põleti on korras, suletakse ventiilid ja ühendatakse atsetüleenivoolik, kinnitades ta niplile klambriga. Hapniku- ja atsetüleenireduktorid seatakse vajalikule töörõhule. Põleti süütamisel avatakse esmalt veidi hapnikuventiil, millega atsetüleenikanaleis tekitatakse vajalik hõrendus, seejärel avatakse atsetüleeniventiil ja süüdatakse põlevsegu.
Pea meeles
Sagedasel traadiga (eriti terastraadiga) puhastamisel ning keevitamisel kulub suudmik ärapõlemise tõttu. Ülemäära kulunud suudmik tuleb asendada uuega.

Surugaasireduktorid

Metallide gaaskeevitamisel ja –lõikamisel peab gaasi töörõhk olema madalam balloonis või gaasitorustikus olevast rõhust. Gaasi rõhku alandatakse reduktoritega. Reduktoriks nimetatakse seadet, mis vähendab balloonist võetava gaasi rõhku kuni töörõhuni ning hoiab selle automaatselt püsiva, sõltumata gaasi rõhu muutustest balloonis või gaasitorustikus.
Reduktorid erinevad üksteisest värvi ning balloni külge kinnitamise viisi poolest. Välja arvatud atsetüleenireduktorid, innitatakse reduktorid survemutriga, mille keere vastab ventiili stutsi keermele.
Atsetüleenireduktorid kinnitatakse ballonidele survepoldi ja klambriga või kinnitusmutriga.
3.8 Hapnikureduktori skeem
1. Gaasi väljalaske ava
2. Kaas
3. Survevedru
4. Membraan
5. Madalrõhukamber
6. Vooliku ühendus
7. Gaasi sulgemise ventiil
8. Manomeeter
9. Kaitseklapp
10. Survevedru
11. Klapp
12. Manomeeter
13. Kinnitus balloonile
14. Filter
15. Kõrgrõhukamber
Reduktor töötab järgmiselt.
Rõhu all olev gaas voolab balloonist kõrgrõhukambrisse ja takistab klapi avanemist. Gaasi andmiseks tuleb kaanes olevat reguleerkruvi pöörata päripäeva. Kruvi surub kokku survevedru, mis omakorda lükkab ülespoole painduvat membraani. Seejuures tõstab ketas varda abil üles klapi, surudes kokku survevedru, ning gaas pääseb madalrõhukambrisse. Klapi avanemist takistab peale kõrgrõhukambris oleva gaasi rõhu ka vedru,mis on survevedrust nõrgem.
Ettenähtud töörõhku hoitakse järgmiselt.
Gaasi tarbimise vähenemisel suureneb madalrõhukambris rõhk, survevedru surutakse koomale ja membraan paindub allapoole, ketas koos vardaga laskub ning vedru toimel istub rõhuklapp osaliselt klapipesale, vähendades gaasi voolu madalrõhukambrisse.
Rõhku kõrgrõhukambris mõõdetakse manomeetriga 6, madalrõhukambris aga manomeetriga 11.
Reduktorite ekspluateerimise eeskirjad
Reduktorite ekspluateerimisel tuleb rangelt järgida ohutuseeskirju.
Gaasi rõhu reguleerimisel ei tohi manomeetrite osutid minna üle punase kriipsu. Igasuguse rikke korral suletakse kiiresti ballooni ventiil, lastakse reduktorist gaas välja ja kõrvaldatakse rike.
Töö lõpetamisel tuleb sulgeda balloonide ventiilid, lasta gaas voolikutest välja ja siis keerata välja reduktorite regleerkruvid kuni vedru vabanemiseni..
Reduktorite ekspluateerimisel võivad tekkida põhiliselt järgmised rikked: süttimine, külmumine ja gaasileke.
Süttimine
Süttida võib reduktor ballooni ventiili liiga kiirel avamisel. Reduktori süttimisel tuleb viivitamatult sulgeda ballooni ventiil. Et vältida reduktori süttimist, tuleb ballooni ventiil alati avada aeglaselt ning jälgida, et reduktori pinnal ei oleks tolmu ega õli.
Külmumine
Suure gaasitarbimise korral võib balloonis olev niiskus külmuda ja ummistada kõrgrõhukambri väljavooluavad, seejuures põletisse voolava gaasi hulk väheneb või katkeb hoopis. Eriti kiirelt toimub külmumine, kui õhutemperatuur on 0ºC ümber. Külmunud reduktor sulatatakse lahti puhta kuuma vee või auruga, lahtise tulega ei tohi seda soojendada.

Gaasileke
Reduktori ekspluateerimisel võib hakata gaas lekkima. Gaasilekke vältimiseks tuleb reduktoreid hoolikalt käsitseda ning jälgida, et reduktorisse ei satuks tolmu ega mustust. Eriti ohtlik on põlevgaaside leke, sest õhuga segunemisel moodustub plahvatusohtlik segu.

Pea meeles
Ebatiheduste ja gaasilekete avastamiseks kaetakse reduktori ühenduskoht seebiveega – lekkekohtadesse ilmuvad seebimullid.
3.9 Balloni avamise suund

Vasak- ja paremsuunaline keevitamine

Praktikas eristatakse kahte keevitamissuunda – vasak- ja parempoolset.
Vasaksuunaline keevitamine
Vasaksuunalise gaaskeevitamise puhul keevitatakse paremalt vasakule, keevitusleek suunatakse veel keevitamata metalliservadele, keevitustraat aga liigub leegi ees. See keevitusviis on laialt levinud ning kasutatakse õhukeste ja kergsulavate metallide keevitamisel. Vasaksuunalisel keevitamisel kuumeneb põhimetall hästi, soodustades sellega keevitusvanni edasiliikumist. Selle keevitusviisi korral näeb keevitaja hästi õmblust, seetõttu on keevisõmbluse välimus parem kui paremsuunalisel keevitamisel.
3.10. Vasaksuunaline keevitamine
1. Keevituspõleti
2. Keevitustraat
Paremsuunaline keevitamine
Paremsuunalise keevitamise puhul keevitatakse vasakult paremale, keevitusleek suunatakse õmbluse keevitatud osale, keevitustraat aga liigub põleti taga. Põleti suudmikuga tehakse ristsihilisi liigutusi. Kuna leek on suunatud juba keevitatud õmblusele, on keevitusvann hästi kaitstud õhuhapniku ja –lämmastiku eest ning õmblusemetall jahtub kristalliseerumisel aeglasemalt. Õmbluse kvaliteet on kõrgem kui vasaksuunalisel keevitamisel, ka leegi soojus hajub vähem. Seetõttu tehakse paremsuunalisel keevitamisel servade lahkmenurk 60...70º , millega vähendatakse pealesulatatava metalli kogust ja toote kaardumist.
3.11. Paremsuunaline keevitamine
1. Keevituspõleti
2. Keevitustraat
Pea meeles
Paremsuunaline keevitamine on otstarbekohane üle 3 mm paksuste materjalide ja suure soojusjuhtivusega metallide keevitamisel. Kuni 3 mm paksuste detailide keevitamisel on vasaksuunaline meetod tootlikum.
Keevitustraadi läbimõõt
Keevitustraadi läbimõõt valitakse vastavalt keevitatava metalli paksusele ja keevitamissuunale.
Vasaksuunalisel keevitamisel võetakse traadi läbimõõduks
d=s/2+1
Paramsuunalisel keevitamisel aga
d=s/2
s – keevitatava metalli paksus mm. Traadi läbimõõt saadakse millimeetrites (mm).

Ohutus keevitamisel

Enne keevitusaparaadiga tööle asumist tueleb kindlasti läbi lugeda ohutusnõuded. Keevitustöödel tuleb kanda vastavaid tööriideid, kindaid ja spetsiaalset kaitseklaasiga varustatud näokatet või keevitusmaski.
Keevitusaparaati on normaaltingimustes lihtne ja ohutu kasutada. Kui seda aga kasutada teistsugustes oludes, näiteks niiskuses, kaldpindadel, kõrgematel kohtadel jne. tuleb arvestada vastavates oludes kaasnevate võimalike ohtudega. Aparaati ei tohi tõsta koos selle tagaküljele kinnitatud gaasiballooniga. Enne tõstmist tuleb eemaldada gaasiballoon. Kaldpindadel töötamisel tuleb fikseerida enne tööle asumist aparaadi rattad .
Enne töö alustamist tuleb kõik kergestisüttivad materjalid eemaldada keevitustsoonist. Kaarlahendust ei tohi tekitada gaasiballoonil või selle läheduses.
Keevituse puhul eralduv toksiline gaas võib jääda halva ventilatsiooni puhul hõljuma keevitustsooni. Nende gaaside suhtes tuleb olla eriti valvas. Kindlasti tuleb töötsoonis kasutada äratõmbega ventilatsiooni.
Keevituse elektrilisest kaarleegist eraldub soojust ja ultra-violettkiirgust. Seetõttu tuleb keevitamise ajal keevitusaparaadi kasutajal ja läheduses viibivatel isikutel kaitsta oma silmi kiirguse eest. Keevitamisel tuleb alati kasutada spetsiaalse kaitseklaasiga varustatud näokatet või keevitusmaski (joon. 1). Keevitusmask kaitseb ka lendavate metalliosakeste silma sattumise eest.
Keevitusmaskidest on soovitav kasutada ise tumeneva klaasiga maski. Maski klaasipuhastamiseks võib kasutada seebivees niisutatud lappi. Kindaga klaasi puhastamine kriimustab klaasi.
Kuumuse kaitseks tuleb keevitamise ajal panna kätte keevituskindad (joon. 2). Kindad kaitsevad käsi ka lendavate metallosakeste ja kaarleegi ultra-violettkiirguse eest.
Keevitaja peab kasutama tööriideid (joon. 3), mille kaeluse ja käised on võimalik kinni nööpida. Metalli pritsmete eest aitab kaitsta nahkpõll.
Keevitamisel tuleb kanda vastavaid tööjalatseid. Õhukesest materjalist jalatsite kandmine on keelatud.

Kokkuvõte

Sain teada et gaaskeevitus kuulub sulakeevituse hulka. Samuti tean nüüd, et keevitusleekide liigid on normaalleek, taandavleek ja oksüdeerivleek. Omandasin palju teoreetilisi teadmisi gaasikeevituse kasutamise ohutumaks muutmise kohta.

Kasutatud Kirjandus:

http://www.e-uni.ee/kutsekeel/Keevitus/gaaskeevitus.html 5.11.2013
http://web.zone.ee/metallityy/KEEVITAMINE/keevitus_3.html 5.11.2013
http://keevitus.weebly.com/gaaskeevituse-asendid-ja-leegituumluumlbid.ht m l 5.11.2013