شرکت تولیدی مهندسی بالن گاز آسیا به عنوان بزرگترین واردکننده انواع سیلندر، گازهای خالص و تجهیزات جوش و برش، توانایی ارائه انواع ابزار جوش و برش از جمله دستگاه های هوا و گاز با ریل های مربوطه به همراه نازل در سایزهای مختلف جهت جوش و برشکاری ، فلش بک های اکسیژن و کاز استیلن، دستگاههای جوش و برش ریلی اتوماتیک و دستی و گرمکن های گازی را دارد.
دستگاه برش هوا گاز:
دستگاه جوش و برش هوا گاز، دستگاه هایی هستند که در آنها سوخت گاز به همراه اکسیژن برای جوش و برش فلزات استفاده می شود.. برای بالا بردن دمای شعله برای ذوب منطقه ای قطعه ی مورد نظر (مثل فولاد) در شرایط هوای اتاق از اکسیژن خالص به جای هوا (۲۰% اکسیژن و ۸۰ % نیتروژن) استفاده می شود. شعله ی حاصل از پروپان و هوا با دمای C° ۲.۰۰۰ می سوزد و شعله ی حاصل از اکسیژن و پروپان با دمای در حدود C° ۲.۵۰۰ و شعله حاصل از اکسیژن با استیلن با دمای C° ۳۵۰۰ می سوزند.
روش اکسیژن- سوخت گاز برای جوش و برش دادن قطعات روشی قدیمی است که امروزه برای کاربردهای صنعتی کمتر استفاده می شود اما هنوز برای جوش و برش دادن لوله ها و استفاده جهت تعمیرات به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این روش خیلی اوقات برای ساخت کارهای هنری که بیشتر ساختار تشکیل دهنده ی آنها از فلزات باشد، استفاده می شود.
در جوش و برش دادن اکسیژن- سوخت گاز از یک مشعل جوش و برش برای جوش و برش دادن فلزات استفاده می شود. در اثر رسیدن دمای دو نقطه به دمای ذوب و ایجاد مواد مذابی که هر دو قطعه در آن سهیم هستند (حوزچه جوش) جوش شکل می گیرد. به این مواد مذاب، معمولا فلز دیگر که فیلر نامیده می شود نیز اضافه می شود. جنس مواد فیلر با توجه به نوع فلزی که جوش داده می شود، انتخاب می گردد.
در جوش و برش اکسیژن- سوخت گاز از یک مشعل جوش و برش برای حرارت دادن فلز تا دمای برافروختگی استفاده می شود. سپس یک جریان اکسیژن به روی فلز دمیده می شود و فلز در این اکسیژن سوخته و سپس فلز به صورت گل اکسید شده، به بیرون از محل جوش و برش جاری می گردد.
انواع شعله دستگاه هوا-برش:
معمولا در تمام فرآیندهای جوش و برش اکسیژن- گاز سه نوع شعله مورد استفاده قرار می گیرند. این شعله ها عبارتند از: ۱- شعله ای که گاز مورد نظر در آن از اکسیژن بیشتر است (carburizing) 2- شعله ی خنثی (neutral) 3- و شعله ای که در آن اکسیژن بیشتری وجود دارد (oxidizing) که به آن شعله اکساینده می گویند. برای اطمینان از تنظیم صحیح شعله، خواص هر یک از انواع شعله های فوق را باید شناخت.
شعله ای که تنها از گاز مورد نظر تشکیل شده باشد بلند و به رنگ زرد است. این شعله اکسیژن مورد نیاز برای احتراق خود را از هوای اطراف تامین می کند. این مقدار اکسیژن برای سوختن گاز به طور کامل کافی نیست. بنابراین شعله دود کرده و تولید دوده می کند و برای استفاده، مناسب نیست. برای افزایش اکسیژن باید شیر سوزنی اکسیژن را باز کرده تا شعله رنگ آبی- سفید پیدا کند به نحوی که مخروط داخلی به رنگ روشن و شعله ی احاطه کننده مخروط، تیره تر باشد. در واقع دمای لازم برای انجام جوش و برش در مخروط داخلی ایجاد می شود.
-1شعله با مقدار گاز بیشتر (carburizing flame)
در حالتی که مقدار استیلن بیشتر از مقدار اکسیژن باشد ایجاد می شود و سه ناحیه به رنگ های مجزا دارد. یک مخروط داخلی رنگ آبی- سفید، یک مخروط سفید رنگ میانی و یک شعله خارجی به رنگ آبی کم رنگ. نوک مخروط داخلی می تواند به صورت پرشکل باشد. درجه carburizing به وسیله طول قسمت پرشکل تشخیص داده می شود. دمای شعله ای که مقدار گاز استیلن در آن بیشتر است در حدود °C 3.300 است.
-2 شعله خنثی (Neutral Flame)
هرگاه مخلوط حجمی خارج شده از ترچ برای اکسیژن و استیلن برابر باشد، شعله ی خنثی ایجاد می گردد. شعله ی خنثی ترکیب اصلی فلز را زیاد تغییر نمی دهد، بنابراین برای اکثر فلزات مناسب ترین شعله است. شعله ی خنثی با دمایی در حدود C° ۳.۲۳۰ می سوزد. این نوع شعله به دو بخش مجزا تقسیم می شود. منطقه ی داخلی یک مخروط سفید رنگ با نوک گرد و صاف دارد که به طور واضح قابل تشخیص است. منطقه خارجی که در آن اکسیژن واستیلن به طور کامل می سوزند، آبی رنگ بوده و نوک و گوشه های شعله به رنگ ارغوانی کم رنگ می باشد. شعله ی خنثی فلز را بدون تغییردادن خواص ذوب می کند و سطح فلز را تمیز باقی می گذارد.
-3 شعله اکساینده (Oxidizing Flame)
زمانی که مقدار اکسیژن از مقدار گاز مورد مصرف بیشتر باشد شعله ی اکساینده به وجود می آید. این شعله در حالت کلی شبیه به شعله ی خنثی است اما مخروط داخلی آن کوتاه تر و کمی نوک تیزتر است و رنگ مایل به ارغوانی کم رنگ دارد. این شعله با یک صدای خاص “sss” می سوزد.
تنظیم شعله در دستگاه هوا- برش:
برای تنظیم شعله با بازکردن شیر استیلن به مقدار ۴/۱ تا نیم دور، ترچ را روشن کنید. حالا شیر اکسیژن را به آرامی باز کنید. رنگ شعله به تدریج تغییر کرده و از زرد به آبی می گراید. در این حالت شعله خواص شعله ی Carburizing را دارد. حال اگر شیر استیلن را به آرامی ببندید، خواهید دید که مخروط میانی شروع به کوچک شدن می کند تا هنگامی که به طور کامل ناپدید گردد. درست در هنگامی که مخروط میانی کاملا ناپدید می شود، شعله ی خنثی شکل می گیرد. برای دیدن تاثیر مقدار اضافه اکسیژن، شیر استیلن را بیشتر ببندید. یک تغییر قابل مشاهده اتفاق خواهد افتاد اما این تغییر به روشنی اختلاف بین استیلن اضافه و شعله ی خنثی نیست. تمام شعله از نظر اندازه کوچک تر می شود و تشخیص مخروط داخلی به راحتی ممکن نیست. با توجه به اینکه تشخیص شعله ی خنثی از شعله ی اکساینده کار مشکلی است، برای ایجاد شعله ی خنثی و تنظیم شیرها همیشه از حالت استیلن اضافه شروع کرده و به تدریج مقدار اکسیژن را زیاد می کنیم. این کار را تا زمانی که مخروط دوم ناپدید شود ادامه می دهیم.
مشعل(torch) :
مشعل از قسمت های، شیر و اتصال برای گاز، شیر و اتصالات برای اکسیژن، دسته، محفظه ی اختلاط (که در آن اکسیژن و گاز با هم مخلوط می شوند) و سر مشعل که شعله را شکل می دهد، تشکیل شده است. مشعل ابزاری است که جوش و برش را نگه می دارد. سرپیک جوش و برش برای جوش و برش فلزات استفاده می شود. سرپیک برشکاری شبیه به مشعل جوشکاری است اما با ماشه انفجار اکسیژن یا اهرم شناخته شده است. جوش و برش توسط شعله گرم انجام می شود. مشعل، مخلوط دو گاز است که در مشعل های انژکتور، اکسیژن با فشار بالا از یک نازل کوچک در داخل سر مشعل بهمراه سوخت گاز بیرون می آید.
مشعل برش (cutting torch):
مشعل جوش و برش برای جوش و برش مواد به کار می رود. ابتدا فلز به وسیله شعله حرارت دیده تا اینکه به رنگ قرمز روشن درآید و وقتی قطعه به این دما رسید، اکسیژن به قطعات حرارت دیده (با فشاردادن اهرم) دمیده می گردد. این اکسیژن با فلز واکنش و تشکیل اکسید داده و تولید گرما می کند و این حرارتی است که سبب تداوم فرآیند جوش و برش می گردد. مشعل جوش و برش تنها، فلز را حرارت می دهد تا فرآیند جوش و برش شروع شود و حرارت بیشتر از این مقدار از فلز در حال اشتعال تامین می گردد. نقطه ذوب اکسید آهن در حدود نصف نقطه ذوب آهن است. زمانی که آهن شروع به اشتعال می کند، بلافاصله به اکسید آهن مایع تبدیل می شود و به تدریج به خارج از ناحیه جوش و برش جریان پیدا می کند. اما مقداری از اکسید آهن بر روی قطعه کار باقی می ماند و تبدیل به گل (خاکستر) سخت روی کار می شود که با ضربه ی آرام یا سوهان کاری از قطعه جدا می شود. اگر آهن یا فولاد تا دمای برافروختگی حرارت داده شوند (یعنی بیشتر از °C 871) و در مقابل اکسیژن قرار گیرند، بسیار سریع فرآیند اکسیدشدن یا سوختن صورت می گیرد. واکنش بین اکسیژن و آهن یا فولاد تولید اکسید آهن (Fe3O4) می کند و گرمای زیاد بوجود می آورد. این حرارت برای ذوب کردن اکسید و قسمتی از کل فلز کافی است. بعد از رسیدن فلز به دمای برافروختگی جریان اکسیژن به طور ثابت بر سطح فلز دمیده می شود. فلز داغ با اکسیژن واکنش داده و دما و مواد مذاب بیشتری ایجاد می کند. فلز ذوب شده و اکسید به وسیله جریان سریع اکسیژن به خارج هدایت می شوند. واکنش اکسیداسیون ادامه پیدا کرده و حرارت لازم را برای ذوب لایه ای دیگر از فلز فراهم می کند و فرآیند جوش و برش از این طریق انجام می گردد. از نظر تئوری حرارت ایجاد شده در اثر سوختن آهن برای حرارت دادن باقیمانده قطعه تا رسیدن به برافروختگی کافی است. بنابراین با شروع جوش و برش، تنها با دمیدن اکسیژن فرآیند جوش و برش باید به صورت پیوسته ادامه یابد اما در عمل به دلیل جذب حرارت اضافه در سطح فلز که در اثر وجود کثیفی ها و خاک بر روی قطعه به وجود می آید، وجود شعله مشعل برای از پیش گرم کردن فلز برای ادامه جوش و برش لازم است.
فلش بک:
فلش بک یک دستگاه ایمنی گاز است که اغلب در جوش و برش کاری استفاده می شود و همچنین از این وسیله به منظور جلوگیری از برگشت شعله یا جریان گاز استفاده می شود. فلش بک همچنین مانع از رساندن آسیب یا انفجار به تجهیزات می شود. این دستگاه عمدتا در فرآیندهای مختلف صنعتی بکار گرفته می شود. بازدارنده فلش بک بعنوان یک محصول ایمنی ضروری برای حفظ محیط کار و ایمنی در حین کار استفاده می شود. فلش بک ها اغلب در خروجی گاز نصب می شود.
فلش بک ها جلوگیری می کنند از :
• شوک فشار در مواقعی که جریان گاز بیشتری وارد می شود
• جلوگیری از ورود هوا یا اکسیژن به خط توزیع
• جلوگیری از انتشار سریع شعله پایین شیلنگ
• مانع از دمای بیش از حد شعله
بازدارنده فلش بک برای اکثر گازها مانند استیلن، هیدروژن، متان، پروپان، پروپیلن، بوتان و همچنین اکسیژن و هوای فشرده کاربرد دارد.
نازل جوش:
نازل جوش و برش نقش مهمی را در فرآیندهای جوش و برش کاری بر عهده دارد. این قطعات برای هدایت گاز محافظ به حوضچه جوش و برش و محافظت از آلودگی است. قطعات بهم جوش خورده نهایی، می تواند ابتلا به مشکلاتی مانند پاشش بیش از حد، همچنین داشتن نازل اشتباه می تواند منجر به گرمای بیش از حد و شکستن آن شود. انتخاب درست نازل می تواند تاثیر بسیار مهمی در کیفیت بهره وری، کیفیت جوش و برش و کاهش هزینه های جوش و برشکاری باشد. انواع نازل عبارت است از نازل راست، نازل مخروطی، نازل کوتاه و نازل بلند. نازل معمولا در سبک ها و اندازه های متفاوت وجود دارد. نازل بعنوان یک عایق ضخیم تر در برخی برنامه های کاربردی طراحی شده و همچنین نقش مهمی در جلوگیری از نشت گاز بر عهده دارد که می تواند منجر به کیفیت جوش شود. جنس نازل ها معمولا از برنج یا مس می باشد گرچه نازل کروم نیز در دسترس هستند. نازل نقش مهمی را در حفظ کیفیت جوش بازی می کند و می تواند تاثیر بسزایی در بهره وری و هزینه های دیگر را بر عهده داشته باشد.
شیلنگ های گاز:
شیلنگ ها دارای دو نوع شیلنگ دوقلو و شیلنگ تک می باشند. این شیلنگ ها که معمولا دوتایی هستند برای تشخیص آن، معمولا از رنگ های مشخصی استفاده می شود و اتصالات آنها به نحوی طراحی شده که از جداشدن اتفاقی جلوگیری شود. اتصالات اکسیژن معمولا راست گرد و گاز چپ گرد بسته می شود. قسمت چپ گرد شیارهایی هم بر روی بدنه شان دارند که تا مهره ادامه پیدا کرده و برای تشخیص، در نظر گرفته شده است. در کشورهای مختلف رنگ های به کاررفته برای تشخیص شیلنگ ها متفاوت است. شیلنگ های جوش و برش کاری و فشار قوی در مدل های دو قلو و تک، با فشار کاری ۲۰ بار جهت پروژه های ساختمانی، صنعتی، امور آزمایشگاهی و نیمه صنعتی به کار می رود.
نکات ایمنی:
دهانه مشعل بایستی بررسی شود. دهانه مسدود شده نوک کپسول بایستی با استفاده از یک سیم مناسب تمییز شود، دریل یا دستگاههای دیگر وجود دارند که برای تمییز کردن طراحی شده اند. در ابتدای استفاده از مشعل بایستی نشتی درپیچه سیستم، کوپلینگ شیلنگ و اتصالات نوک مشعل بازرسی و مشعل معیوب نباید مورد استفاده قرار گیرد. کابل مورد استفاده در جوش و برش باید بطور کامل عایق و از نوع قابل انعطاف باشد تا جوشکار در حین کار به مشکل برنخورد. امکان نشت و فرار گاز از طریق دریچه های نادرست مشعل وجود دارد. گاز و اکسیژن شیلنگ سوخت که انتهای آن باز است بایستی سریعا از فضاهای محصور حذف شوند.