Generator de hidrogen pentru sudare DIY. Arzător cu hidrogen DIY

Opțiuni de aplicație

Avantajele sudării cu hidrogen

Flacăra de hidrogen poate fi folosită ca alternativă la flacăra de acetilenă pentru tăiere, lipire și sudare. Spre deosebire de metodele oficiale, sudarea cu hidrogen este practic inofensivă. Acest lucru se datorează aburului care este un produs de ardere în acest proces. Dacă aveți abilități de sudare cu gaz, puteți învăța rapid sudarea cu hidrogen. Dacă nu, va dura puțin mai mult timp, dar rezultatul va merita. În acest articol vă vom spune cum puteți efectua sudarea cu hidrogen cu propriile mâini.

Caracteristicile sudării cu hidrogen

Sudarea cu gaz este folosită de peste o sută de ani. Acetilena este folosită ca principal gaz combustibil. Rezultatele studiilor au arătat că utilizarea hidrogenului în locul acetilenei este mai productivă. La sudarea materialelor se obține aceeași producție și calitate sudură. Singura dificultate este că flacăra de acetilenă reduce fierul, în timp ce flacăra de hidrogen îl oxidează.

Sudarea cu hidrogen este un tip de procesare cu flacără care are loc folosind oxigen și un amestec de gaz inflamabil. Atunci când hidrogenul este utilizat ca gaz combustibil, bazinul de sudură este acoperit cu un strat mare de zgură, iar sudura devine subțire și poroasă. Dar această problemă a fost rezolvată. Substanțele organice au tendința de a lega oxigenul, așa că s-a luat decizia de a le folosi. Au început să fie folosite hidrocarburi care au punctul de fierbere de 30-80°. Acestea sunt hexan, toluen, benzină, heptan, benzen. Pentru sudare este necesară o cantitate minimă.

Când problemele tehnologice au fost rezolvate cu succes, a apărut o altă dificultate. Nu a existat o sursă eficientă de oxigen. Buteliile de hidrogen sunt o sursă de pericol crescut, astfel încât utilizarea lor este neprofitabilă. Concentrațiile mari de hidrogen lichefiat pot provoca amețeli, sufocare și degerături severe. Dar principalul pericol al unei flăcări de hidrogen este invizibilitatea acesteia la lumina zilei.

În timpul zilei, flăcările de hidrogen pot fi detectate folosind senzori speciali. Această problemă a fost rezolvată prin combinarea apei cu hidrogenul și oxigenul sub influența electricității. Electrolizoarele sunt dispozitive care, folosind energia electrică, pot produce simultan hidrogen și oxigen.

Este de remarcat faptul că hidrogenul, care este potrivit pentru sudarea diferitelor produse din fier și oțeluri cu conținut scăzut de carbon, este complet nepotrivit pentru sudarea oțelurilor inoxidabile. Acest lucru se datorează dizolvării sale în nichel topit. Când metalul se întărește, se eliberează înapoi, formând fisuri și pori. Sudarea oxigen-hidrogen este, de asemenea, nepotrivită pentru cupru. Dar avantajul său este că atmosfera de hidrogen protejează suprafața sudată de oxidare.

Generatoarele și cilindrii de acetilenă sunt necesare pentru utilizare în condiţiile de teren când nu există surse de energie în apropiere. Dar, în alte cazuri, echipamentele masive de sudare cu gaz pot fi înlocuite cu dispozitive cu hidrogen ușoare și convenabile.

Opțiuni pentru utilizarea dispozitivelor cu hidrogen

Aparatul de sudat cu hidrogen funcționează dintr-o rețea electrică trifazată și casnică și are putere diferită. Aparatul poate fi utilizat în modul manual și automat. Un amestec de hidrogen și oxigen este furnizat unei torțe standard de acetilenă printr-un furtun, iar temperatura flăcării curate poate fi ajustată de la 600 la 2600 de grade.

Mașinile de sudat cu hidrogen sunt foarte ușor de utilizat. Nu au nevoie să fie reîncărcate des, iar intensitatea muncii este scăzută. De regulă, acestea intră în modul de funcționare în doar câteva minute, care depinde de consumul de gaz necesar și de temperatura camerei. Cu echipament dimensiuni mici dispozitivul poate fi foarte puternic.

Sudarea cu hidrogen este foarte prietenoasa cu mediul, spre deosebire de acetilena, lucru cu care polueaza mediul cu substante toxice. În dispozitivele cu hidrogen, singurul produs de ardere este aburul complet inofensiv. În plus, aceste dispozitive sunt complet sigure în timpul funcționării și depozitării. Dar nu neglijați îmbrăcămintea de protecție - mănuși, salopete groase și ochelari de protecție pentru sudarea cu gaz.

Astfel de dispozitive rezolvă aproape toate problemele puse la prelucrarea cu flacără a materialelor. Folosind aceste dispozitive, puteți efectua sudură, lipire, acoperire cu pulbere, tăiere manuală și mecanică cu oxigen, suprafață, întărire la căldură și suprafață cu pulbere. Există diferite moduri de funcționare care oferă posibilitatea de a efectua o gamă largă de lucrări - de la sudare grosimea minimaînainte de a tăia table groase de oțel. Chiar și dispozitivele portabile mici, cu putere mică, pot suda și tăia foi de metal feros și neferos de până la doi milimetri în grosime.

Aparatele de sudură cu hidrogen sunt foarte populare printre bijutieri, stomatologi și specialiști în repararea frigiderelor. Modelele cu putere mai mare vă permit să sudați material cu o grosime de până la trei milimetri. Sunt foarte populare la stațiile de service pentru echipamente, deoarece utilizarea buteliilor periculoase de oxigen și propan este interzisă în aceste locuri.

Aparatele de sudura cu hidrogen pot fi folosite in timpul caroseriei, la repararea bateriilor, blocurilor motoare si butucilor. Când nivelul maxim de presiune și electrolit este atins, sistemul de control încorporat în sine generează un semnal. În acest caz, dispozitivul este deconectat automat de la sursa de alimentare. Prin respectarea acestor măsuri de siguranță se asigură o bună siguranță la incendiu și explozie.

Pentru angajații companiilor de urgență, au fost dezvoltate opțiuni speciale, care sudează țevi cu o grosime a peretelui de până la cinci milimetri. Asemenea dispozitive pot fi utilizate pentru sudarea zonelor cu defecte ale turnărilor din fontă și neferoase, mașini și tăiere manuală metale de până la treizeci de milimetri grosimea peretelui. Aceste metode de sudare sunt efectuate cu alimentarea pistolului de încălzire cu flacără de la dispozitiv și alimentare cu oxigen dintr-un cilindru.

Datorită acestei tehnologii, se obține o tăietură foarte curată, în comparație cu acetilena și propanul. De asemenea, nu există emisii de oxid de azot și bavuri, metalul nu este saturat cu carbon și este întărit. Astfel de aparate de sudură sunt adesea folosite în puțuri, tuneluri și metrouri, deoarece folosirea propanului și a acetilenei este de asemenea interzisă acolo. Există tipuri care oferă posibilitatea de a efectua sudarea cu hidrogen la temperaturi sub zero.

Sudarea cu hidrogen la domiciliu

Un dispozitiv de sudare cu hidrogen va fi util pentru toată lumea meșter acasă. Dispozitivele cu hidrogen sunt destul de scumpe. În plus, dispozitivele achiziționate sunt foarte greu de utilizat pentru lucrul cu piese mici. Puteți face o mașină de sudură similară acasă. Toate unitățile pot fi asamblate din materiale obișnuite. Să vedem cum se face acest lucru corect.

Amestecul de hidrogen se obține prin electroliză soluție apoasă alcaline - sodă caustică. Sursa de curent poate fi făcută dintr-un redresor pentru a încărca bateriile dintr-o mașină. Pentru uz casnic O productivitate mică va fi suficientă, astfel încât designul poate fi simplificat.

Electroliza are loc într-un vas, așa că pentru sudarea instalațiilor sanitare la domiciliu puteți folosi borcan de sticlă cu capac din polietilenă de 0,5 litri. Este necesar să se facă puncte în capac pentru bornele plăcilor de contact ale electrozilor și pentru manșonul tubului pentru îndepărtarea gazelor rezultate. După aceasta, toate terminalele și capacul în sine ar trebui să fie sigilate cu lipiciul Moment obișnuit. Este de remarcat faptul că electrozii curbați în formă de șarpe sunt plăci de oțel inoxidabil lățime de 4 centimetri.

Prin racordul de evacuare a gazului este necesar să se umple borcanul cu electrolit (amestec de 8-10% hidroxid de sodiu în apă purificată) folosind o seringă de 50 ml. Funcția unui distribuitor de apă este îndeplinită de un al doilea vas, în care gazele rezultate sunt barbotate și saturate cu vapori de substanțe inflamabile atunci când trec prin 60-70% din soluția lor în apă.

Acest amestec ar trebui să curgă într-un al treilea recipient cu apă, care servește ca sigiliu pentru eliberarea gazelor. Siguranța în funcționare este sporită prin utilizarea a două șuruburi, care sunt amplasate în serie și împiedică trecerea flăcării din aparat în electrolizor. Pentru un plus de securitate, puteți face un al doilea obturator din plastic.

Gazul cu oxigen, hidrogen și vapori de substanțe inflamabile iese prin acul medical. Flacăra poate atinge o temperatură de 2500 de grade, dar aceasta poate fi reglată prin schimbarea tensiunii aplicate. Asigurați-vă că procesul de ardere este stabil. Dacă modificați tensiunea pe electrozi, se va modifica și puterea curentului, ceea ce afectează doza de gaz eliberată.

Puteți verifica cu ușurință acest lucru calculând folosind celebra formulă Faraday. Pentru bucșe, puteți utiliza tuburi din pixuri cu heliu, picurătoare etc., așa cum se arată în videoclipul despre sudarea cu hidrogen. Amintiți-vă că diametrul acului aparat de sudura ar trebui să fie de la 0,6 la 0,8 milimetri, iar pentru al treilea vas trebuie să folosiți un borcan de plastic. Structura rezultată trebuie plasată într-o carcasă de dimensiuni adecvate.

În timpul electrolizei, se consumă apă, dar cantitatea de alcali rămâne aceeași. Alcaliul se descompune în ioni și crește conductivitatea electrică a soluției. Puteți completa amestecul de combustibil folosind o seringă medicală obișnuită cu un ac. Pentru suport de ac poate fi folosit mâner de lemn pentru instrumente, în care este găurit și un punct de-a lungul diametrului tubului. Asigurați-vă că plasați tampoane de bumbac în interiorul tubului seringii, la baza și la capătul acestuia. Această precauție va împiedica trecerea flăcării prin tub în vasul cu compoziția de alcool.

Puteți asambla singur redresorul folosind diode conectându-le într-un circuit cu jumătate de undă. Puteți folosi orice transformator potrivit cu o putere de cel puțin 180 W. Un transformator de la vechile televizoare sovietice este perfect. Este necesar să îndepărtați înfășurările secundare și să înfășurați altele noi folosind un fir gros de înfășurare de cupru de 4 milimetri. Este indicat să se facă robinete pentru reglarea tensiunii de ieșire, care să asigure funcționarea electrolizatorului sub sarcină. O tensiune bună pe electrozi ar trebui să fie reglată în 3V, deoarece există un singur spațiu galvanic în dispozitiv.

Temperatura flăcării depinde de amestecul de combustibil. Puteți folosi acetonă sau etanol. În cazul acetonei, nu puteți folosi mâneci din tuburile din pixurile cu heliu, deoarece se vor dizolva în ea. Dacă cantitatea de alcool din amestecul de gaze de evacuare este redusă și predomină oxigenul, flacăra se poate stinge. Când asamblați o mașină de sudat cu hidrogen de casă, amintiți-vă toate regulile de mai sus, în special despre tampoanele de bumbac și un al treilea vas de plastic. Amintiți-vă că un dispozitiv bine asamblat și sigilat va funcționa foarte mult timp dacă este utilizat corect.

Cerințe de siguranță pentru sudarea cu hidrogen

Sudarea cu hidrogen poate fi foarte periculoasă. Pot apărea accidente din cauza exploziilor de amestecuri, aprinderii reductoarelor de oxigen și a focului invers. Ar trebui să fiți bine familiarizați cu măsurile de siguranță înainte de a încerca sudarea cu hidrogen. Aici oferim regulile de bază.

1. Sudarea cu gaz nu trebuie efectuată prea aproape de substanțe inflamabile sau inflamabile. Dacă sudați în interior, în cazane sau în spații închise, faceți pauze regulate și ieșiți afară. aer curat. În spațiile închise și semiînchise, gazele nocive trebuie îndepărtate prin aspirație locală. Dacă sudați în rezervoare, o a doua persoană trebuie să fie afară pentru a observa procesul.
2. Când sudați și tăiați, asigurați-vă că utilizați ochelari speciali de protecție. În caz contrar, razele strălucitoare pot afecta negativ retina și membrana sanguină a ochilor, inclusiv cataracta și orbirea. Stropii de metal și zgură reprezintă, de asemenea, un mare pericol pentru deschiderea ochilor.
3. Când folosiți butelii de gaz, este mai bine să le transportați pe targă sau pe cărucior, cu utilizarea obligatorie a unui capac de protecție. Metode convenționale transportul este nesigur. În timpul transportului butelii de gaz nu trebuie să se atingă și să cadă. Nu depozitați în zona în care metalul este tăiat sau sudat. butelii de oxigen. Deplasarea pe distanțe scurte se realizează prin răsturnarea acestuia cu o ușoară înclinare. Dacă în cilindru apare un amestec de oxigen și gaz inflamabil (când presiunea oxigenului din butelie este mai mică decât presiunea de funcționare a regulatorului), poate apărea o explozie. Prin urmare, trebuie utilizate cutii de viteze cu manometre de lucru.
4. În timpul sudării, este necesar să direcționați flacăra pistoletului către partea care se află de cealaltă parte a sursei de alimentare. Dacă nu puteți îndeplini această condiție, protejați sursa cu un scut de fier. Când se lucrează, furtunurile conductoare de gaz trebuie să fie aproape de sudor. În timpul unei pauze, asigurați-vă că stingeți flacăra arzătorului.
5. Dacă există mai mult de zece stații de sudare, alimentarea cu gaz trebuie să treacă prin firele stațiilor de acetilenă. Generatorul de acetilenă trebuie instalat într-o cameră cu ventilator și o temperatură de cel puțin cinci grade. Asigurați-vă că dopul de apă este umplut la nivelul necesar. Este interzisă funcționarea dacă supapa de apă este defectă sau deconectată.

Tehnologia sudării cu gaz folosind hidrogen este aceeași cu cea a sudării cu gaz. Singura diferență este utilizarea unui amestec de hidrogen. Înainte de a face singur sudarea cu hidrogen, recitiți din nou regulile și sfaturile de mai sus. Sperăm că informațiile noastre vă vor ajuta să realizați un dispozitiv de înaltă calitate și să înțelegeți tehnologia procesului.

Sudarea cu hidrogen este un tip de prelucrare cu flacără de gaz. Ei trăsătură distinctivă este arderea unei flăcări într-o atmosferă de hidrogen. Astăzi, dintre toate tipurile de tratamente cu flacără cu gaz, această metodă este cea mai populară.

Este foarte eficient și servește ca o alternativă excelentă la sudarea cu acetilenă. În plus, puteți face o mașină de sudură cu propriile mâini acasă, ceea ce o face și mai interesantă.

Sudarea cu hidrogen are o serie de avantaje în comparație cu alți analogi. Principalul său avantaj este că în timpul arderii pistoletului de sudură se eliberează vapori de apă, deci este cel mai sigur.

În plus, această tehnologie oferă temperaturi ridicate de funcționare, ceea ce înseamnă că vă permite să lucrați cu mai multe metale refractare. Sudarea cu hidrogen poate fi utilizată cu ușurință acasă, deoarece oricine poate face un aparat de sudură cu propriile mâini.

O altă metodă cel mai frecvent utilizată este sudarea cu acetilenă.

Tehnologia de sudare cu hidrogen.

În același timp, în multe cazuri, hidrogenul se dovedește a fi mai preferabil datorită caracteristicilor sale:

• vă permite să obțineți cusături îngrijite și strânse;
• capacitatea de a lucra cu piese mici;
• temperatură ridicată arzator pe gaz vă permite să efectuați nu numai tăierea, ci și tăierea materialelor;
• realizarea unui arzător cu hidrogen cu propriile mâini este o sarcină fezabilă nu numai pentru maeștri, ci și pentru începători;
• capacitatea de a lucra într-un spațiu restrâns;
• Mașina de sudat cu hidrogen este de dimensiuni mici și ușor de transportat.

În ciuda numeroaselor avantaje ale sudării atomice cu hidrogen, aceasta nu este lipsită de dezavantajele sale. Principalele sunt dificultățile de lucru cu produse din cupru, unele oțeluri aliate și, de asemenea, cu materiale masive.

Aplicarea metodei

Sudarea cu flacără de gaz se realizează datorită arderii unui amestec gazos. Cel mai des folosit este sudarea cu acetilenă. Se bazează pe oxidarea carburii în apă.

Dacă sunt necesare temperaturi scăzute, de exemplu când se lucrează cu piese mici sau cu metal subțire, se folosește propan. Este alimentat din cilindru în camera de amestec și apoi în arzător.

Oxigenul este furnizat în aceeași cameră pentru a susține arderea gazului. Prin reglarea presiunii oxigenului, este posibilă atingerea unei temperaturi de ardere de până la 3000 de grade, ceea ce permite nu numai sudarea, ci și tăierea metalului.

Dezavantajul acestui lucru este necesitatea de a folosi o butelie de gaz. Acest lucru impune restricții privind utilizarea sudurii în multe conditii dificile.

Unitate pentru sudarea cu hidrogen.

Principiul de funcționare al sudării cu hidrogen se bazează pe procesul de separare a apei în hidrogen și oxigen. Ca urmare a recombinării ulterioare a hidrogenului monoatomic în hidrogen diatomic, se eliberează energie, ceea ce accelerează sudarea.

Zona de sudare este protejată de oxigen de către hidrogen, ceea ce elimină oxidarea suprafeței și asigură cusături netede.

Folosirea buteliilor de hidrogen pentru rafting este periculoasă. Scurgerile în spații închise pot provoca sufocare sau amețeli. Este, de asemenea, exploziv.

Producția de hidrogen necesar pentru funcționarea mașinii de sudură se realizează direct la locul de sudare în camera de electroliză. Acest lucru elimină aceste riscuri când utilizarea corectă echipament și respectarea normelor de siguranță.

Sudarea cu hidrogen este utilizată pe scară largă în condiții dificile: tuneluri, mine, canalizare. Este imposibil să folosiți butelii de propilenă-acetilenă pentru astfel de sarcini din cauza riscului ridicat de scurgere a amestecului și de explozie.

Echipamentele de electroliză nu prezintă aceste dezavantaje și sunt utilizate pe scară largă în aceste zone.

Utilizarea mașinilor de sudat cu hidrogen este destul de simplă. Nu necesită reîncărcare frecventă și ating rapid temperaturile de funcționare.

În plus, pot funcționa dintr-o rețea casnică, ceea ce le face foarte atractive pentru utilizatorul mediu. Mai ales având în vedere că sudarea cu hidrogen se poate face cu propriile mâini folosind unul dintre numeroasele circuite de electrolizor pentru sudare disponibile pe Internet.

Cum să faci singur o mașină de sudat cu hidrogen?

Sudarea cu hidrogen este utilă oricărui meșter. Cutterul cu hidrogen nu este un echipament ieftin. În plus, dispozitivele disponibile în comerț sunt adesea nepotrivite piese mici, mai ales pentru bijuterii.

Calea de ieșire din această situație este să faci singur sudarea atomică-hidrogen. Toate piesele necesare pentru a crea un astfel de dispozitiv pot fi achiziționate cu ușurință de la orice magazin de hardware. Deci, haideți să vedem cum să faceți acest lucru acasă.

Capacitate principală

Instalatie pentru sudare cu hidrogen.

Mașina de sudat cu hidrogen funcționează ca urmare a arderii hidrogenului, datorită disocierii unei soluții alcaline apoase.

Acest proces se realizează într-un recipient pentru care podeaua este perfectă borcan de litru. Acesta trebuie să fie închis cu un capac din plastic cu două orificii făcute pentru a îndepărta contactele de pe electrozi.

Toate terminalele trebuie sigilate etanș. Adezivul moment este potrivit pentru aceste scopuri.

Puteți folosi benzi de oțel inoxidabil de patru centimetri. Pentru productivitatea maximă a aparatului de sudură, trebuie utilizat întregul volum de lichid.

Pentru a face acest lucru, plăcile sunt găurite de-a lungul marginilor superioare și inferioare și conectate între ele cu știfturi dielectrice. Terminalele sunt realizate pe blocul rezultat: două negative situate la margini și un stâlp între ele.

Fiecare terminal este îndoit și fixat de container cu un șurub. Terminalele de la sursa de alimentare vor fi atașate la aceste șuruburi.

Recipientul trebuie umplut cu o seringă cu fluid de lucru prin racordul de evacuare a gazului. Electrolitul este un amestec de 8-10% hidroxid de sodiu în apă distilată. Când electrolizorul funcționează, temperatura lichidului de lucru al soluției alcaline nu depășește de obicei 80 °C.

Al doilea vas acționează ca un hidrodistribuitor. În ea, gazele sunt saturate cu vapori de substanțe inflamabile. Apoi amestecul rezultat este trimis într-un al treilea recipient umplut cu apă obișnuită. Acționează ca un obturator pentru eliberarea gazelor.

Un ac medical obișnuit poate fi folosit ca duză prin care vor ieși oxigenul, hidrogenul și substanțele inflamabile.

Sursă curentă pentru sudarea cu hidrogen atomic

O baterie obișnuită de 12 volți poate fi folosită ca sursă de alimentare. Această opțiune este perfectă pentru lucrul cu metal de grosime fixă.

Dezavantajul său este incapacitatea de a controla puterea flăcării, deoarece performanța sa este determinată de producția de hidrogen și oxigen, care depinde de puterea curentului.

Alegerea unui încărcător pentru bateriile auto va fi mai de preferat. Pentru lucrul cu subțiri plăci metalice sau bijuteriiÎncărcarea poate fi setată la 3 volți.

Sudarea cu hidrogen poate fi alimentată cu oxigen dintr-o rețea obișnuită de 220 V, ceea ce vă permite să utilizați acest dispozitiv acasă.

Schimbați camera

Schema schematică a unui aparat de sudare cu hidrogen.

Pentru a selecta hidrogenul și oxigenul furnizat arzătorului, se folosește un alt recipient - o cameră de schimb.

Trebuie să faceți 3 găuri în interior:

• pentru reumplere cu fluid de lucru;
• în partea de jos există un fiting pentru alimentarea cu lichid de lucru în rezervorul principal;
• fiting pentru alimentarea amestecului de gaze la duză.

Designul containerului suplimentar trebuie, de asemenea, sigilat cu grijă. Prin porțile de hidrogen generator de hidrogen Gazele și lichidele nu trebuie să curgă. Acest lucru se rezolvă și cu ajutorul „Momentului”.

Realizarea unui arzător

Pentru a face un arzător, puteți folosi un furtun obișnuit de cauciuc. Prin aceasta, hidrogenul și oxigenul vor fi transportate din camera de schimb la duză. Puteți folosi un ac dintr-o seringă sau picurător ca duză. Aceasta din urmă va fi o alegere mai preferată, deoarece pereții acestui ac sunt mai groși.

Furtunul trebuie fixat strâns de racordul camerei de schimb și de baza acului. Acest lucru se realizează cu ajutorul clemelor. După finalizarea tuturor operațiunilor de asamblare ale dispozitivului, puteți începe testarea acestuia.

Electroliza fluidului de lucru începe rapid. După doar câteva minute, puteți aprinde flacăra de la capătul duzei. Flacăra se reglează prin schimbarea tensiunii de pe dispozitiv.

Concluzie

În multe cazuri, utilizarea sudării cu hidrogen se dovedește a fi mai convenabilă decât alte metode cu flacără de gaz. Devine deosebit de relevant atunci când vine vorba de lucrul acasă.

Descrierea dată despre cum să faci un arzător cu hidrogen cu propriile mâini îi va ajuta pe toți meșterii care doresc să realizeze un astfel de dispozitiv. Acest lucru va economisi în mod semnificativ bani la achiziționarea unei opțiuni de sudare cumpărată din magazin.

În plus, un tăietor cu hidrogen auto-fabricat este mai promițător pentru lucrul cu produse mici. Sudarea cu hidrogen este ecologică, iar producția sa nu necesită multă muncă și costuri mari.

De asemenea, metoda este similară cu sudare cu acetilenă, iar stăpânirea lui nu va fi dificilă.