Urob si sám vodíkový generátor na zváranie. DIY vodíkový horák

Aplikácie

Výhody vodíkového zvárania

Vodíkový plameň možno použiť ako alternatívu k acetylénu na rezanie, spájkovanie a zváranie. Na rozdiel od oficiálnych metód je zváranie vodíkom prakticky neškodné. Je to spôsobené parou, ktorá je pri tomto procese produktom spaľovania. Ak máte zručnosti pri zváraní plynom, môžete sa rýchlo naučiť aj zváranie vodíkom. Ak nie, zaberie to trochu viac času, ale výsledok bude stáť za to. V tomto článku vám povieme, ako môžete zváranie vodíkom vlastnými rukami.

Vlastnosti zvárania vodíkom

Plynové zváranie sa používa už viac ako sto rokov. Ako hlavný palivový plyn sa používa acetylén. Výsledky výskumu ukázali, že použitie vodíka namiesto acetylénu je produktívnejšie. Pri zváraní materiálov sa získa rovnaká výroba a kvalita zvaru. Jediným problémom je, že acetylénový plameň železo redukuje, zatiaľ čo vodíkový plameň ho oxiduje.

Vodíkové zváranie je typ spracovania plameňom, ktorý využíva kyslík a zmes horľavých plynov. Pri použití vodíka ako horľavého plynu je zvarový kúpeľ pokrytý veľkou vrstvou trosky a šev je tenký a porézny. Ale tento problém bol vyriešený. Organické látky majú tendenciu viazať kyslík, preto sa rozhodlo o ich použití. Začali sa používať uhľovodíky, ktoré majú bod varu 30-80 °. Sú to hexán, toluén, benzín, heptán, benzén. Zváranie vyžaduje minimálne množstvo.

Po úspešnom vyriešení technologických problémov nastal ďalší problém. Neexistoval účinný zdroj kyslíka. Vodíkové valce sú zdrojom zvýšeného nebezpečenstva, takže ich používanie je nerentabilné. Veľké koncentrácie skvapalneného vodíka môžu spôsobiť závraty, dusenie a ťažké omrzliny. Ale hlavným nebezpečenstvom vodíkového plameňa je jeho neviditeľnosť na dennom svetle.

Počas dňa je možné pomocou špeciálnych senzorov detekovať vodíkový plameň. Tento problém bol vyriešený likvidáciou vody na vodík a kyslík pod vplyvom elektriny. Elektrolyzéry sú zariadenia, ktoré pomocou elektrickej energie dokážu súčasne produkovať vodík a kyslík.

Je potrebné poznamenať, že vodík, ktorý je vhodný na zváranie rôznych výrobkov zo železa a mäkkej ocele, je absolútne nevhodný na zváranie nehrdzavejúcich ocelí. Je to spôsobené jeho rozpustením v roztavenom nikle. Keď kov stvrdne, uvoľní sa späť a vytvorí trhliny a póry. Kyslíkovo-vodíkové zváranie je nevhodné aj pre meď. Ale jeho výhoda spočíva v tom, že vodíková atmosféra chráni zváraný povrch pred oxidáciou.

Acetylénové generátory a tlakové fľaše sú potrebné na použitie v teréne, keď v blízkosti nie sú žiadne zdroje elektriny. Ale v iných prípadoch môžu byť masívne plynové zváracie zariadenia nahradené ľahkými a pohodlnými vodíkovými zariadeniami.

Možnosti použitia vodíkových zariadení

Vodíkový zvárací stroj je napájaný trojfázovým a domácim napájaním, majú iný výkon. Zariadenie je možné používať v manuálnom aj automatickom režime. Bežný acetylénový horák je napájaný hadicou so zmesou vodíka a kyslíka, pričom teplotu čistého plameňa je možné nastaviť od 600 do 2600 stupňov.

Zváracie vodíkové stroje sú veľmi jednoduché na obsluhu. Netreba ich často dobíjať a pracovná náročnosť je malá. Spravidla sa dostanú do prevádzkového režimu len za pár minút, v závislosti od požadovaného prietoku plynu a teploty v miestnosti. S malým vybavením môže byť stroj veľmi výkonný.

Vodíkové zváranie je veľmi ekologické, na rozdiel od acetylénu, ktorý znečisťuje životné prostredie toxickými látkami. Vo vodíkových spotrebičoch je jediným produktom spaľovania úplne neškodná para. Navyše, počas prevádzky a skladovania sú tieto zariadenia úplne bezpečné. Nezanedbávajte ale ochranný odev – rukavice, hrubé kombinézy a okuliare na zváranie plynom.

Takéto zariadenia riešia takmer všetky problémy, ktoré sa kladú pred plameňové spracovanie materiálov. Pomocou týchto zariadení je možné vykonávať zváranie, spájkovanie, práškové striekanie, ručné a strojové rezanie kyslíkom, naváranie, tepelné spevňovanie, naváranie prášku. Existujú rôzne prevádzkové režimy, ktoré poskytujú možnosť vykonávať širokú škálu prác - od zvárania minimálnej hrúbky až po rezanie hrubých oceľových plechov. Dokonca aj malé prenosné zariadenia s nízkym výkonom dokážu variť a rezať plechy zo železných a neželezných kovov do hrúbky dvoch milimetrov.

Vodíkové zváracie stroje sú veľmi obľúbené medzi klenotníkmi, zubármi a špecialistami na opravu chladničiek. Modely s vyšším výkonom umožňujú zváranie materiálu až do hrúbky troch milimetrov. Sú veľmi populárne na technických čerpacích staniciach, pretože v týchto oblastiach nie sú povolené nádrže s nebezpečným kyslíkom a propánom.

Vodíkové zváracie stroje je možné použiť pri karosérii, opravách batérií, motorových blokov a nábojov. Po dosiahnutí hraničnej úrovne tlaku a elektrolytu vydá signál samotný zabudovaný riadiaci systém. V takom prípade stroj automaticky vypne napájanie. Dodržiavaním takýchto bezpečnostných opatrení je zabezpečená dobrá požiarna a výbušná bezpečnosť.

Pre zamestnancov pohotovostných spoločností boli vyvinuté špeciálne možnosti, ktoré zvárajú rúry s hrúbkou steny až päť milimetrov. Takéto zariadenia je možné použiť na zváranie zón s chybami v železných a neželezných odliatkoch, strojné a ručné rezanie kovov do hrúbky steny tridsať milimetrov. Tieto metódy zvárania sa vykonávajú s napájaním rezačky ohrievaním plameňa zo zariadenia a prívodom kyslíka z valca.

Vďaka tejto technológii sa dosiahne veľmi čistý rez v porovnaní s acetylénom a propánom. Taktiež nevznikajú žiadne emisie oxidu dusíka a otrepy, kov nie je nasýtený uhlíkom a je vytvrdený. Takéto zváracie stroje sa často používajú v studniach, tuneloch a podchodoch, pretože tam je zakázané aj používanie propánu a acetylénu. Existujú typy, ktoré poskytujú možnosť vykonávať zváranie vodíkom pri teplotách pod nulou.

Zváranie vodíkom doma

Vodíkové zváracie zariadenie je užitočné pre každého domáceho majstra. Vodíkové zariadenia sú dosť drahé. Navyše zakúpené zariadenia sa veľmi ťažko používajú na prácu s malými časťami. Podobný zvárací stroj si môžete vyrobiť aj doma. Všetky uzly je možné zostaviť z bežných materiálov. Pozrime sa, ako sa to robí správne.

Vodíková zmes sa získava elektrolýzou vodného roztoku alkálie - hydroxidu sodného. Zdroj prúdu môže byť vyrobený z usmerňovača na nabíjanie batérií z auta. Na domáce použitie bude stačiť malý výkon, a tak sa dá dizajn zjednodušiť.

Elektrolýza prebieha v nádobe, takže na domáce inštalatérske zváranie môžete použiť sklenenú nádobu s 0,5 litrovým polyetylénovým vekom. V kryte je potrebné urobiť body pre vývody kontaktných dosiek elektród a pre objímku trubice na odvod vznikajúcich plynov. Potom by mali byť všetky závery a samotný kryt zapečatené, stačí obvyklé lepidlo Moment. Stojí za zmienku, že hadovito zakrivené elektródy sú 4 cm široké dosky z nehrdzavejúcej ocele.

Cez výstup plynu je potrebné naplniť nádobu elektrolytom (8-10% zmes hydroxidu sodného v čistenej vode) pomocou 50 ml striekačky. Funkciu dávkovača vody plní druhá nádoba, v ktorej získané plyny prebublávajú a nasýtia ich parami horľavých látok pri prechode 60-70% ich roztoku vo vode.

Táto zmes musí tiecť do tretej nádoby s vodou, ktorá je bránou na uvoľňovanie plynov. Prevádzkovú bezpečnosť zvyšuje použitie dvoch svorníkov, ktoré sú usporiadané v sérii a vylučujú preskočenie plameňa z prístroja do elektrolyzéra. Pre väčšiu bezpečnosť môžete vyrobiť druhú roletu z plastu.

Cez lekársku ihlu vychádza plyn s kyslíkom, vodík a výpary horľavých látok. Plameň môže dosiahnuť teplotu 2500 stupňov, ale dá sa ovládať zmenou použitého napätia. Uistite sa, že proces horenia je stabilný. Ak zmeníte napätie na elektródach, zmení sa aj sila prúdu, čo ovplyvňuje dávku uvoľneného plynu.

Môžete to ľahko overiť výpočtami pomocou známeho Faradayovho vzorca. Na rukávy môžete použiť rúrky z héliových pier, kvapkadiel atď., Ako je znázornené vo videu o zváraní vodíkom. Pamätajte, že priemer ihly zváracieho stroja by mal byť od 0,6 do 0,8 milimetra a pre tretiu nádobu musíte použiť plastovú nádobu. Výsledný dizajn musí byť položený v puzdre, ktoré má vhodnú veľkosť.

Počas elektrolýzy sa spotrebúva voda a množstvo alkálií zostáva rovnaké. Alkálie sa rozkladajú na ióny a zvyšujú elektrickú vodivosť roztoku. Palivovú zmes môžete doplniť bežnou lekárskou striekačkou s ihlou. Pre držiak ihly môžete použiť drevenú rukoväť nástroja, v ktorej je tiež vyvŕtaný hrot pozdĺž priemeru rúrky. Nezabudnite vložiť vatové tampóny do trubice injekčnej striekačky, na jej základňu a koniec. Toto opatrenie zabráni prešľahnutiu plameňa cez trubicu do nádoby s alkoholovou kompozíciou.

Usmerňovač si môžete zostaviť sami na diódach ich zapojením do polvlnového obvodu. Môžete použiť akýkoľvek vhodný transformátor s výkonom najmenej 180 wattov. Perfektný je transformátor zo starých sovietskych televízorov. Je potrebné odstrániť sekundárne vinutia a navinúť nové pomocou hrubého medeného drôtu vinutia 4 milimetre. Je žiaduce robiť odbočky na reguláciu výstupného napätia, ktoré zabezpečujú prevádzku článku pri zaťažení. Dobré napätie na elektródach by malo byť regulované do 3V, pretože v zariadení je len jedna galvanická medzera.

Teplota plameňa závisí od zmesi zloženia paliva. Môžete použiť acetón alebo etylalkohol. V prípade acetónu nedávajte návleky z hadičiek z héliových pier, pretože sa v ňom rozpustia. Ak sa množstvo alkoholu v zmesi výfukových plynov zníži a prevláda kyslík, plameň môže zhasnúť. Pri montáži domáceho vodíkového zváracieho stroja nezabudnite na všetky vyššie uvedené pravidlá, najmä na vatové tampóny a tretiu plastovú nádobu. Pamätajte, že dobre zmontované a utesnené zariadenie bude pri správnom používaní fungovať veľmi dlho.

Bezpečnostné požiadavky na zváranie vodíkom

Vodíkové zváranie môže byť veľmi nebezpečné. Nehody môžu nastať v dôsledku výbuchu zmesí, vznietenia redukčných ventilov kyslíka, spätného vzplanutia. Pred zapojením sa do vodíkového zvárania by ste sa mali dôkladne oboznámiť s bezpečnostnými opatreniami. Tu uvádzame základné pravidlá.

1. Plynové zváranie sa nesmie vykonávať príliš blízko horľavých a horľavých látok. Ak zvárate vo vnútri, v kotloch alebo v stiesnených priestoroch, robte si pravidelné prestávky a choďte von na čerstvý vzduch. V uzavretých a polouzavretých priestoroch je potrebné škodlivé plyny odstrániť lokálnym odsávaním. Ak zvárate v nádržiach, na proces by mala dohliadať druhá osoba zvonka.
2. Pri zváraní a rezaní určite používajte špeciálne ochranné okuliare. V opačnom prípade môžu jasné lúče nepriaznivo ovplyvniť sietnicu a krvnú membránu očí až po šedý zákal a slepotu. Veľkým nebezpečenstvom pre otvorené oči sú aj striekance kovu a trosky.
3. Pri použití plynových fliaš je lepšie ich nosiť na nosidlách alebo na vozíku s povinným použitím ochranného uzáveru. Bežné spôsoby prepravy nie sú bezpečné. Počas prepravy by sa plynové fľaše nemali navzájom dotýkať a spadnúť. Je zakázané skladovať kyslíkové fľaše v oblasti rezania alebo zvárania kovov. Presun na krátke vzdialenosti sa vykonáva prevrátením s miernym sklonom. Ak sa vo fľaši vyskytne zmes kyslíka a horľavého plynu (keď je tlak kyslíka vo fľaši nižší ako prevádzkový tlak regulátora), môže dôjsť k výbuchu. Preto by sa mali používať reduktory s prevádzkyschopnými manometrami.
4. Pri zváraní je potrebné nasmerovať plameň horáka na stranu, ktorá je na druhej strane zdroja energie. Ak nemôžete splniť túto podmienku, chráňte zdroj železným štítom. Počas prevádzky musia byť hadice na vedenie plynu blízko zváračky. Počas prestávky nezabudnite zhasnúť plameň horáka.
5. Ak je zváracích miest viac ako desať, prívod plynu by mal ísť cez drôty acetylénových staníc. Generátor acetylénu by mal byť inštalovaný v miestnosti s ventilátorom a teplotou najmenej päť stupňov. Uistite sa, že vodná skrutka je naplnená na požadovanú úroveň. Je zakázané pracovať s chybným alebo odpojeným uzáverom vody.

Technológia zvárania plynom pomocou vodíka je rovnaká ako technológia zvárania plynom. Rozdiel je len v použití vodíkovej zmesi. Predtým, ako sami vykonáte zváranie vodíkom, znova si prečítajte vyššie uvedené pravidlá a tipy. Dúfame, že naše informácie vám pomôžu vyrobiť kvalitné zariadenie a pochopiť technológiu procesu.

Zváranie vodíkom je typ spracovania plameňom. Jeho charakteristickým znakom je horenie plameňa vo vodíkovej atmosfére. K dnešnému dňu je táto metóda medzi všetkými typmi ošetrenia plameňom najpopulárnejšia.

Je vysoko účinný a slúži ako vynikajúca alternatíva k zváraniu acetylénom. Okrem toho si môžete vyrobiť zvárací stroj vlastnými rukami doma, čo ho robí ešte zaujímavejším.

Vodíkové zváranie má oproti iným analógom množstvo výhod. Jeho hlavnou výhodou je, že pri spaľovaní zváracieho horáka sa uvoľňuje vodná para, takže je najbezpečnejší.

Okrem toho táto technológia poskytuje vysoké prevádzkové teploty, čo znamená, že umožňuje pracovať s viacerými žiaruvzdornými kovmi. Zváranie vodíkom sa dá ľahko použiť doma, pretože každý môže vyrobiť zvárací stroj vlastnými rukami.

Ďalšou najčastejšie používanou metódou je zváranie acetylénom.

Technológia zvárania vodíkom.

Zároveň je vodík v mnohých prípadoch výhodnejší vďaka svojim vlastnostiam:

• umožňuje získať elegantné tesné švy;
• schopnosť pracovať s malými časťami;
• vysoká teplota plynového horáka umožňuje nielen rezanie, ale aj rezanie materiálov;
• vodíkový horák s vlastnými rukami je realizovateľnou úlohou nielen pre majstrov, ale aj pre začiatočníkov;
• schopnosť vykonávať prácu v obmedzenom priestore;
• Vodíkový zvárací stroj má malú veľkosť a je vhodný na prepravu.

Napriek mnohým výhodám zvárania atómovým vodíkom nie je bez nevýhod. Hlavnými sú ťažkosti pri práci s medenými výrobkami, niektorými legovanými oceľami, ako aj s masívnymi materiálmi.

Aplikácia metódy

Zváranie plameňom sa vykonáva spaľovaním plynnej zmesi. Najčastejšie sa používa zváranie acetylénom. Je založená na oxidácii karbidu vo vode.

Keď sa vyžaduje nízka teplota, napríklad pri práci s malými časťami alebo tenkým kovom, používa sa propán. Z valca sa privádza do zmiešavacej komory a potom do horáka.

Do tej istej komory sa privádza kyslík, ktorý podporuje spaľovanie plynu. Úpravou tlaku kyslíka je možné dosiahnuť teplotu spaľovania až 3000 stupňov, čo umožňuje nielen zváranie, ale aj rezanie kovov.

Nevýhodou je potreba použiť plynový valec. To ukladá obmedzenia na použitie zvárania v mnohých ťažkých podmienkach.

Jednotka na zváranie vodíkom.

Princíp činnosti vodíkového zvárania je založený na procese delenia vody na vodík a kyslík. V dôsledku následnej rekombinácie monoatómového vodíka na dvojatómový sa uvoľňuje energia, ktorá urýchľuje zváranie.

Oblasť zvárania je chránená pred kyslíkom vodíkom, čo eliminuje povrchovú oxidáciu a zaisťuje hladké švy.

Je nebezpečné používať vodíkové fľaše na rafting. Únik v uzavretých priestoroch môže spôsobiť udusenie alebo závraty. Je tiež výbušný.

Výroba vodíka potrebná na prevádzku zváracieho stroja sa uskutočňuje priamo na mieste zvárania v elektrolýznej komore. Tým sa tieto riziká eliminujú, ak sa zariadenie používa správne a dodržiavajú sa bezpečnostné opatrenia.

Vodíkové zváranie je široko používané v ťažkých podmienkach: tunely, bane, kanalizácie. Pri takýchto úlohách nie je možné používať propylén-acetylénové fľaše z dôvodu vysokého rizika úniku zmesi a jej výbuchu.

Zariadenia na elektrolýzu nemajú tieto nedostatky a sú v týchto oblastiach široko používané.

Použitie vodíkových zváracích strojov je celkom jednoduché. Nevyžadujú časté dobíjanie a rýchlo dosahujú prevádzkové teploty.

Navyše môžu fungovať z domácej siete, čo ich robí veľmi atraktívnymi pre bežného užívateľa. Najmä ak vezmeme do úvahy, že zváranie vodíkom sa môže vykonávať ručne podľa jednej z mnohých schém elektrolytického zvárania dostupných na internete.

Ako si vyrobiť vodíkový zvárací stroj sami?

Zváranie vodíkom je užitočné pre každého remeselníka. Vodíková rezačka je drahé zariadenie. Navyše komerčne dostupné zariadenia sú často nevhodné na malé časti, najmä na šperky.

Cesta z tejto situácie je urobiť atómové vodíkové zváranie vlastnými rukami. Všetky diely potrebné na vytvorenie takéhoto zariadenia je možné ľahko zakúpiť v akomkoľvek železiarstve. Poďme sa teda pozrieť, ako to urobiť doma.

Hlavná kapacita

Inštalácia na zváranie vodíkom.

Prístroj na zváranie vodíkom funguje ako výsledok spaľovania vodíka v dôsledku disociácie vodného roztoku zásady.

Tento proces sa vykonáva v nádobe, pre ktorú je ideálna pollitrová nádoba. Musí byť uzavretý plastovým krytom s dvoma otvormi pre výstup kontaktov z elektród.

Všetky vodiče musia byť pevne utesnené. Na tieto účely je vhodné lepidlo "Moment".

Ako môžete použiť štvorcentimetrové pásiky z nehrdzavejúcej ocele. Pre najvyšší výkon zváračky je potrebné využiť celý objem kvapaliny.

Na tento účel sú dosky vyvŕtané pozdĺž horného a spodného okraja a navzájom spojené dielektrickými čapmi. Na výslednom bloku sú vyrobené terminály: dve mínusy umiestnené na okrajoch a pól medzi nimi.

Každá svorka je ohnutá a pripevnená k nádobe pomocou skrutky. Svorky zo zdroja energie budú nahodené na tieto skrutky.

Nádobu je potrebné naplniť injekčnou striekačkou pracovnou kvapalinou cez armatúru výstupu plynu. Elektrolyt je 8-10% zmes hydroxidu sodného v destilovanej vode. Počas prevádzky elektrolyzéra teplota pracovnej kvapaliny alkalického roztoku zvyčajne nepresahuje 80 °C.

Druhá nádoba funguje ako dávkovač vody. V ňom sú plyny nasýtené parami horľavých látok. Potom sa výsledná zmes odošle do tretej nádoby naplnenej obyčajnou vodou. Vykonáva funkciu uzáveru na uvoľňovanie plynov.

Bežná lekárska ihla môže byť použitá ako tryska, cez ktorú bude vychádzať kyslík, vodík a horľavé látky.

Zdroj energie pre atómové vodíkové zváranie

Ako zdroj prúdu možno použiť konvenčnú 12 voltovú batériu. Táto možnosť je ideálna na prácu s kovom pevnej hrúbky.

Jeho nevýhodou je nemožnosť regulácie sily plameňa, keďže jeho výkon je určený produkciou vodíka a kyslíka, ktorá závisí od sily prúdu.

Výhodnejšia bude voľba nabíjačky pre autobatérie. Pre prácu s tenkými kovovými platňami alebo šperkami je možné nabíjanie nastaviť na 3 volty.

Vodíkové zváranie kyslíkom môžete napájať z bežnej 220 V siete, čo vám umožňuje používať toto zariadenie aj doma.

výmenná komora

Schéma vodíkového zváracieho zariadenia.

Na výber vodíka a kyslíka dodávaného do horáka sa používa ďalšia nádoba - výmenná komora.

Vo vnútri je potrebné urobiť 3 otvory:

• na plnenie pracovnou kvapalinou;
• spodná armatúra na prívod pracovnej tekutiny do hlavnej nádrže;
• armatúra na privádzanie plynnej zmesi do dýzy.

Konštrukcia prídavnej nádoby musí byť tiež starostlivo utesnená. Plyny a kvapaliny nesmú unikať cez vodíkové tesnenia generátora vodíka. Aj to sa rieši pomocou „Moment“.

Výroba horákov

Na výrobu horáka môžete použiť bežnú gumenú hadicu. Cez ňu sa bude dopravovať vodík a kyslík z výmennej komory do trysky. Ako trysku môžete použiť ihlu zo striekačky alebo kvapkadla. Druhá možnosť by bola preferovanou voľbou, pretože steny tejto ihly sú hrubšie.

Hadica musí byť pevne pripevnená k spojke výmennej komory a základni ihly. To sa dosiahne pomocou svoriek. Po dokončení všetkých montážnych operácií prístroja ho môžete začať testovať.

Elektrolýza pracovnej tekutiny začína rýchlo. V priebehu niekoľkých minút bude možné zapáliť plameň na konci dýzy. Nastavenie plameňa sa vykonáva zmenou napätia na zariadení.

Výsledok

V mnohých prípadoch je použitie vodíkového zvárania pohodlnejšie ako iné metódy plameňa. Stáva sa to obzvlášť dôležité, pokiaľ ide o prácu z domu.

Vyššie uvedený popis, ako vyrobiť vodíkový horák vlastnými rukami, pomôže všetkým remeselníkom, ktorí chcú vyrobiť takéto zariadenie. To výrazne ušetrí peniaze na nákup predajnej verzie zvárania.

Navyše, vlastnoručne vyrobená vodíková fréza je sľubnejšia pre prácu s malými výrobkami. Vodíkové zváranie je šetrné k životnému prostrediu a jeho výroba si nevyžaduje veľa práce a vysoké náklady.

Metóda je tiež podobná zváraniu acetylénom a nebude ťažké ju zvládnuť.