Autogén eszközök / Lánghegesztés

Minden ömlesztő hegesztési eljárásban koncentrált hőhatással kell dolgozni, hogy a hegesztendő felületek rövid idő alatt, vékony rétegben olvadjanak meg. Ilyen koncentrált hőhatást lehet elérni, ha valamilyen éghető gázt oxigénnel keverve égetnek el erre alkalmas berendezéssel. Az égő gáz lehet hidrogén, acetilén, propán bután, világítógáz stb. Az égető berendezés a hegesztőpisztoly. Éghető gázként általában acetilént alkalmaznak. A hegesztést végezhetjük fejlesztőből nyert, vagy palackban tárolt acetilénnel.

Az eljárás előnyei a mobilitás (könnyen szállítható, pl. egy gyár területén belül), nincs elektromos hálózathoz kötve (használható pl. hálózat nélküli hétvégi  telken, építkezésnél stb.), továbbá az is, hogy igényes varratok készíthetőek vele, és akkor még nem beszéltünk a kiegészítő eszközökről, melyekkel számos lángos feladat végezhető el.

A lángvágás a lánghegesztés rokoneljárása, hiszen ebben az esetben is hő hatására válik egyből kettővé a munkadarab, míg lánghegesztő esetében pedig éppen fordítva történik, kettőből válik eggyé. Annak érdekében, hogy megfeleljen az eredmény az elvárásnak, érdemes időt fordítanunk a megfelelő eljárás kiválasztására. Ez nem csak a lángvágó és lánghegesztő felszerelés szempontjából lényeges, de a munkadarab fajtájától, vastagságától és alakjától is nagy mértékben függhet az optimális módszer megválasztása. Esetünkben a termikus vágás egyik fajtájáról, a lángvágásról esik majd szó részletesebben.

A lángvágó olyan termikusan vágó eszköz, amely segítségével hő hatására választjuk szét a munkadarabot. A koncentrált hőhatás eredményeként a kezelt felületet vékonyan és precízen lehet darabolni, így szép végeredményt kaphatunk. A lángvágó működési elve az anyagok gyors oxidációjában nyilvánul meg, hiszen a folyamat során égés megy végbe. Az elégetett (eloxidálódott) anyagot, ami így cseppfolyóssá válik a nagynyomású oxigénsugár fogja kifújni a két fél közül. A folyamatos égést és a hozzá szükséges hőmérsékletet egyrészt a keletkezett égéshő tartja fenn, másrészt a lángvágó által kibocsájtott láng. Alapvetően fizikai-kémiai folyamat, ugyanis a munkadarab felmelegítése és a kifúvatás fizikailag történik, míg az oxigénnel történő elégetés kémiai úton megy végbe. Ennek tükrében az alapanyagnak meg kell felelnie néhány feltételnek, hogy a lángvágás megvalósulhasson. Egyrészt a fémnek tulajdonságaiból adódóan oxigénnel égethetőnek kell lennie, hiszen enélkül csak felmelegítjük az anyagot. Másrészt a munkadarab gyulladási hőmérséklete kisebb kell, hogy legyen, mint az olvadási hőmérséklete. Valamint fontos szempont az is, hogy a keletkezett égéstermék híggá és folyékonnyá váljon, ugyanis csak így lehet kifújatni a vágási résből.

Lángvágó használata a gyakorlatban

Mielőtt lángvágásba kezdenénk, győződjünk meg arról, hogy a darabolni kívánt munkadarab felülete tiszta és sima, ugyanis bizonyos tényezők befolyásolhatják a végeredményt, illetve ronthatják a gép által átadott hőhatást. Elsősorban azért szükséges az alapanyag épsége és tisztasága, mert a festékmaradványos, rozsdás, koszos felület rontja a minőséget. A lánghegesztő felszerelés része – a fúvóka – idő előtt elhasználódhat, az oxigén-sugár elterelődhet eredeti vágási útvonalától, valamint maga a vágás folyamata is megszakadhat. Másrészt egyes szennyeződések, mint a szerves- és szervetlen vegyületek eloxidálása során illékony vegyületek keletkezhetnek, amelyek egészségre károsak lehetnek. Lángvágó lángjának beállítása során ügyelnünk kell arra, hogy ne legyen túl kemény, hiszen ez leolvaszthatja az éleket. Legoptimálisabb a lágy és semleges láng beállítása, hiszen ezzel szép és precíz vágásokat érhetünk el. Fontos szempont a lángvágó lemezvastagsághoz történő minél pontosabb igazítása, amelyhez a fúvókabeállítás etalont használhatjuk segítségül. Amennyiben túl messze helyezkedik el egymástól a vágási felület és a fúvóka, úgy csökkent vágási teljesítménnyel kell számolnunk. Azonban fordított esetben, ha túl közel tesszük egymáshoz a kettőt, nagy eséllyel olvadnak le a vágott élek, illetve a fúvóka idő előtt el fog használódni.

Továbbá meghatározó tényező a vágás gyorsasága, mert nem csak a minőségre van kihatással, de a gazdaságosságra is. Nem mindegy ugyanis az oxigén tisztasága és nyomása, az alapanyag fém vastagsága és vegytisztasága, ahogyan a hevítőláng nagyságának mértéke és az alapanyag-fúvóka távolsága sem. Az optimális vágási sebesség esetében a vágási barázdák majdhogynem merőlegesek egymásra, pontosabban kissé elhajlanak a vágás irányával ellentétesen. A túlságosan gyors lángvágás hatására a munkalemez több, mint 10%-os elhajlást mutat, ezt kompenzálhatjuk a vágópisztoly megfelelő irányba történő megdöntésével. Előfordulhat, hogy kisebb az oxidáció sebessége, mint ami a vágási sebességhez szükséges volna, ennek eredményeképp a vágási nyom elmaradásával kell számolnunk. Ellenkező esetben, ha nagyobb az oxigén nyomása, mint a vágás sebessége, a vágásnyom előrehaladását tapasztaljuk, ám a felületminőség rosszabb lesz. Ez méretkülönbséget nem okoz végeredményben, azonban a lángvágó ilyen módú használata nem gazdaságos. Amennyiben szeretnénk növelni a vágási sebességet, érdemes előmelegíteni a kezelt munkadarabot, ami 30 centimétert meghaladó anyagvastagság esetén erősen javallott. Ötvözött acélok esetében 600°C, míg ötvözetlen acélok vágása során elegendő 300°C-ra felmelegíteni a fémet előzetesen.

Milyen gázok alkalmasak lánghegesztő használatához?

Az ipari gázokat színjelzéssel látják el a többi kötelező jelölés mellett, melyet a palack nyakára festenek fel. Ennek tekintetében a leggyakrabban használt égőgázt – az acetilént – sárgával jelölik (disszuszgázként is nevezik), míg az oxigén kéket kapott. Alkalmanként használnak hidrogént is, amelyet piros színnel jelölnek. A gázok közti különbség javarészt az előmelegítés idejében rejlik, ugyanis egyik rövidebb, a másik hosszabb idő alatt melegszik fel a kívánt hőmérsékletre. Ennek nincs különösebb jelentősége vas hegesztése és vágása esetében, hiszen az oxidáció során feljlődő hő elég meleget biztosít a folyamat lejátszódásához. Ezzel szemben sokkal lényegesebb, hogyan állítjuk be az oxigén nyomását és milyen tisztaságú a használt gáz. Ezt ahhoz viszonyítjuk, milyen vastag alapanyaggal szeretnénk dolgozni, ezáltal milyen gyorsan olvad le a hozaganyag.

Az acetilén azért olyan népszerű gáz lánghegesztő használatához, mert magas lánghőmérsékletet produkál és kiváló teljesítménnyel bír. Jó tulajdonságai mellett veszélyes anyagról van szó, hiszen cseppfolyós állapotában robbanásveszélyes, ezért acetonban nyeletik el. Disszuszgázként is nevezik, alapvetően víz és kalcium-karbid reakciójából nyerik ki úgynevezett ívkemencékben. Természetéből adódóan csak varratmentes acélcsövön keresztül lehet lánghegesztő pisztoly csatlakozójához vezetni.

Gázpalack használatánál fontos betartani néhány munkavédelmi alapszabályt, mint például azt, hogy ne álljunk a palackkal szemben annak megnyitásakor. A palackokon lévő záróanyát és védősapkát ne piszkáljuk, ne csavarjuk ki, valamint használat befejeztével mindig helyezzük vissza őket! Szállítani is csak ebben az alaphelyzetben szabad. Tárolásukat tekintve mindig jól szellőző helységben tartsuk, illetve óvjuk a különböző fizikai-kémiai behatásoktól (ütődés, melegedés). Acetilén palack esetében fokozottan figyeljünk a munkavédelmi előírásokra, hiszen egy robbanásveszélyes anyagról van szó!

Semleges láng létrehozása és használata

A már fentebb említett éghető és nem éghető gázok elégetésének két kimenetelével is számolhatunk. Alapjáraton azért keverjük az acetilént viszonylag nagy tisztaságú oxigénnel, hogy a lánghegesztő pisztoly által kibocsátott kevert gáz minél jobb éghetést biztosítson. Az acetilén ugyan levegővel keveredve is elégne, hiszen az is tartalmaz oxigént, azonban a jelentős mértékben jelenlévő nitrogén miatt sokkal kisebb hatásfokon menne végbe a folyamat. Példán bemutatva a levegővel elégő acetilén körülbelül 2000°C nagyságúra tehető, ezzel szemben a tiszta oxigénnel való kevert gáz égése közel 3000°C. Előbbit nevezzük tökéletlen égésnek, hiszen az oxigén nem elegendő az összes gáz elégéséhez, ami ezután a légköri oxigént fogja felhasználni az oxidációhoz. Tökéletes égés során egyenlő mennyiség keveredik össze mindkét gázból, így az teljes mértékben el tud égni, így nem hagy hátra semmit. Ezt semleges lángnak nevezzük, a heganyagra való tekintettel nem fejt ki semmilyen káros hatást. Legbiztosabban úgy szabályozhatjuk be a semleges lángot, hogy a lánghegesztő pisztoly fúvókájából először acetilént áramoltatunk ki. Ehhez lassan megnyitjuk az égő szelepeket és finoman hozzáállítjuk. Az egyenlőség akkor áll be a két gáz között, amikor már nem jelenik meg a lángmag éles határvonala és az úgynevezett ’pillangó’ meg nem szűnik.

Egyes esetekben azonban nem indokolt a semleges láng használata, ilyenkor valamelyik gáz dominánsabb beállítása javasolt. Oxigéndús lángot egyetlen esetben használunk, ez pedig a sárgaréz hegesztése, ugyanis horganyoxid képződéséhez vezet, ami a könnyen párolgó horgany elgőzölgését hivatott megakadályozni. Más esetekben acetiléndús lángot alkalmazunk, mint például az öntöttvasak hegesztésénél. Ez azért lényeges, mert a nagy karbontartalmú és kemély acélpálca karbontartalmát a felesleges oxigén szintén elégeti – azaz dekarbonizálja – amivel károsodik a munkadarab.

A lánghegesztés ismérvei

A gázhevítés egyik kiemelkedő fajtája a lánghegesztés, amely eljárás során az éghető gázok hőenergiáját használják ki. Ezt a gáz hőmérsékletének megemelésével érik el, így a fémes kötés felbomlik és az atomok újrarendeződve, lehűlést követően közös kristályrácsot hoznak létre. A folyamat az égésre alapoz, melynek során az égő anyag oxigénnel egyesül. A lánghegesztő felszerelés beszerzésén túl szükségünk lesz bizonyos fajta éghető gázra, illetve az adott gáz gyulladásánál magasabb hőmérsékletre, hogy folyamatosan létrejöjjön a kémiai reakció. Ennek tekintetében beszélhetünk lassú és gyors égésről, lassú égés során sokkal kevésbé intenzív az égés. Összességében három dologra lesz szükségünk lánghegesztő használata során: éghető gázkeverékre, lángra a hőmérséklet fenntartásához és hozaganyagra, ami a két alapanyag közé fog olvadni. Amennyiben sikerül optimálisan, munkadarab anyagának megfelelően eltalálni a lánghegesztő beállításait, úgy jó minőségű végeredményt kaphatunk. A folyamatos lánghegesztés során kialakuló hegfürdő védelmet biztosít a levegő káros hatásaitól, nem enged más gázokat a varrat közelébe. A hozaganyag jó résáthidaló képességet mutat majd, ha a munkadarab jól hozzáférhető és rendelkezésre áll a megfelelő energiaellátás. Azonban a lánghegesztő felszerelés bizonyos részeit jobban kell óvnunk, ilyenek például a vászonbetétes tömlők (fajtájuk gáztól függő), hiszen sérülés esetén gázszivárgással kell számolnunk.

A lánghegesztő részeit tekintve legfontosabb a lánghegesztő pisztoly, hiszen ehhez érkezik a palackozott gáz gumicsövön keresztül. Itt keveredik össze az éghető gáz (legtöbb esetben acetilén) az oxigénnel. A lánghegesztő pisztoly két fő része az égőszár és a markolat, amely gázszeleppel és tömlőcsatlakozóval rendelkezik. Az égőszár is több kisebb részre osztható, úgy mint égőfej, szárcső, keverőcső és keverő fúvóka, mely rendelkezik nyomó- és fúvó résszel. Ezek lényege, hogy a két gáz (az acetilén és az oxinén) kétfelől érkezik és különböző módon adagolhatók: az oxigén a nyomófúvókán áramlik ki, míg az acetilén beszívódik az égőszárba, itt keveredik össze a két gáz. Lánghegesztő pisztoly esetében, hőelvezetés szempontjából jónak kell lennie az égőszárnak, ezért legtöbbször rézből készül, annak ellenére, hogy acetilén is áramlik ki rajta, hiszen oxigénnel keveredve ez nem okoz gondot.

A lánghegeszőkhöz szervesen kapcsolódó kiegészítőkről sem szabad megfeledkeznünk, mint a gázreduktorok vagy a visszaégés gátlók. A gázreduktorok feladata csökkenteni a gázpalackokban uralkodó nyomást, szabályozva annak kiáramlását. Ennél apróbb segédeszköz a visszaégés gátló, de annál hasznosabb balesetmegelőző kiegészítő. Lényegében megakadályozza, hogy a hibás beállításból fakadó, lassan kiáramló gáz lángvisszaégést idéz elő, megolvasztva a lánghegesztő egyes részeit. Kisebb mértékű probléma esetén csak a pisztolyig jut vissza a láng, viszont rosszabb esetben a keverőszárig vagy a csővezetékig is visszaéghet.

Jobbra vagy balra hegesszünk?

A lánghegesztés irányának megszabása előtt foglalkozzunk egy kicsit a lángerősség helyes beállításával. Ez főként abban nyilvánul meg, hogy esetenként a lánghegesztő felszerelés egyik fő komponensét – a keverőszárat – le kell váltani, mert a lángerősséget csak szűk határok között vagyunk képesek változtatni. A lánghegesztő készlet nyújtotta széles választékból történő keverőszár kiválasztása és az optimális láng mérete sok tényezőtől függ, mint például a munkadarab alapanyaga (kémiai összetétele), az ebből adódó olvadáspontjától és hővezetőképességétől, valamint a vastagságától is. A lánghegesztő pisztoly lángjának magját tartsuk mindig megfelelő távolságra az ömledéktől (kb. 2-5 mm) annak érdekében, hogy tökéletesen elégjenek benne a gázok. A kevertgáz kiáramlási sebességét tekintve figyelembe kell venni annak égési sebességét, ugyanis lassú áramlás esetén a gáz égése a keverőcsőben indul meg és a láng visszacsaphat. A túl gyors kiáramlás viszont elfújhatja a lángot. Megfelelően gyors áramoltatással (bizonyos határokon belül) azonban választhatunk kemény és lágy láng között.

Acél hegesztése esetén kétféle lánghegesztés módot is alkalmazunk, ezek pedig a balrahegesztés és jobbrahegesztés. Balrahegesztés során a hegesztési irány elején halad a hegesztőpálca, majd ezt követően megy a hegesztőégő. Jobbrahegesztéskor éppen fordítva, először a hegesztőégő halad, majd a hegesztőpálca. Ennek a módszernek az előnye, hogy az alapanyag és a hozaganyag könnyen és egyszerűen egybeolvasztható. Hátránya, hogy durvább varratfelületet kapunk és az alapanyaghoz képest meredekebb átfutású lesz az eredmény. A különböző módú hegesztések megválasztásának gazdasági szempontjai vannak, például vékony lemezek hegesztésénél a jobbrahegesztés javasolt. Ebben az esetben a töltőanyag fogyása harmadával csökkenthető a balrahegesztéssel szemben. Azonban a legtöbb anyag esetében (öntöttvas, vörösréz, sárgaréz, ólom, horgany, alumínium) a balrahegesztést preferálják.

Az optimális lánghegesztő készlet kiválasztása

A rengeteg tényezőt és funkciót figyelembe véve nem tűnhet egyszerűnek a megfelelő lánghegesztő készlet kiválasztása, azonban ne ijedjünk meg a feladattól. Természetesen olyat szeretnénk, ami minél többféle munka elvégzésére használható majd, tehát szükséges, hogy minél több kiegészítővel rendelkezzen. Gondoljuk végig, milyen célból és milyen sűrű használatra szeretnénk ilyen eszközt vásárolni. Akár napi használathoz, otthoni barkácsoláshoz több, mint tökéletes választás a VRG lánghegesztő készlet. Kezelése egyszerű, súlya mindössze 5 kg, így meglehetősen mobilis, melynek köszönhetően akár építkezéseken és gyárakban is használható. További előnye, hogy markolata egyszerűen szabályozható a golyós szelepnek köszönhetően, illetve kazetta része teljes mértékben fém. Az általunk forgalmazott VRG lánghegesztő készlet hat különböző égőszárral kapható, hogy biztosan beállíthassa az alapanyaghoz legalkalmasabbat. A lánghegesztő felszerelés minden tartozéka csereszabatos, azaz megmunkálás nélkül illeszthető a többi VRG autogén rendszerhez. Rögzíthető, karral rendelkező vágókiegészítője minimalizálja az erőkifejtést, ezzel garantálva a könnyed vágást, hiszen az oxigénadagolót nem szükséges folyamatosan lenyomva tartani. A VRG lánghegesztő készlet család szinte a legelterjedtebb acetilén-oxigén gázkeverékkel működő lánghegesztők közül, hosszú élettartamának köszönhetően a mesteremberek hű társa marad.