Сварка водяным газом.

При сварке больших предметов нагревание в горне или печи затруднительно и не экономично, а многие предметы неудобны и в обращении. Для таких предметов впервые стали применяться устраняющие эти неудобства способы нагревания предметов на месте посредством горелок для водяного газа, которые, вследствие развиваемой ими высокой температуры, очень удобны для местных нагреваний до сварочной температуры. Сварка водяным газом является, таким образом, предшественником кислородно-ацетиленовой сварки. Водяной газ производится таким образом, что через газогенератор с находящимся в нем, высотою не меньше метра, слоем раскаленного добела кокса пропускаются водяные пары. При этом кислород воды соединяется с углеродом кокса и образует окись углерода, в то время как водород освобождается- (С + Н20 = СО + Н2). Теоретически должна была бы получиться смесь из 50 объемных единиц окиси углерода и такого же количества водорода. В действительности же получается газовая смесь с средним составом: 49°/0 водорода, 39% окиси углерода, 5°/0 углекислоты, 6,3°/0 азота и 0,7% углеводородов. Реакция образования водяного газа С + Н20 = СО+Н2 протекает при высокой температуре и сопровождается значительным поглощением тепла, что служит причиной понижения температуры кокса генератора. В результате создаются условия, благоприятные для развития реакции (С+2 Н20= С02 + 2 Н2. При дальнейшем понижении температуры диссоциация водяного пара все затрудняется и наконец прекращается. По этой причине аппарат должен работать с переключениями, как обыкновенный генератор т,е через определенные промежутки времени через слой топлива должен пропускаться лишь воздух, до тех пор, пока слой топлива снова не будет раскален добела. Это разогревание отнимает 1—2 минуты, после чего газообразование может производиться в течение 5—7 минут.
Полученный газ освобождается в воде от твердых частиц и проводится в резервуар, из которого он по мере надобности отводится в компрессор, сжимающий его до давления около 1000 мм водяного столба. Из компрессора газ идет в горелку, где он смешивается с сжатым воздухом более высокого давления, который посредством инжекции засасывает с собой газ. Другой способ состоит в том, что газ и воздух смешиваются уже в компрессоре, который в этом случае должен иметь на своем цилиндре особые предохранительные устройства для предупреждения опасности взрыва.
Водяной газ при полном сгорании дает температуру около 2000°С и 1 куб. метр газа развивает до 3000 калорий. Обычно применяется смесь из одной части водяного газа и 2 1\2 частей воздуха, при которой получается температура около 1800° С. Если наблюдать за тем, чтобы не было избытка воздуха, то получается восстановительное пламя, благодаря чему поверхности сварки получаются совершенно чистыми и можно не пользоваться сварочным порошком.
При сварке водяным газом листов полезно пользоваться двумя горелками, одной для верхней и другой для нижней стороны, благодаря чему даже очень толстые листы можно разогреть достаточно сильно. При слишком слабом разогревании появляется опасность получения пузырчатого шва.
Посредством водяного газа можно сваривать листы толщиной от 4 до 80 мм. При таких тонких листах, как 4-мил-лиметровые, требуется, однако осторожность. Лучший получается при листах толщиной от 8 до 12 мм. При наличии целесообразных устройств можно сваривать листы толщиной от 8 до 12 мм до 8 метров в час.
Сама сварка производится или вручную, посредством обыкновенных молотков, или механическим путем. Обычно применяется сварка внахлестку. На стр. 273 IV Тома была уже упомянута и показана машина для сварки толстых труб водяным газом. Эта машина снабжена молотком для сколачивания шва.
Сварка водяным газом листов имеет, между прочим, то преимущество перед нагреванием в обыкновенном пламени, что лист при этом не так легко перегреть. При нагревании угольным пламенем может случиться, что одна сторона свариваемого места уже перегрета или "горит", в то время как другая еще не достигла сварочной температуры. Стоимость эксплоатации, кроме того, меньше, хотя установка для производства водяного газа и дорога.

Сварка водяным газом, при которой нагревание происходит медленно и осторожно, по сравнению с нагреванием при кислородно-ацетиленовой и водородной сварке, дает равномерный сварочный шов большой прочности, имеющий мелкозернистый излом. Этот способ меньше всех отличается от горновой сварки. Сварка водяным газом чаще всего применяется для толстых листов и в производствах труб особенно в последней области.

Сварка водяным газом.

Если через печь, соответственным образом устроенную и заполненную раскаленным, углем, пропустить струю водяного пара, то последний разлагается, образуя так называемый водяной газ, составными частями которого являются водород и окись углерода. Этот газ смешивается в особых горелках с кислородом воздуха и дает острое пламя с температурой около 1800°, которым свариваемое изделие подогревается вместо коксового горнового пламени. Фиг. 1 дает схему устройства станка для сварки водяным газом в том виде, как им пользуются для сварки крупнокалиберных труб. Нагреваемый двумя горелками на длине около 100—300 мм шов поворачивается на угол около 60° (фиг. 1—А), пока в части (а) не придет в соприкосновение с наковальней (b), после чего производится сварка при помощи ручных или машинных молотов, или при помощи нажимных роликов, приводимых в действие гидравлическим прессом. Если горелки расположены вправо от наковальни, то после нагрева труба перемещается влево при помощи тележки, на которой она устанавливается (фиг. 1—В). Края листов доводятся до тестообразного состояния, как при сварке на коксовом горновом пламени. Сварка производится по преимуществу внахлестку, т.е. края листов перекрывают друг друга на определенную ширину, в зависимости от толщины листов, как при заклепочных швах (фиг. 2). При более значительной толщине листов, начиная с 40 мм. и выше, применяют так называемую клиновую сварку (фиг. 2—С).
Сварка водяным газом применяется преимущественно при изготовлении труб и цилиндрических сосудов, с толщиной листов от 15 до 100 мм, и в этой области заслуживает предпочтения перед прочими видами.сварки. Но для прочих видов сварки он почти не применим, вследствие высокой стоимости первоначальной установки генератора водяного газа.