Суть процесу газового зварювання

Щоб виготовити зварне з'єднання газовим зварюванням, кромки ос­новного металу і присадний метал нагрівають до розплавленого стану полум'ям горючих газів, які спалюють за допомогою спеціальних зварю­вальних пальників у суміші з киснем.

Як горючий газ найчастіше застосовують ацетилен, який при згорянні в кисні дає температуру полум'я, достатню для зварювання сталей і більшості інших металів та їхніх сплавів. Для зварювання металів (свинцю, алюмінію тощо), температура плавлення яких нижча за температуру плавлення ста­лі, можуть бути використані й інші горючі гази, наприклад водень, природ­ний газ тощо, які дають більш низьку температуру полум'я.

Найчастіше газове зварювання застосовують при виготовленні листо­вих і трубчастих конструкцій з маловуглецевих і низьколегованих сталей завтовшки до 3...5 мм, при виправленні дефектів на виливках із чавуну і бронзи, а також для зварювання кольорових металів та їхніх сплавів.

13. Кисень, його добування і зберігання

1. Принцип добування кисню з повітря.Кисень у промислових масштабах добувають переважно з повітря. В повітрі є близько 21 % кисню, 78 % азоту, 0,93 % аргону, 0,03 % вуглекислого газу і 0,0019 % благородних газів.

Одержання кисню з повітря ґрунтується на принципі зрідження повітря при температурі мінус 194,5 °С і нормальному тиску і наступної ректифі­кації, тобто розділенні рідкого повітря на азот і кисень. Процес ректифі­кації рідкого повітря заснований на різниці температур кипіння рідкого азоту (-196 °С) і рідкого кисню

(-183 °С). Одержаний таким способом в ректифікаційному апараті рідкий кисень у теплообміннику перетворю­ється в газоподібний і потім надходить у газгольдер. Звідси кисневим ком­пресором його нагнітають у кисневі балони до тиску 15 МПа.

1. Кисневі балони.Транспортують і зберігають газоподібний кисень звичайно в кисневих балонах. Найбільш поширені балони місткістю 40 л. У такому балоні при тиску 15 МПа вміщується 6000 л кисню.

Кисневий балон (рис. V.17) - це циліндрична посудина, виготовлена зі сталевих суцільнотягнутих труб. У верхній його частині є горловина 4 з внутрішньою конічною різьбою, куди вкручується запірний латун­ний вентиль 2. На горловину насаджують кільце 3 для нагвинчування запобіжного ковпака 1. На випуклому днищі 5 насаджений башмак 6, що надає стійкості балона. Фарбують кисневі балони у блакитний або синій колір.

2. Кисневі редуктори(рис. V. 18) призначені для зниження високого тис­ку кисню, що є в балоні, до робочого 0,2...0,4 МПа при зварюванні і 1,2...1,4 МПа при різанні та для підтримання його сталої величини неза­лежно від витрати кисню з балона і зниження в ньому тиску.

Принцип роботи редуктора такий. Після приєднання редуктора до ба­лона і відкриття на балоні вентиля кисень з балона через штуцер 7 підхо­дить до клапана 6, який у початковий момент притиснутий до сідла кла­пана пружиною 8. Для того щоб відкрити клапан і пропустити кисень у камеру низького тиску 5, користуються регулювальним гвинтом 1. За­гвинчуючи регулювальний гвинт у корпус 3, натискують через голов­ну пружину 2 і мембрану 4 на штифт 11, який і відкриває кла­пан 6. Як тільки тиск кисню в камері низького тиску подолає зусилля головної пружини 2, мембрана знову переміститься в початкове положення і пружина 8 знову закриє клапан 6. При від­биранні газу з редуктора через вентиль 10 тиск кисню в камері 5 знизиться і під дією головної пружини 2 клапан б знову від­криється. Таким пристроєм і за­безпечується саморегулювальна дія редуктора. Кисневі редукто-

Рис. V.I8. Схеми кисневого редуктора:

а - неробоче положення; 6 — робоче положення

ри обладнані манометрами високого і низького тиску і запобіжним кла­паном 9, який захищає мембрану 4 від розриву в разі підвищення тиску кисню в камері низького тиску вище допустимого.

14. Властивості ацетилену та його добування

1. Властивості ацетилену.Хімічно чистий ацетилен безбарвний і має слабкий ефірний запах. Технічний ацетилен забруднений різними доміш­ками - сірководнем, аміаком тощо, які надають йому різкого і неприєм­ного запаху. При тиску, вищому за 0,175 МПа, і одночасному нагріванні понад 500 °С відбувається вибухове розкладання ацетилену за рівнянням

С₂Н₂ → 2С+Н₂.

Якщо нагрівати ацетилен до температури, вищої за 150... 180 °С, то від­бувається його полімеризація, яка полягає в утворенні нових сполук -бензолу С₆Н₆, стиролу С₈Н₈ та ін. Це супроводжується виділенням знач­ної кількості теплоти, яка, якщо недостатньо її відводити, може також призвести до вибуху ацетилену.

При об'ємній частці ацетилену в повітрі 2,2...88 % або в суміші з кис­нем (ацетилену 2,3...93 %) утворюються суміші, які вибухають від іскри або полум'я.

Ацетилен добре розчиняється в ацетоні. В одному об'ємі ацетону при тиску 0,1 МПа розчиняється 23 об'єми ацетилену. З підвищенням тиску розчин­ність ацетилену пропорційно зростає. У розчиненому стані ацетилен не ви­бухає при тиску 1,6 МПа, а якщо є пориста маса, - і при більш високому тиску. Цією властивістю користуються при заповненні ацетиленових бало­нів до тиску 1,6 МПа. Ацетиленові балони попередньо заповнюють порис­тими матеріалами -деревним вугіллям, пемзою (інфузорною землею) тощо.

У 40-літровому балоні при 1,6 МПа вміщується близько 6 м³ ацетилену.

2. Добування ацетилену.Основним способом добування ацетилену є розкладання карбіду кальцію водою за рівнянням

СаС₂ + 2Н₂О = С₂Н₂ + Са(ОН)₂.

При розкладанні 1 кг хімічно чистого карбіду кальцію виділяється близь­ко 340 л ацетилену і 1675 кДж теплоти. З технічного карбіду кальцію залежно від його сорту і грануляції утворюється 230.. .300 л/кг ацетилену.

Карбід кальцію виробляють в електродугових печах сплавленням кок­су або антрациту з випаленим вапняком:

СаО + ЗС = СаС₂ + CO.

Розплавлений карбід виливають з печі в чавунні виливниці й після ости­гання подрібнюють на куски розміром 2...120 мм. Транспортують карбід кальцію в герметичне закритих барабанах.