Газове, присадни телове и флюсове за газово заваряване
Кислород. Високата температура на жлъчния пламък се постига чрез изгаряне на горим газ или течна пара в кислород.
Кислородът в чиста форма при температура 20 ° C и атмосферно налягане е прозрачен газ без цвят, мирис и вкус, малко по-тежък от въздуха. Масата на 1 m[8] кислород при 20 °C и атмосферно налягане е 1,33 kg. Кислородът се втечнява при нормално налягане и температура от -182,9°C. Течният кислород е прозрачен и има синкав цвят. Масата на 1 литър течен кислород е 1,14 kg; при изпаряване на 1 литър кислород се образуват 860 литра газ.
Кислородът се получава чрез разлагане на водата чрез електрически ток или чрез дълбоко охлаждане на атмосферния въздух.
Техническият кисел фураж се произвежда в съответствие с GOST 55EZ-68 от три степени: клас 1, съдържащ най-малко 99,7% чист кислород,
2 клас - не по-малко от 99,5% и 3 клас - не по-малко от 99,2% (по обем). Останалото е азот и аргон.
Чистотата на кислорода е от голямо значение, особено за рязане с кислородно гориво. Намаляването на чистотата на кислорода влошава качеството на обработката на метала и увеличава потреблението му.
Сгъстеният кислород при контакт с масла или мазнини ги окислява при високи скорости, причинявайки спонтанно възпламеняване или експлозия. Следователно кислородните бутилки трябва да бъдат защитени от замърсяване с масло.
горими газове. Запалимите газове включват предимно ацетилен, пропан, природен газ и други (Таблица 14); използват се и керосинови пари.
Ацетиленът се използва по-често от други горими материали за заваряване и рязане; дава най-високата температура на пламъка при изгаряне в кислород (3050-3150 CC). Без да се нарушава качеството и производителността на рязане, ацетиленът се заменя с други горими вещества - пропан, метан, керосинови пари и др. Техническият ацетилен (С2Н2) е безцветен,Поради съдържащите се в него примеси има остър неприятен мирис, 1,1 пъти е по-лек от въздуха и се разтваря в течности.
Ацетиленът е експлозивен; намирайки се под налягане от 1,5-2 atm, той избухва от електричество
14. Характеристики на горими газове и течности за заваряване и рязане
Температура на пламъка при горене в кислород, °С
Маса на 1 m3 гориво при 20°C и налягане 760 mm Hg. чл., кг
Количеството кислород, подаден към горелката на 1 m[9] гориво, m3
* За керосин и бензин е дадена масата на 1 m3 течност.
искри или огън, както и при бързо нагряване над 200 ° C. При температури над 530 ° C настъпва експлозивно разлагане на ацетилена.
Смеси от ацетилен с кислород или във въздух при много ниско съдържание на ацетилен са способни да експлодират при атмосферно налягане. Следователно заварчиците трябва да спазват задължителните правила за работа на газовото оборудване. Самозапалване на смес от чист ацетилен с кислород, напускаща дюзата на газова горелка, възниква при температура 428 ° C.
В промишлеността ацетиленът се получава по три начина: разлагане на калциев карбид (CaC2) с вода, термична окислителна пиролиза (разлагане) на нагрят природен газ, смесен с кислород, разлагане на течни въглеводороди (нефт, керосин) чрез електрическа дъга. За заваряване и рязане ацетиленът се получава от калциев карбид. Техническият карбид е замърсен с вредни примеси, които преминават в ацетилена под формата на сероводород, амоняк, фосфор и силициев водород. Те влошават качеството на заваръчния шев и трябва да бъдат отстранени от ацетилена чрез измиване с вода и химическо почистване.
Заместващи газове за ацетилен. Смес от пропан-бутан е смес от пропан с 5-30% бутан и понякога се нарича технически пропан. Добива се чрез добивприродни газове и рафиниране на нефт. Температурата на пламъка на припоя-кислород е ниска и достига 2400°C; следователно може да се използва само за заваряване на стомана с дебелина не повече от 3 mm; при по-голяма дебелина е невъзможно да се загрее добре металът на фугата, за да се получи надеждно проникване.
Препоръчително е да използвате нискотемпературен пламък при рязане, нагряване на части за изправяне, за пожарно почистване на метална повърхност, както и за заваряване на нискотопими метали. Пропан-кислородното заваряване на стоманени листове с дебелина до 3 mm не е по-ниско по качество от ацетилен-кислородното заваряване. Във всички тези случаи пропанът може да бъде заменен с ацетилен.
За заваряване сместа от пропан-бутан се доставя на потребителя във втечнено състояние. Преходът на сместа от течно състояние към газообразно състояние става спонтанно в горната част на цилиндъра поради по-ниското специфично тегло на газа в сравнение с втечнената смес.
Техническият пропан е по-тежък от въздуха и има неприятна специфична миризма.
Природен газ. Природният газ се състои главно от метан (77-98%) и малки количества бутан, пропан и др. Газът е почти без мирис, така че към него се добавят специални миризливи вещества, за да се открие изтичането му.
Метан-кислородният пламък има температура 2100-2200°C. Той е под пропан-кислородния пламък, така че природният газ може да се използва в ограничени приложения, главно за термично рязане.
Други газове и запалими течности. За образуването на газов пламък като гориво могат да се използват и други газове (водород, коксови пещи, нефтени газове), горими течности (керосин, бензин).
Течните горими материали са по-малко оскъдни, но изискват специални контейнери в сравнение с газообразните. За заваряване и рязане запалимата течност се превръща визпарения чрез нагряване на горелката или върха на горелката. Температурата на керосин-кислородния пламък е 2400-2,450°C, на бензиново-кислородния пламък е 2500-2600°C. Парите от течни горивни вещества могат да се използват главно за рязане и повърхностна обработка на метали - ■ метали [10].
Характеристиките на горимите газове, използвани за заваряване и рязане, са дадени в таблица. 14.
Калциевият карбид (CaC2) е тъмно сиво или кафяво твърдо вещество със специфично тегло 2,26–2,4 g/cm3. Калциевият карбид се получава в електрически пещи чрез сливане на вар и кокс според реакцията
CaO + 3C - CaC2 + CO - Q.
Техническият калциев карбид съдържа до 90% чист карбид, останалото е добавка на вар. След охлаждане, раздробяване и сортиране калциевият карбид се опакова в 100—
130 кг в херметични варели от покривна стомана или връщащи се контейнери - бидони с вместимост 80 и 120 кг, които след използване на карбида се връщат в карбидния завод.
Производството на ацетилен от калциев карбид става съгласно реакцията:
CaC2 + 2H20 - C2H2 + Ca (OH) 2 + Q.
Теоретично за разлагането на 1 kg CaC2 трябва да се изразходват 0,562 kg вода, което води до 0,406 kg (372,5 l) ацетилен и 1,156 kg гасена вар Ca (OH) 2. Реакцията протича с отделяне на топлина (около 475 kcal/kg калциев карбид). За да се предотврати нагряването на ацетилена, което може да причини неговото експлозивно разлагане, се изразходват практически 5 до 15 литра вода, в зависимост от конструкцията на генераторите за ацетилен, в които се произвежда ацетилен.
Калциевият карбид лакомо абсорбира водни пари от въздуха с отделянето на ацетилен.
Съгласно GOST 1460-76 калциевият карбид се произвежда на парчета със следните размери (гранулация): 2 x 8; 8 х 15; 15 х 25; 25 х 80 мм. Колкото по-големи са парчетата калциев карбид, толкова по-голям е добивът на ацетилен.
Като се вземат предвид примесите, съдържащи се в калциевия карбид и различното гранулиране, на практика добивът на ацетилен от калциев карбид е средно от 250 до 280 литра на 1 kg CaC2.
Понякога много прахообразен калциев карбид* се натрупва в карбидния барабан. Карбиден прах може да се използва само в специално проектирани генератори. Калциевият карбид на прах не трябва да се използва в генератори, проектирани да работят с калциев карбид с едра гранулация, за да се избегне експлозия.
Заваръчната тел за газово заваряване по химичен състав трябва да бъде същата като метала на заварения продукт. Марките заваръчна тел се използват същите и съгласно същия GOST 2246-70, както за електродъгово заваряване. Диаметърът на телта (dnp) се задава в зависимост от дебелината1 на заваряваната стомана и вида на заваряването. Обикновено се приема dnp = 8/2, където 8 е дебелината на заварения метал в mm. При дебелина на метала над 16 mm се използват пръти с диаметър 8 mm. За заваряване на алуминий, мед и техните сплави се взема тел със същия състав като метала, който се заварява. Но при заваряване на мед най-добри резултати се получават при използване на тел, съдържаща дезоксиданти - фосфор, манган и силиций - до 0,2% всеки. За заваряване на алуминий и неговите сплави също е препоръчително да използвате тел със силиций и манган.
Флюсовете се използват за отстраняване на неметални включвания от заваръчния метал, които влизат в заваръчната вана, за защита на ръбовете на заварения метал и заваръчната тел от окисляване. Флюсът разтваря неметални включвания и оксиди, образувайки относително
* Парчета калциев капбид с размери по-малки от 2 mm се считат за карбиден прах.
относително топима механична смес с ниско специфично тегло, която лесно се издига в заваръчната шлака. Флюсовете се въвеждат в заваръчната вана под формата на прахове.или паста.
При заваряване на нисковъглеродни стомани не се използват потоци, тъй като образуваните в този случай нискотопими железни оксиди свободно излизат на повърхността на заваръчния шев.
С флюси се извършва заваряване на цветни метали, чугуни и някои високолегирани стомани. Съставът на тези флюси е даден в описанието на технологията на заваряване на съответните метали.