Основы сварочного дела

Газы для сварки и резки металлов

Кислород при газовой сварке при­меняется для получения горючей смеси. Он способствует интенсивному горению горючих газов и получению высокотемпературного пламени. При горении газов в. воздухе температура пламени значительно ниже, чем при горении в кислороде. При газовой сварке применяют газообразный тех­нический кислород, поставляемый по ГОСТ 5583—78 трех сортов. Первый сорт имеет чистоту не ниже 99,7%, второй сорт — не ниже 99,5%, а тре­тий сорт — не ниже 99,2% по объему. Технический кислород содержит при­меси, состоящие из азота и аргона. Следует учесть важное значение чи­стоты кислорода при сварке и резке металла. Снижение чистоты кислорода на 1% не только ухудшает качество сварного шва, но и требует увели­чения расхода кислорода на 1,5%. Кислород при атмосферном давлении и нормальной температуре представ­ляет собой газ без цвета и запаха с плотностью 1,43 кг/м3. Его получают из воздуха методом низкотемперату­рной ректификации, основанном на разности температур кипения основ­ных составляющих воздуха — азота ( — 195,8° С) и кислорода (— 182,96°С). Воздух переводят в жидкое состояние и затем постепен­ным повышением температуры испа­ряют азот (78%). Оставшийся кисло­род (21%) очищают до требуемой чистоты многократным повторением процесса ректификации.

Таблица 18

Некоторые свойства горючих газов, применяемых при газовой сварке, да­ны в табл. 18.

Ацетилен в газосварочном про­изводстве получил наибольшее рас­пространение благодаря важным для сварки качествам (высокая темпера­тура пламени, большая теплота сго­рания). Он представляет собой хими­ческое соединение углерода с водо­родом (С2Н2). Это бесцветный газ с характерным запахом, обусловлен­ным наличием примесей (сероводо­рода, фтористого водорода и др.).

Ацетилен взрывоопасен при сле­дующих условиях: нагревании до 480...500°С, давлении 0,14...0,16 МПа (1,4...1,6 кгс/см2), в смеси 2,3... 80,7% ацетилена с воздухом, в смеси 2,8...93% ацетилена с кислородом.

Ацетилен получают при взаимо­действии карбида кальция с водой по реакции CaC2 + 2H;iO — C2H2-:|- + Са(ОН)2.

Карбид кальция получают путем сплавления в электропечах кокса и обожженной извести СаО + ЗС = = СаС2 + СО. Карбид кальция очень активно вступает в реакцию с водой, реагируя даже с парами воды, насы­щающими воздух. Поэтому его хра­нят и транспортируют в герметически закрытых стальных барабанах вмести­мостью 50... 130 кг.

Из 1 кг карбида кальция в за­висимости от сорта и грануляции получают 235...280 л ацетилена. Сле­дует иметь в виду, что мелкий и пылеобразный карбид кальция при­менять запрещается (взрывоопасно). Для взаимодействия 1 кг карбида кальция теоретически необходимо 0,56 л воды. Практически берут 7...20 л воды. Это обеспечивает хорошее охлаждение ацетилена и бо­лее безопасную работу газогене­ратора.

Водород — газ без цвета и запаха. В смеси с кислородом или воздухом он образует взрывчатую смесь (так называемый гремучий газ), поэтому требует строгого соблюдения правил техники безопасности. Водород хра­нится и транспортируется в стальных баллонах при максимальном дав­лении 15 МПа. Получают его элект­ролизом воды или в водородных генераторах путем воздействия сер­ной кислотой на железную стружку или цинк.

Пиролизный газ — смесь газооб­разных продуктов термического раз­ложения нефти, нефтепродуктов или мазута. Содержит вредные сернис­тые соединения, вызывающие корро­зию мундштуков горелок и резаков, поэтому требует тщательной очистки.

Нефтяной газ — смесь горючих га­зов, являющихся побочным продуктом нефтеперерабатывающих заводов. Его применяют для сварки, резки и пайки сталей толщиной до 3 мм и сварки цветных металлов.

Природный газ получают из газо­вых месторождений. Он состоит В ОС' новном из метана (93...99%).

Пропан-бутановую смесь получают при добыче и переработке естествен­ных нефтяных газов и нефти. Хранят и транспортируют в сжиженном со­стоянии в баллонах вместимостью 40 и 55 л под давлением 1,6...1,7 МПа. Жидкой смесью заполняют только по­ловину баллона, так как при нагреве значительное повышение давления может привести к взрыву.

Бензин и керосин используют при газопламенной обработке в виде па­ров. Для этой цели горелки и резаки имеют испарители, которые нагре­вают вспомогательным пламенем или электрическим током.