Лекція №8

Тема:Газове зварювання та паяння матеріалів

Ацетиле́н — найпростіший і найважливіший представник ненасичених вуглеводнів з одним потрійним зв'язком (алкінів). Ацетилен — безбарвний газ без запаху і смаку. У воді погано розчиняється . Ацетилен С2Н2 являє собою хімічну сполуку вуглецю з воднем. Хімічно чистий ацетилен безбарвний і має слабкий ефірний запах. Технічний ацетилен забруднений різними домішками — сірководнем, аміаком і іншими, які надають ацетилену різкого і неприємного запаху. При тиску вище 0,2 Мнім2 (1,75 ат) і одночасному нагріванні понад 500° С відбувається вибуховий розпад ацетилену за рівнянням С2Н2 -> 2С + Н2. При нагріванні ацетилену вище 150—180° С відбувається процес його полімеризації, що полягає в утворенні нових сполук — бензолу С6Н6, стиролу С8Н8 і інших. Цей процес супроводиться виділенням значної кількості тепла, що також при недостатньому його відведенні може призвести до вибуху ацетилену. При наявності ацетилену в повітрі від 2,2 до 88% або в суміші з киснем (ацетилену від 2,3 до 93%) утворюються вибухові суміші, які вибухають від іскри чи полум'я. Ацетилен добре розчиняється в ацетоні. В одному об'ємі ацетону при тиску 0,1 Мн/м2 (1 ат) розчиняється 23 об'єми ацетилену. З підвищенням тиску розчинність ацетилену зростає пропорціонально тиску. У розчиненому стані ацетилен не вибухає при тиску 1,6 Мн/м2 (16 ат), а при наявності пористої маси — і при більш високому тиску. Цією властивістю користуються при заповненні ацетиленових балонів до тиску 1,6 Мнім2 (16 ат). Ацетиленові балони попередньо заповнюють пористими матеріалами, просоченими ацетоном, деревним вугіллям, пемзою, інфузорною землею та ін. Основним способом одержання ацетилену є розкладання карбіду кальцію водою за рівнянням СаС2 + 2Н20 = С2Н2 + Са(ОН)2. При розкладанні 1 кг хімічно чистого карбіду кальцію виділяється близько 340 л ацетилену і 1675 кдж (400 ккал) тепла. З технічного карбіду кальцію, залежно від його сорту і грануляцій, вихід ацетилену становить від 230 до 300 л/кг. Карбід кальцію одержують в електродугових печах сплавленням коксу або антрациту з випаленим вапняком: газове зварювання кисень ацетилен СаО + ЗС = СаС2 + СО. Розплавлений карбід виливають з печі в чавунні виливниці і після остигання подрібнюють на куски розміром 2—120 мм. Транспортують карбід кальцію в герметично закритих барабанах вагою від 50 до 130 кг При сильному охолодженні переходить відразу в білу кристалічну речовину, минаючи рідкий стан. При —83,6°С випаровується (сублімує), не плавлячись. Головною галуззю застосування ацетилену є хімічна промисловість. Ацетилен служить вихідною сировиною для синтезу таких важливих хімічних продуктів, як пластмаси, бензол, ацетатна кислота і ін. У техніці значні кількості ацетилену використовуються при автогенному зварюванні і різанні металів. Раніше ацетилен одержували лише з карбіду кальцію при взаємодії його з водою:

Великі кількості ацетилену добувають при термічному розкладі метану (природного газу):

• 2СН4 -> С2Н2 + 3Н2

Процес проводять при температурі близько 1500 °C. Щоб запобігти розкладу одержаного ацетилену на вуглець і водень, метан швидко продувають через зону високої температури. При цьому разом з ацетиленом утворюється також водень.

Зварювальні пальники призначені для підведення до місця зварювання

електродного дроту, зварювального струму і захисного газу. Звичайно

пальника з водяним охолодженням застосовують тільки при зварюванні на

великих струмах (500 А и більш). Змінними скорозношуючими частинами

пальників є струмовідними наконечник і газове сопло, виготовлені з міді.

Найбільше застосування одержали зварювальні пальники типу ГДПГ. Зварювальний пальник ГДПГ-101-10, ГДПГ-301-8,ГДПГ-301-8 ГДПГ-501-4. Зварювальний пальник ГДПГ-501-4 (мал. 4) для зварювання електроднимдротом діаметром до 2 мм при силі струму до 500 А складається з корпуса7 з вигнутою направляючою трубкою, спирали 6, електродотримача 5,

наконечника 4, сопла 1, що направляє потік захисного газу, пружинного

кільця 2, що утримує змінне сопло 3, що направляє каналу 9 для

електродного дроту, струмогазопідводу 10, вмикача 8, проводів керування

і шлангів 12 для охолодної води. Знизу рукоятки мається екран 13, що

захищає руку зварника від теплових випромінювань. Електродний дріт

подається в пальник через наконечник 14. Для запобігання перегріву

пальника сопло 1 прохолоджується проточною водою. Пальника ГДПГ-301-8 і

ГДПГ-101-10 виконані аналогічно, але не мають водяного охолодження.

Повітряний редуктор, або регулятор. Він використовується на промислових підприємствах для зниження тиску повітря в повітряних мережах і комунікаціях. Одним із застосувань повітряного газового редуктора є підводне плавання. Газовий редуктор цього типу служить для зниження тиску дихальної суміші з акваланга.        Кисневий редуктор. Використовується на підприємствах (наприклад у машинобудуванні й металургії) для виконання зварювальних робіт, різання металу, пайки, а також у медицині й підводнім плаванні.        Пропановий редуктор. Також використовується в машинобудуванні й металургії для проведення робіт типу різання, пайки й підігріву, при будівництві для укладання бітумних покриттів і, найбільше часто, у побуті - газові плити. Такі газові редуктори випускаються двох видів: з постійно заданим робочим тиском, який установлюється на заводі-виготовлювачі редуктора й з можливістю регулювання тиску в невеликому діапазоні.        Ацетиленовий газовий редуктор — найбільш часто використовується на комунальних підприємствах для газового зварювання й різання трубопроводів і інших металевих виробів.        Крім того газові редуктори діляться на редуктори для горючих і негорючих газів. Газові редуктори які призначені для використання з горючими газами (метан, водень і інші) повинні мати ліве різьблення. Ця їхня особливість служить для запобігання випадкового приєднання такого газового редуктора до кисневого балона. Балони й відповідно газові редуктори для роботи з інертними газами (гелій, азот, аргон) мають праве різьблення, також як і балони з киснем. Отже, для інертних газів можна використовувати кисневі редуктори.