Газовая сварка является одним из видов химической сварки, т. е. такой, при которой используется тепло, выделяющееся в результате протекания химической реакции.
При газовой сварке для нагревания соединяемых в расплавленном состоянии металлических частей непосредственно используется теплота сгорания горючих газов, развивающих пламя высокой температуры (до 3100 — 3300° С). Пламя газовой горелки нагревает место соединения до расплавления. В момент расплавления присаживается сварочный пруток, который также плавится и образует вместе с расплавленным металлом сварное соединение.
В зависимости от рода используемого горючего для получения пламени различают следующие виды газовой сварки:
1) ацетиленовая сварка (ацетилен),
2) водородная сварка (водород),
3) бензоловая сварка (пары бензола),
4) бензиновая сварка (пары бензина) и
5) сварка светильным газом (светильный газ).
В авиационной промышленности находят применение только два вида газовой сварки, а именно: ацетиленовая и водородная сварка.
а. Ацетилен
Ацетилен (С2Н2) по своим физико-химическим свойствам обладает большими преимуществами перед другими горючими газами и поэтому особенно широко применяется при газовой сварке в авиационной промышленности. В других отраслях промышленности в последнее время наблюдается тенденция к его замене смесью ацетилена со светильным газом, а также парами бензина и бензола.
Ацетилен легче воздуха и кислорода; 1 ма ацетилена при 0° и давлении 760 мм рт. ст. весит 1,179 кг. При нормальном атмосферном давлении и температуре ацетилен находится в газообразном состоянии. При наличии ацетилена в количестве более 3% в смеси с кислородом и воздухом образуется смесь, которая при зажигании взрывается с большой силой. Воспламенение ацетилена происходит при 420—430° С. Температура сгорания ацетилена с кислородом находится в пределах 3100—3300°.
При длительном соприкосновении ацетилена с красной медью и серебром он образует ацетиленистую медь и ацетиленистое серебро, которые взрываются при нагреве до 110—120° или при сильном ударе. Ввиду этого для аппаратуры ацетиленовой сварки применяют не красную медь, а сплавы с содержанием меди не более 60 — 65%.
Нагревание ацетилена до 400—500° и одновременное повышение давления его до 1,5—1,6 am приводят ацетилен к расщеплению на углерод и водород с большим выделением тепла. При этом может произойти взрыв газа с повышением температуры до 2500—3000° и повышением давления в 10—11 раз.
Для сварочных работ ацетилен получается из карбида кальция, который добывается в дуговых электрических печах путем сплавления 100 частей извести с 60 частями кокса или каменного угля.
Карбид кальция разрешается хранить только в герметически закрытых металлических сосудах, так как он энергично поглощает влагу из воздуха. Соединяясь с водой, карбид кальция образует ацетилен, который в соединении с воздухом составляет сильно взрывчатую смесь. Поэтому раскупорка барабанов с карбидом должна производиться осторожно, без ударов, чтобы не вызвать взрыва.
Промышленное получение ацетилена осуществляется в особых генераторах путем взаимодействия карбида кальция с водой. Из этих аппаратов ацетилен подается к месту работы по трубопроводу.
Реакция образования ацетилена из карбида кальция и воды протекает с выделением значительного количества тепла (до 450 калорий) по следующему уравнению:
СаС2 + 2(Н2O) = С2Н2 + Са(OН)2;
Количество ацетилена, выделяемого 1 кг карбида кальция, должно равняться 300 л, но так как технический карбид кальция обычно содержит в себе от 10 до 14% примесей и процесс разложения протекает несовершенно, то удается получать только 240—270 л ацетилена.
Из примесей в ацетилене вредное влияние на качество сварного шва могут оказать сероводород, фосфористый водород и аммиак, поэтому они обязательно должны быть удалены из ацетилена. Эти примеси оказывают вредное влияние не только на качество сварного шва, но прежде всего на органы дыхания и зрения сварщика.
Сероводород при сгорании дает серную кислоту, а сера при переходе в сварной шов делает его красноломким. Присутствие сероводорода в пределах до 0,007% не оказывает вредного влияния на прочность сварного шва.
Для удаления сероводорода из ацетилена последний пропускается через воду, где сероводород растворяется. Наличие сероводорода в струе ацетилена определяется с помощью куска фильтровальной бумаги, смоченной в растворе хлористой ртути; при наличии сероводорода бумага белеет.
Часть 1 | Часть 2
