Sådan svejses oxyacetylen

Du har højst sandsynligt bemærket, at den normale funktion i det daglige samfund afhænger stærkt af solide metalstrukturer: bjælkerne i f.eks. bygninger og broer og stålet, der findes i bevægelige elementer såsom fly og biler. Men selvom kraften og den faste soliditet af stål og andre tungmetaller kan være åbenlyse, har du nogensinde spekuleret på, hvordan metal er forbundet sammen?

Bortset fra skruerne, der kan binde hverdagens metalgenstande på plads, er der brug for andre metoder til faktisk at forbinde metaller - det vil sige ændre dem til en form, der i effekt gør dem til det samme objekt med et led, der inkluderer begge objekters fysiske og kemiske egenskaber (hvis de er lavet af forskellige materialer ved sammenføjningen position.)

Svejsning involverer sammenføjning af metalgenstande ved opvarmning af dem begge i et kryds, indtil hver af dem smelter, og der opstår en fusion mellem dem, når blandingen køler af og størkner igen. Iltacetylensvejsningeller bare oxyacetylensvejsning, er et berømt eksempel på svejseprocessen.

• Du har måske hørt om lodning, som også involverer binding af metaller via opvarmning. I tilfælde af lodning opvarmes kun det metal, der anvendes som krydset, mens de forbundne metaller ikke er det. I denne forstand er lodning mere som at bruge tyggegummi end "sammenføjning".

Svejsning går mindst 3.000 år tilbage. Bevis for svejsning i bronzealderen findes i form af 2.000 år gamle cirkulære guldkasser, der holdes sammen ved ekstrem opvarmning. Allerede før det havde kulturer i Middelhavet lært at svejse jern og fremstille værktøj via denne proces, hvoraf nogle dateres tilbage til 1.000 f.Kr.

I 1836 opdagede Edmund Davy acetylen, skønt dens anvendelse til svejsning ikke ville blive udbredt i yderligere 70 år eller deromkring. Fremkomsten af ​​den elektriske generator i midten og sidste del af det 19. århundrede banede vejen for lysbuesvejsning, som er afhængig af en elektrisk gnist, og til svejse- og skæreteknik, der involverer gas.

I 1880'erne blev de første patenter til buesvejsning, især kulstofbuesvejsning, sikret i USA, og i de næste par årtier var dette en populær form for svejseindustrien. Tidligt i 1900'erne oplevede hurtige fremskridt inden for teknologien til de elektroder, der blev brugt til lysbuesvejsning, sammen med udviklingen af modstandssvejsning.

I 1920'erne blev der introduceret automatiske svejsemaskiner. Et årti senere blev teknikken til studsvejsning introduceret, og den fandt hurtigt et stærkt anker i skibsbygningsindustrien, der voksede på det tidspunkt. Siden da har flere og flere gasser været anvendt til svejsning, og plasmasvejsning er blevet mere populær i det tidlige 21. århundrede.

"Oxyacetylen" er faktisk en blanding, ikke en kemisk forbindelse i sig selv. Det vil sige, du vil ikke se en beholder med "oxyacetylen" sidde rundt. Udtrykket henviser til den flygtige blanding skabt til et specifikt formål (overophedning) fra kombinationen af ​​ren iltgas (O₂) og acetylengas (C₂H₂).

Acetylen, som består af to carbonatomer tredobbeltbundet til hinanden og til et enkelt hydrogenatom hver, er også kendt som ethyne. Det er en farveløs gas, og den kan lugte lidt behagelig. Når det opvarmes, nedbrydes det let i kulstof og brint, men dette kan forårsage eksplosioner og ren acetylen udsat for tilstrækkeligt tryk (15 pund pr. kvadrat tomme eller deromkring, næppe over atmosfærisk tryk) kan eksplodere uprovokeret.

Blandinger af luft og acetylen er eksplosive i forskellige grader afhængigt af den involverede procent luft. Men korrekt udnyttet og moduleret kan denne forbrænding ikke kun producere varme, men også lys og blev brugt til dette formål i bøjer og lignende for længe siden. I en oxyacetylen-svejseindretning kombineres acetylen ikke med luft (som indeholder ca. 20 procent ilt), men ren ilt, hvilket resulterer i potentialet for ekstrem varmeafgivelse.

I 1980'erne undersøgte en professor i Massachusetts Institute of Technology (MIT) svejsningens fysik og kemi i detaljer. På dette tidspunkt havde oxyacetylensvejsning eksisteret i over 80 år. Det vides, at den maksimale temperatur, der blev opnået under forbrændingen af ​​ren acetylen, var langt over 3.000 grader Celsius eller tæt på 6.000 grader Fahrenheit. Som det sker, er dette den højest kendte temperatur, der kan nås ved forbrænding af enhver gas med ilt.

MIT-papiret understregede de praktiske grænser for svejsning i sig selv, så på trods af datoen for offentliggørelsen forbliver nogle af resultaterne tidløse. En sådan praktisk begrænsning er i overfladen af ​​de materialer, der skal svejses; de kan kun gøres attraktive for limning og frigøres for forurenende stoffer i et begrænset omfang.

Derudover, mens den absolutte temperatur er afgørende, kan eksponeringstiden for maksimal varme erstatte lavere temperaturer i loftet. Så mens oxyacetylen-svejsning ser temperaturer stige til så høje som 3.480 C, er lysbuesvejsning mere effektiv, fordi op til 50 procent af den dannede varme er teoretisk tilgængelig til svejsning sammenlignet med kun 10 procent for oxyacetylen svejsning.

Papiret skitserede andre vigtige overvejelser af fysisk og kemisk karakter, som ikke nødvendigvis ville være antyder, at enhver proces er bedre end en anden, men kan hjælpe med at forudsige adfærden for nyindført teknologier. Disse inkluderer gnistkørehastighed, valget af specifikt overfladeareal og omkostningerne ved udstyr.

En opfinder ved navn Thomas producerede det første oxyacetylen-fakkelapparat i 1903. Denne Thomas var imidlertid ikke Edison, der havde travlt med at opfinde alt andet på det tidspunkt, men Wilson. Thomas Wilson brugte en blanding af "rent" ilt (faktisk 99,5 procent ilt, så godt som han kunne generere på det tidspunkt) til at producere en flamme med en temperatur, der var varm nok til at brænde stål. Den dag i dag er oxyacetylen den eneste gasblanding med denne evne, og den kan endda bruges under vand.

I praksis kommer oxyacetylen i forskellige blandinger, ikke kun den mest potente. Dette kan justeres af operatøren på farten, da ilt og acetylen af ​​åbenlyse grunde opbevares i forskellige tanke. I den såkaldte neutral indstilling, den mest almindelige til svejsning, blandingen handler om lige store dele ilt og acetylen. I den såkaldte oxiderende indstilling, der bruges til skæring, output af O₂ gas ind i blandingen øges, og i karburering indstilling øges acetylenstrømmen.

På trods af faren forbundet med at holde disse to gasser tæt sammen og med de uafhængige farer forbundet med opbevaring af acetylen ( farer, som tidligere er skitseret) og ilt (eksplosiv, når de udsættes for en flamme), opbevaring og transport af oxyacetylen-svejseudstyr det er nemt. Acetylen er trods alt en lille og let forbindelse, og dens farer er veldokumenterede og dermed godt under kontrol i enhver professionel, overvåget indstilling.

Selve udstyret har to stålcylindre, en til hver gas og begge under tryk. Disse er udstyret med slanger og kontrolventiler, og rørledningen fører i sidste ende til den del af enheden, du tænker mest på, når du tænker på svejsning - blæserøret. Flere sikkerhedsanordninger forhindrer tilbageslag i førerens retning.