日常社会の通常の運用は、固体の金属構造に強く依存していることに気付いたと思います。 たとえば、建物や橋の梁、飛行機や 自動車。 しかし、鋼やその他の重金属の力強さと完全な堅牢性は明らかかもしれませんが、金属がどのように結合されているのか疑問に思ったことはありませんか？
日常の金属物体を所定の位置に固定できるネジとは別に、実際に金属を結合するには、他の方法が必要です。つまり、金属を次のような形に変更します。 効果により、両方のオブジェクトの物理的および化学的特性を含むジョイントを使用して、それらを同じオブジェクトにします（結合時に異なる材料で作成されている場合） ポジション。）
溶接では、金属物体を接合部でそれぞれが溶けるまで加熱することで金属物体を接合し、混合物が冷えて再固化すると、金属物体が融合します。 酸素アセチレン溶接、 あるいは単に オキシアセチレン溶接は、溶接プロセスの有名な例です。
- あなたはおそらく聞いたことがあるでしょう はんだ付け、これには、加熱によって金属を結合することも含まれます。 ただし、はんだ付けの場合、接合部として使用される金属のみが加熱され、接合された金属は加熱されません。 この意味で、はんだ付けは「結合」というよりチューインガムを使用するようなものです。
溶接の簡単な歴史
溶接は少なくとも3、000年前にさかのぼります。 青銅器時代の溶接の証拠は、極端な加熱によって一緒に保持された2、000年前の円形の金の箱の形で見られます。 その前から、地中海の文化はこのプロセスを介して鉄を溶接し、道具を作ることを学びました。その一部は紀元前1、000年にまでさかのぼります。
1836年、エドモンドデービーはアセチレンを発見しましたが、溶接での使用はさらに70年ほど普及することはありませんでした。 19世紀中期と後期の発電機の出現は、 アーク溶接、電気火花に依存し、ガスを含む溶接および切断技術に使用されます。
1880年代に、アーク溶接、特にカーボンアーク溶接の最初の特許が米国で取得され、次の数十年間、これは溶接業界の人気のある形態でした。 1900年代初頭には、アーク溶接に使用される電極の技術が急速に進歩し、 抵抗溶接.
1920年代には、自動溶接機が導入されました。 10年後、スタッド溶接の技術が導入され、造船業界で強力なアンカーがすぐに見つかり、当時急成長しました。 それ以来、ますます多くのガスが溶接に使用され、プラズマ溶接は21世紀初頭に人気が高まっています。
オキシアセチレンとは何ですか？
「オキシアセチレン」は実際には混合物であり、それ自体が化合物ではありません。 つまり、「オキシアセチレン」の容器が周りに座っているのは見えません。 この用語は、純粋な酸素ガス（O2）およびアセチレンガス（C2H2).
アセチレンは、互いに三重結合した2つの炭素原子と、それぞれ1つの水素原子で構成されています。 エチン. 無色のガスで、少し心地よいにおいがする場合があります。 加熱すると、炭素と水素に簡単に分解されますが、これは爆発を引き起こす可能性があり、純粋なアセチレン 十分な圧力（1平方インチあたり15ポンド程度、大気圧をわずかに超える）にさらされると爆発する可能性があります 挑発されていない。
空気とアセチレンの混合物は、関与する空気の割合に応じて、さまざまな程度で爆発します。 しかし、適切に利用および調整されたこの燃焼は、熱だけでなく光も生成する可能性があり、この目的のためにブイなどでずっと前に使用されていました。 酸素アセチレン溶接装置では、アセチレンは空気（約20％の酸素を含む）ではなく純粋な酸素と結合するため、極端な熱放出が発生する可能性があります。
溶接の物理学
1980年代、マサチューセッツ工科大学（MIT）の教授は、溶接の物理学と化学を詳細に研究しました。 この時までに、オキシアセチレン溶接は80年以上前から存在していました。 純粋なアセチレンの燃焼中に達成されたピーク温度は、摂氏3,000度をはるかに超えているか、華氏6,000度に近いことが知られていました。 たまたま、これは、酸素によるガスの燃焼を使用して到達できる既知の最高温度です。
MITの論文は、溶接自体の実際的な限界を強調していたため、発行日にもかかわらず、その調査結果のいくつかは時代を超えたままです。 そのような実際的な制限の1つは、溶接される材料の表面にあります。 それらは、結合に魅力的であり、限られた範囲でのみ汚染物質を除去することができます。
さらに、絶対温度は非常に重要ですが、最大熱にさらされる時間は、より低い天井温度に取って代わる可能性があります。 したがって、オキシアセチレン溶接では温度が3,480℃まで上昇しますが、アーク溶接は 発生した熱の50％は理論的には溶接に利用できますが、オキシアセチレンの場合はわずか10％です。 溶接。
この論文では、物理的および化学的性質に関するその他の重要な考慮事項について概説しましたが、必ずしもそうとは限りません。 あるプロセスが別のプロセスよりも優れていることを示唆しますが、新しく導入されたプロセスの動作を予測するのに役立つ可能性があります テクノロジー。 これらには、火花の移動速度、比表面積の選択、および機器のコストが含まれます。
酸素アセチレン溶接装置
トーマスという発明者は、1903年に最初のオキシアセチレントーチ装置を製造しました。 しかし、このトーマスは、当時他のすべてを発明するのに忙しかったエジソンではなく、ウィルソンでした。 トーマス・ウィルソンは、「純粋な」酸素（実際には、当時生成できたのと同じくらい良い99.5パーセントの酸素）の混合物を使用して、鋼を燃やすのに十分な高温の炎を生成しました。 今日まで、オキシアセチレンはこの機能を備えた唯一のガス混合物であり、水中でも使用できます。
実際には、オキシアセチレンは、最も強力な混合物だけでなく、さまざまな混合物で提供されます。 酸素とアセチレンは明らかな理由で次の場所に保管されているため、これは外出先でオペレーターが調整できます。 異なる タンク。 いわゆるで 中性 溶接で最も一般的な設定では、混合物はほぼ等量の酸素とアセチレンです。 いわゆるで 酸化 設定、切断に使用、Oの出力2 混合物へのガスが増加し、 浸炭 設定すると、アセチレンの流量が増加します。
これらの2つのガスを接近させておくことに関連する危険性、およびアセチレンの貯蔵に関連する独立した危険性にもかかわらず（ 危険性については前述しました）および酸素（炎にさらされると爆発する）、酸素アセチレン溶接装置の保管と輸送 は簡単だ。 結局のところ、アセチレンは小さくて軽量の化合物であり、その危険性は十分に文書化されているため、専門家の監督された環境で十分に管理されています。
装置自体には2つの鋼製シリンダーがあります。1つは各ガス用で、両方とも圧力がかかっています。 これらにはホースとコントロールバルブが装備されており、配管は最終的に、溶接について考えるときに最も思い浮かぶデバイスの一部であるブローパイプにつながります。 いくつかの安全装置は、オペレーターの方向へのブローバックを防ぎます。