Kā metināt oksidacetilēnu

Jūs, visticamāk, pamanījāt, ka ikdienas sabiedrības normāla darbība ir ļoti atkarīga no cietām metāla konstrukcijām: piemēram, ēku un tiltu sijas un kustīgajos elementos, piemēram, lidmašīnās un automašīnas. Bet, lai gan tērauda un citu smago metālu varenība un milzīgais cietums var būt acīmredzams, vai jūs kādreiz esat domājis, kā metāls ir savienots kopā?

Papildus skrūvēm, ar kurām ikdienā var sasiet ikdienas metāla priekšmetus, ir nepieciešamas citas metodes, lai faktiski savienotu metālus - tas ir, mainītu tos formā, kas efekts padara tos par vienu un to pašu priekšmetu, ar savienojumu, kas ietver abu objektu fizikālās un ķīmiskās īpašības (ja savienojuma vietā ir izgatavoti no dažādiem materiāliem pozīciju.)

Metināšana ietver metāla priekšmetu savienošanu, tos sildot gan krustojumā, līdz katrs no tiem izkūst, gan to saplūšana notiek, kad maisījums atdziest un atkārtoti sacietē. Skābekļa acetilēna metināšana, vai vienkārši oksīda acetilēna metināšana, ir slavens metināšanas procesa piemērs.

• Jūs, iespējams, esat dzirdējuši lodēšana, kas ietver arī metālu sasiešanu, sildot. Lodēšanas gadījumā tomēr tiek uzkarsēts tikai metāls, ko izmanto kā krustojumu, bet savienotie metāli nav. Šajā ziņā lodēšana vairāk līdzinās košļājamās gumijas lietošanai, nevis "pievienošanai".

Metināšanas datums ir vismaz 3000 gadu. Pierādījumi par metināšanu bronzas laikmetā ir atrodami 2000 gadus vecu apļveida zelta kastīšu veidā, kuras tur kopā ārkārtīgi karsējot. Jau pirms tam Vidusjūras reģiona kultūras šajā procesā bija iemācījušās metināt dzelzi un izgatavot darbarīkus, no kuriem daži datēti ar 1000 gadu pirms mūsu ēras.

1836. gadā Edmunds Deivijs atklāja acetilēnu, lai gan tā izmantošana metināšanā vēl aptuveni 70 gadus netika plaši izplatīta. Elektriskā ģeneratora parādīšanās 19. gadsimta vidū un otrajā pusē pavēra ceļu loka metināšana, kas balstās uz elektrisko dzirksti, un metināšanas un griešanas paņēmieniem, kas saistīti ar gāzi.

1880. gados pirmie loka metināšanas, īpaši oglekļa loka metināšanas, patenti tika nodrošināti Amerikas Savienotajās Valstīs, un nākamās vairākas desmitgades tas bija populārs metināšanas nozares veids. 1900. gadu sākumā strauji attīstījās loka metināšanā izmantoto elektrodu tehnoloģija, kā arī attīstījās pretestības metināšana.

1920. gados tika ieviestas automātiskās metināšanas iekārtas. Pēc desmit gadiem tika ieviesta tapu metināšanas tehnika, un tā ātri atrada spēcīgu enkuru kuģu būves nozarē, kas tajā laikā auga. Kopš tā laika metināšanā tiek izmantotas arvien vairāk gāzes, un 21. gadsimta sākumā plazmas metināšana ir kļuvusi populārāka.

"Oxy acetilēns" faktiski ir maisījums, nevis ķīmisks savienojums pats par sevi. Tas ir, jūs neredzēsiet apkārt sēdošu "oksiacetilēna" trauku. Šis termins attiecas uz gaistošu maisījumu, kas izveidots īpašam mērķim (pārkarsēšana) no tīras skābekļa gāzes (O₂) un acetilēna gāzi (C.₂H₂).

Acetilēns, kas sastāv no diviem oglekļa atomiem, kas trīskārši savienoti viens ar otru un katrs ar vienu ūdeņraža atomu, ir pazīstams arī kā etīns. Tā ir bezkrāsaina gāze, un tā var nedaudz smaržot. Sildot, tas viegli sadalās ogleklī un ūdeņradī, bet tas var izraisīt sprādzienus un tīru acetilēnu pakļauts pietiekamam spiedienam (apmēram 15 mārciņas uz kvadrātcollu, tikko pārsniedzot atmosfēras spiedienu), var eksplodēt neizraisīts.

Gaisa un acetilēna maisījumi dažādās pakāpēs ir sprādzienbīstami, atkarībā no iesaistītā gaisa procentuālā daudzuma. Bet, pareizi pielietojot un modulējot, šī sadegšana var radīt ne tikai siltumu, bet arī gaismu, un jau sen šim nolūkam to izmantoja bojās un tamlīdzīgi. Skābā acetilēna metināšanas ierīcē acetilēns tiek apvienots nevis ar gaisu (kas satur aptuveni 20 procentus skābekļa), bet gan tīru skābekli, kā rezultātā var ārkārtīgi izdalīties siltums.

Astoņdesmitajos gados Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta (MIT) profesors ļoti detalizēti pētīja metināšanas fiziku un ķīmiju. Šajā laikā oksīdacetilēna metināšana bija pastāvējusi vairāk nekā 80 gadus. Bija zināms, ka tīrā acetilēna sadedzināšanas laikā sasniegtā maksimālā temperatūra krietni pārsniedza 3000 grādus pēc Celsija vai tuvu 6000 grādiem pēc Fārenheita. Tā notiek, tā ir augstākā zināmā temperatūra, kuru var sasniegt, sadedzinot jebkuru gāzi ar skābekli.

MIT rakstā tika uzsvērti metināšanas praktiskie ierobežojumi kā tādi, tāpēc, neskatoties uz tā publicēšanas datumu, daži no tā secinājumiem paliek mūžīgi. Viens no šādiem praktiskiem ierobežojumiem ir metināmo materiālu virsma; tos var padarīt pievilcīgus savienošanai un atbrīvot no piesārņotājiem tikai ierobežotā mērā.

Turklāt, lai gan absolūtā temperatūra ir vitāli svarīga, maksimālā siltuma iedarbības laiks var aizstāt zemāko griestu temperatūru. Tātad, lai gan metāliskā oksīda acetilēna temperatūra paaugstinās līdz 3480 C, loka metināšana ir efektīvāka, jo līdz Teorētiski 50 procenti no radītā siltuma ir pieejami metināšanai, salīdzinot ar tikai 10 procentiem skābekļa acetilēnam metināšana.

Darbā tika izklāstīti citi svarīgi fizikāla un ķīmiska rakstura apsvērumi, kas ne vienmēr būtu liek domāt, ka jebkurš process ir pārāks par citu, taču tas varētu palīdzēt paredzēt tikko ieviesto uzvedību tehnoloģijām. Tie ietver dzirksteles kustības ātrumu, konkrētas virsmas izvēli un aprīkojuma izmaksas.

Izgudrotājs Tomass 1903. gadā izgatavoja pirmo oksi acetilēna degļa aparātu. Šis Tomass tomēr nebija Edisons, kurš tajā laikā bija aizņemts visu pārējo izgudrošanā, bet gan Vilsons. Tomass Vilsons izmantoja "tīra" skābekļa maisījumu (faktiski 99,5 procentus skābekļa, tik labi, cik viņš tajā laikā varēja radīt), lai radītu liesmu ar pietiekami karstu temperatūru, lai sadedzinātu tēraudu. Līdz šai dienai oksi acetilēns joprojām ir vienīgais gāzes maisījums ar šo iespēju, un to var izmantot pat zem ūdens.

Praksē oksi acetilēns ir dažādos maisījumos, ne tikai visspēcīgākajā. Operators to var pielāgot, atrodoties ceļā, jo acīmredzamu iemeslu dēļ skābeklis un acetilēns tiek uzglabāti savādāk tvertnes. Tā sauktajā neitrāls iestatījums, kas ir visizplatītākais metināšanai, maisījums ir aptuveni vienādās daļās skābekļa un acetilēna. Tā sauktajā oksidējošs iestatījums, ko izmanto griešanai, O izeja₂ gāze maisījumā tiek palielināta un karburizējošs iestatot, acetilēna plūsma tiek palielināta.

Neskatoties uz bīstamību, kas saistīta ar šo divu gāzu glabāšanu cieši blakus, un par neatkarīgiem apdraudējumiem, kas saistīti ar acetilēna uzglabāšanu ( skābeklis (sprādzienbīstams, ja tiek pakļauts liesmai), oksietilēna metināšanas iekārtu uzglabāšana un transportēšana ir viegli. Acetilēns galu galā ir mazs un viegls savienojums, un tā bīstamība ir labi dokumentēta un tādējādi labi kontrolējama jebkurā profesionālā, uzraudzītā vidē.

Pašai iekārtai ir divi tērauda baloni, pa vienam katrai gāzei un abi zem spiediena. Tie ir aprīkoti ar šļūtenēm un vadības vārstiem, un cauruļvadi galu galā noved pie ierīces daļas, par kuru domājat visvairāk, kad domājat par metināšanu, - uz izpūšanas cauruli. Vairākas drošības ierīces novērš sitienu operatora virzienā.