Hoe Oxy Acetyleen te lassen?

Je hebt waarschijnlijk gemerkt dat de normale werking van de dagelijkse samenleving sterk afhankelijk is van solide metalen constructies: de balken in gebouwen en bruggen bijvoorbeeld, en het staal in beweegbare elementen zoals vliegtuigen en auto's. Maar hoewel de kracht en de pure stevigheid van staal en andere zware metalen voor de hand liggen, heb je je ooit afgevraagd hoe metaal wordt samengevoegd?

Afgezien van de schroeven die alledaagse metalen voorwerpen op hun plaats kunnen binden, zijn er andere methoden nodig om metalen daadwerkelijk te verbinden - dat wil zeggen, ze te veranderen in een vorm die in effect maakt ze tot hetzelfde object, met een verbinding die de fysieke en chemische eigenschappen van beide objecten bevat (indien gemaakt van verschillende materialen bij de verbinding positie.)

Lassen omvat het samenvoegen van metalen voorwerpen door ze beide op een kruispunt te verhitten totdat elk van hen smelt, en er een fusie tussen hen optreedt wanneer het mengsel afkoelt en opnieuw stolt.

• Je hebt misschien gehoord van solderen, waarbij ook metalen aan elkaar worden gebonden via verwarming. In het geval van solderen wordt echter alleen het metaal dat als verbindingspunt wordt gebruikt, verwarmd, terwijl de verbonden metalen dat niet zijn. In die zin lijkt solderen meer op het gebruik van kauwgom dan op 'samenvoegen'.

Lassen gaat minstens 3000 jaar terug. Bewijs van lassen in de bronstijd wordt gevonden in de vorm van 2000 jaar oude ronde gouden dozen die bij elkaar worden gehouden door extreme verhitting. Zelfs daarvoor hadden culturen in de Middellandse Zee via dit proces geleerd ijzer te lassen en gereedschappen te maken, waarvan sommige dateren uit 1000 voor Christus.

In 1836 ontdekte Edmund Davy acetyleen, hoewel het gebruik ervan bij het lassen pas over 70 jaar wijdverbreid zou worden. De komst van de elektrische generator in het midden en de tweede helft van de 19e eeuw maakte de weg vrij voor booglassen, die afhankelijk is van een elektrische vonk, en voor las- en snijtechnieken met gas.

In de jaren 1880 werden de eerste patenten voor booglassen, met name koolstofbooglassen, verkregen in de Verenigde Staten, en gedurende de volgende decennia was dit een populaire vorm van de lasindustrie. In het begin van de 20e eeuw werden snelle vorderingen gemaakt in de technologie van de elektroden die worden gebruikt bij booglassen, samen met de ontwikkeling van weerstandslassen:.

De jaren 1920 zag de introductie van automatische lasmachines. Een decennium later werd de techniek van het stiftlassen geïntroduceerd, en het vond al snel een krachtig anker in de scheepsbouwindustrie, die toen snel groeide. Sindsdien zijn er steeds meer gassen gebruikt bij het lassen en is plasmalassen aan het begin van de 21e eeuw populairder geworden.

"Oxy-acetyleen" is eigenlijk een mengsel, geen chemische verbinding op zich. Dat wil zeggen, u zult geen container met "oxyacetyleen" zien rondhangen. De term verwijst naar het vluchtige mengsel dat voor een specifiek doel (oververhitting) wordt gecreëerd uit de combinatie van zuiver zuurstofgas (O₂) en acetyleengas (C₂H₂).

Acetyleen, dat bestaat uit twee koolstofatomen die drievoudig aan elkaar en aan elk een enkel waterstofatoom zijn gebonden, staat ook bekend als ethyn. Het is een kleurloos gas en het kan een beetje aangenaam ruiken. Bij verhitting wordt het gemakkelijk afgebroken tot koolstof en waterstof, maar dit kan explosies en pure acetyleen veroorzaken onderworpen aan voldoende druk (ongeveer 15 pond per vierkante inch, nauwelijks meer dan atmosferische druk) kan exploderen niet uitgelokt.

Mengsels van lucht en acetyleen zijn in verschillende mate explosief, afhankelijk van het betrokken percentage lucht. Maar op de juiste manier gebruikt en gemoduleerd, kan deze verbranding niet alleen warmte maar ook licht produceren, en werd lang geleden voor dit doel gebruikt in boeien en dergelijke. In een oxy-acetyleenlasapparaat wordt het acetyleen niet gecombineerd met lucht (die ongeveer 20 procent zuurstof bevat) maar met pure zuurstof, wat resulteert in het potentieel voor extreme warmteafgifte.

In de jaren tachtig deed een professor van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) tot in detail onderzoek naar de fysica en chemie van lassen. Tegen die tijd bestond het oxy-acetyleenlassen al meer dan 80 jaar. Het was bekend dat de piektemperatuur die werd bereikt tijdens de verbranding van zuiver acetyleen ruim boven de 3.000 graden Celsius lag, of bijna 6.000 graden Fahrenheit. Dit is namelijk de hoogst bekende temperatuur die kan worden bereikt door de verbranding van welk gas dan ook met zuurstof.

Het MIT-document onderstreepte de praktische beperkingen van het lassen op zich, dus ondanks de publicatiedatum blijven sommige van de bevindingen tijdloos. Een dergelijke praktische beperking ligt in het oppervlak van de te lassen materialen; ze kunnen slechts in beperkte mate aantrekkelijk gemaakt worden voor hechting en vrij van verontreinigingen.

Bovendien, hoewel de absolute temperatuur van vitaal belang is, kan de tijd van blootstelling aan maximale warmte de lagere plafondtemperaturen vervangen. Dus terwijl oxy-acetyleenlassen de temperatuur tot 3.480 C laat stijgen, is booglassen efficiënter omdat tot 50 procent van de gecreëerde warmte is theoretisch beschikbaar voor lassen, vergeleken met slechts 10 procent voor oxy-acetyleen lassen.

Het document schetste andere belangrijke overwegingen van fysische en chemische aard, die niet noodzakelijkerwijs: suggereren dat het ene proces superieur is aan het andere, maar zou kunnen helpen bij het voorspellen van het gedrag van nieuw geïntroduceerde technologieën. Deze omvatten de vonksnelheid, de keuze van het specifieke oppervlak en de kosten van apparatuur.

Een uitvinder genaamd Thomas produceerde het eerste oxy-acetyleentoortsapparaat in 1903. Deze Thomas was echter niet Edison, die op dat moment bezig was met het uitvinden van al het andere, maar Wilson. Thomas Wilson gebruikte een mengsel van "pure" zuurstof (eigenlijk 99,5 procent zuurstof, zo goed als hij op dat moment kon genereren) om een ​​vlam te produceren met een temperatuur die hoog genoeg was om staal te verbranden. Tot op de dag van vandaag is oxy-acetyleen het enige gasmengsel met dit vermogen en kan het zelfs onder water worden gebruikt.

In de praktijk komt oxyacetyleen in verschillende mengsels voor, niet alleen de meest krachtige. Dit kan door de operator onderweg worden aangepast, aangezien de zuurstof en het acetyleen om voor de hand liggende redenen worden opgeslagen in anders tanks. In de zogenaamde neutrale instelling, de meest voorkomende voor lassen, het mengsel is ongeveer gelijke delen zuurstof en acetyleen. In de zogenaamde oxiderend instelling, gebruikt voor het snijden, de output van O₂ gas in het mengsel wordt verhoogd, en in de carbureren instelling, wordt de acetyleenstroom verhoogd.

Ondanks het gevaar dat verbonden is aan het dicht bij elkaar houden van deze twee gassen, en met de onafhankelijke gevaren die verbonden zijn aan het opslaan van acetyleen (de gevaren waarvan eerder zijn geschetst) en zuurstof (explosief bij blootstelling aan een vlam), de opslag en het transport van oxy-acetyleen lasapparatuur is makkelijk. Acetyleen is tenslotte een kleine en lichtgewicht verbinding, en de gevaren ervan zijn goed gedocumenteerd en dus goed onder controle in elke professionele, gecontroleerde omgeving.

De apparatuur zelf heeft twee stalen cilinders, één voor elk gas en beide onder druk. Deze zijn uitgerust met slangen en regelkleppen, en de leidingen leiden uiteindelijk naar het onderdeel van het apparaat waar u het meest aan denkt als u aan lassen denkt: de blaaspijp. Meerdere veiligheidsvoorzieningen voorkomen terugslag in de richting van de bediener.