Hvordan sveise oksyacetylen

Du har mest sannsynlig lagt merke til at det vanlige samfunnets normale drift avhenger sterkt av solide metallstrukturer: bjelkene i bygninger og broer, for eksempel, og stålet som finnes i bevegelige elementer som fly og biler. Men selv om den sterke og rene soliditeten til stål og andre tungmetaller kan være åpenbare, har du noen gang lurt på hvordan metall blir sammenføyd?

Bortsett fra skruene som kan binde hverdagens metallgjenstander på plass, er det andre metoder som trengs for å faktisk sammenføye metaller - det vil si endre dem til en form som i effekt gjør dem til det samme objektet, med en skjøt som inkluderer fysiske og kjemiske egenskaper til begge objektene (hvis de er laget av forskjellige materialer ved skjøten posisjon.)

Sveising innebærer sammenføyning av metallgjenstander ved oppvarming av dem begge i et kryss til hver av dem smelter, og det oppstår en fusjon mellom dem når blandingen avkjøles og størkner. Oksygenacetylen sveising, eller bare oksyacetylen sveising, er et kjent eksempel på sveiseprosessen.

• Du har kanskje hørt om lodding, som også innebærer å binde metaller sammen via oppvarming. I tilfelle lodding oppvarmes imidlertid bare metallet som brukes som kryss, mens de sammenføyde metallene ikke er det. Slik sett er lodding mer som å bruke tyggegummi enn å "bli med".

Sveising går minst 3000 år tilbake. Bevis for sveising i bronsealderen finnes i form av 2000 år gamle sirkulære gullkasser som holdes sammen ved ekstrem oppvarming. Allerede før det hadde kulturer i Middelhavet lært å sveise jern og lage verktøy via denne prosessen, hvorav noen dateres tilbake til 1000 f.Kr.

I 1836 oppdaget Edmund Davy acetylen, selv om bruken av den ved sveising ikke ville bli utbredt i ytterligere 70 år. Ankomsten av den elektriske generatoren i midten og siste del av 1800-tallet banet vei for buesveising, som er avhengig av en elektrisk gnist, og for sveise- og skjæringsteknikker som involverer gass.

På 1880-tallet ble de første patentene for buesveising, spesielt karbonbuesveising, sikret i USA, og i de neste tiårene var dette en populær form for sveiseindustrien. Tidlig på 1900-tallet så raske fremskritt innen teknologien til elektrodene som ble brukt i buesveising, sammen med utviklingen av feltet motstandssveising.

På 1920-tallet ble det introdusert automatiske sveisemaskiner. Et tiår senere ble teknikken med pinnesveising introdusert, og den fant raskt et kraftig anker i skipsbyggingsindustrien, spirende på den tiden. Siden den gang har flere og flere gasser blitt brukt i sveisingen, og plasmasveising har blitt mer populær tidlig på det 21. århundre.

"Oxy acetylene" er faktisk en blanding, ikke en kjemisk forbindelse i seg selv. Det vil si at du ikke vil se en beholder med "oksyacetylen" sitte rundt. Begrepet refererer til den flyktige blandingen som er opprettet for et bestemt formål (overoppheting) fra kombinasjonen av ren oksygengass (O₂) og acetylengass (C₂H₂).

Acetylen, som består av to karbonatomer trippelbundet til hverandre og til et enkelt hydrogenatom hver, er også kjent som ethyne. Det er en fargeløs gass, og det kan lukte litt behagelig. Ved oppvarming brytes det lett ned i karbon og hydrogen, men dette kan forårsake eksplosjoner og rent acetylen utsatt for tilstrekkelig trykk (15 pund per kvadrattomme eller så, knapt i overkant av atmosfærisk trykk) kan eksplodere uprovosert.

Blandinger av luft og acetylen er eksplosive i forskjellige grader, avhengig av prosentandelen av luft som er involvert. Men riktig utnyttet og modulert, kan denne forbrenningen produsere ikke bare varme, men lys, og ble brukt til dette formålet i bøyer og lignende for lenge siden. I en oksyacetylen sveiseinnretning kombineres acetylen ikke med luft (som inneholder omtrent 20 prosent oksygen), men rent oksygen, noe som resulterer i potensialet for ekstrem varmeutslipp.

På 1980-tallet undersøkte en professor i Massachusetts Institute of Technology (MIT) sveisens fysikk og kjemi i detalj. På denne tiden hadde oksyacetylensveising eksistert i over 80 år. Det var kjent at topptemperaturen oppnådd under forbrenningen av rent acetylen var godt over 3000 grader Celsius, eller nær 6000 grader Fahrenheit. Når det skjer, er dette den høyeste kjente temperaturen som kan oppnås ved å forbrenne gass med oksygen.

MIT-papiret understreket de praktiske grensene for sveising i seg selv, så til tross for datoen for publiseringen, forblir noen av funnene tidløse. En slik praktisk begrensning er i overflaten til materialene som skal sveises; de kan gjøres attraktive for liming og frigjøres for forurensninger bare i endelig grad.

I tillegg, selv om den absolutte temperaturen er viktig, kan eksponeringstiden for maksimal varme erstatte lavere temperaturer i taket. Så mens oksyacetylensveising ser temperaturene stige til så høyt som 3.480 C, er buesveising mer effektiv fordi opptil 50 prosent av den opprettede varmen er teoretisk tilgjengelig for sveising, sammenlignet med bare 10 prosent for oksyacetylen sveising.

Papiret skisserte andre viktige hensyn av fysisk og kjemisk art, som ikke nødvendigvis ville antyder at en prosess er bedre enn en annen, men kan bidra til å forutsi oppførselen til nylig introduserte teknologier. Disse inkluderer gnistkjøringshastighet, valg av spesifikk overflate og kostnad for utstyr.

En oppfinner ved navn Thomas produserte det første oksyacetylen-fakkelapparatet i 1903. Denne Thomas var imidlertid ikke Edison, som var opptatt med å finne på alt annet på den tiden, men Wilson. Thomas Wilson brukte en blanding av "rent" oksygen (faktisk 99,5 prosent oksygen, så godt han kunne generere den gangen) for å produsere en flamme med en temperatur som var varm nok til å brenne stål. Den dag i dag er oksyacetylen den eneste gassblandingen med denne evnen, og den kan til og med brukes under vann.

I praksis kommer oksyacetylen i forskjellige blandinger, ikke bare den mest potente. Dette kan justeres av operatøren mens du er på farten, ettersom oksygen og acetylen av åpenbare grunner lagres i annerledes tanker. I den såkalte nøytral innstilling, den vanligste for sveising, er blandingen omtrent like deler oksygen og acetylen. I den såkalte oksiderende innstilling, brukt for kutting, utdata fra O₂ gassen inn i blandingen økes, og i karburering innstilling økes acetylenstrømmen.

Til tross for faren forbundet med å holde disse to gassene tett sammen, og med de uavhengige farene forbundet med lagring av acetylen ( farene som tidligere ble skissert) og oksygen (eksplosivt når de ble utsatt for en flamme), lagring og transport av oksyacetylen sveiseutstyr det er lett. Acetylen er tross alt en liten og lett forbindelse, og farene er godt dokumentert og dermed godt under kontroll i alle profesjonelle omgivelser.

Selve utstyret har to stålsylindere, en for hver gass og begge under trykk. Disse er utstyrt med slanger og reguleringsventiler, og rørene fører til slutt til den delen av enheten du tenker mest på når du tenker på sveising - blåserøret. Flere sikkerhetsinnretninger forhindrer tilbakeslag i førerens retning.