Технологические газы

При сварке сталей в среде защитных газов применяют инертные и активные газы и их смеси. Основным защитным газом для полуавтоматической и автоматической сварки плавящимся электродом является углекислый газ.

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050—85. Он бывает сварочный, пищевой и технический.

Сварочный углекислый газ 1-го сорта содержит не менее 99,5 % двуокиси углерода и около 0,178 г/м³ водяных паров при нормальных условиях (давление 760 мм рт. ст. и температура 20 °С).

Сварочный углекислый газ 2-го сорта содержит около 99 % двуокиси углерода и не более 0,515 г/м³ водяных паров.

Пищевой углекислый газ содержит 98,5 % двуокиси углерода и около 0,1 % воды в баллоне по массе.

Технический углекислый газ содержит не менее 98 % двуокиси углерода, до 0,05 % окиси углерода и не более 0,1 % воды в баллоне по массе.

Получают углекислый газ из кокса, известняка и антрацита путем обжига в специальных печах, из газов брожения в гидролизной промышленности и из дымовых газов котельных установок.

При охлаждении под давлением углекислый газ превращается в бесцветную жидкость, а при охлаждении без давления — в твердое тело.

Жидкую углекислоту заливают в стандартные баллоны объемом 40 литров на 60—80 % объема (до 25 кг). Давление углекислоты в баллоне может составить 6—7,5 МПа (60—75 кг/см²). При испарении 25 кг жидкой углекислоты образуется 12,6 м³ газообразной, т. е. из одного килограмма жидкой углекислоты образуется около 0,505 м³ газа.

Для хранения и транспортировки больших объемов технологических газов, в том числе и углекислоты, применяют специальные изотермические цистерны и сосуды.

Углекислый газ для сварки можно получать не только из жидкой углекислоты, но и из сухого льда. Основным преимуществом использования сухого льда для сварки является высокая чистота углекислого газа и удобство транспортировки. Брикеты сухого льда к потребителю доставляются в контейнерах. Газификация его производится в герметичных сосудах — газификаторах, обогреваемых электронагревателями или теплой водой.

Аргон для сварки поставляется по ГОСТ 10157—79. Это инертный газ. По чистоте он делится на три сорта. Аргон высшего сорта (99,99 % аргона) предназначен для сварки особо активных металлов и сплавов типа титана, циркония, ниобия.

Аргон 1-го сорта (99,98 % аргона) используется для сварки алюминия, магния, их сплавов и других активных металлов.

Аргон 2-го сорта (99,95 % аргона) применяют для сварки высоколегированных сталей и сплавов.

Для промышленных целей аргон получают в качестве побочного продукта при производстве кислорода и азота из воздуха.

Кислород — бесцветный газ, без вкуса и запаха. При температуре минус 118,8°С и давлении 5,1 МПа (51,35 кг/см²) кислород сжижается, а при температуре минус 182,96 °С и атмосферном давлении он может превращаться в жидкость.

Масса одного литра жидкого кислорода при атмосферном давлении составляет 1,14 кг. Нормальная плотность кислорода в нормальных условиях равняется 1,33 кг/ма.

Для газоплазменной обработки металлов применяют технический кислород по ГОСТ 5583—78 трех сортов: 1-й сорт с чистотой не ниже 99,7 %, 2-й сорт с чистотой не ниже 99,5 % и 3-й сорт с чистотой 99,2 %.

Кислород получают химическим методом, методом электролиза воды и разделением атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения.

Химические способы основаны на свойстве ряда химических соединений в определенных условиях выделять кислород. Эти способы малопроизводительные, требуют применения дефицитных химикатов, дают слишком дорогой кислород.

В качестве горючих газов при сварке и термической резке используется ацетилен, пропан-бутан, природный газ, пары бензина или керосина.

Источником тепла служит пламя от сгорания смеси горючих газов с кислородом.

Наибольшую температуру пламени при сгорании в кислороде (около 3100 С) создает ацетилен (см. рис. 2, а).