Sudarea oxiacetilenică

Sudarea cu oxiacetilenă ( OFW - O xi F uel gaz W elding în terminologia generică AWS, denumită și OAW - O xy A cetylene W elding ) este un proces de sudare în care energia este furnizată prin arderea acetilenei într-un mediu puternic oxidant mediu. Acest proces, deoarece nu necesită electricitate, a fost printre primele studiate pentru sudare ( 1895 ) și a fost utilizat de la începutul secolului al XX-lea . În sudarea cu oxiacetilenă este aproape întotdeauna necesar ca materialul de umplutură să fie furnizat, de obicei sub formă de tije, topindu-se sub flacără. Având în vedere caracteristicile sale, nu toate materialele pot fi sudate cu această tehnologie. În plus față de sudură, flacăra oxiacetilenică este adesea utilizată și în brazare , în timp ce torța oxiacetilenă poate fi adaptată la oxigenul .

Flacara

Flacără bogată în oxigen

flacără bogată în combustibil

Energia necesară sudării în acest proces este furnizată de o flacără de acetilenă în oxigen pur , flacăra produsă prin arderea a două gaze este împărțită în trei zone:

dart , care este o zonă conică imediat adiacentă ieșirii torței, alb orbitor, în care are loc reacția

C_{2}H_{2}+O_{2}\rightarrow 2CO+H_{2}+444kJ

{\ displaystyle C_ {2} H_ {2} + O_ {2} \ rightarrow 2CO + H_ {2} + 444kJ}

C_2H_2 + O_2 \ rightarrow 2CO + H_2 + 444kJ

Această reacție, așa cum se poate observa în mod clar, dă naștere unor produse gazoase care pot fi oxidați în continuare (CO și _H2). Cea mai înaltă temperatură a flăcării este atinsă la vârful săgeții.

zonă reducătoare , de culoare albăstruie, în care gazele reducătoare produse în săgeți vin în contact cu oxigenul prezent în aer și, completând oxidarea, produc căldură suplimentară. Reacțiile au loc în acest domeniu

2CO+O_{2}\rightarrow 2CO_{2}+573kJ

{\ displaystyle 2CO + O_ {2} \ rightarrow 2CO_ {2} + 573kJ}

2CO + O_2 \ rightarrow 2CO_2 + 573kJ

H_{2}+{1 \over 2}O_{2}\rightarrow H_{2}O+243kJ

{\ displaystyle H_ {2} + {1 \ over 2} O_ {2} \ rightarrow H_ {2} O + 243kJ}

H_2 + {1 \ over2} O_2 \ rightarrow H_2O + 243 kJ

pană , zona cea mai exterioară a flăcării constând din produse de ardere, azot și oxigen atmosferic mai mare decât cea necesară pentru reacțiile din zona reducătoare. Panoul este mai luminos decât zona reducătoare, atâta timp cât gazele rămân la o temperatură suficient de ridicată. Din punct de vedere chimic, este oxidant, dată fiind prezența oxigenului atmosferic.

Flacăra obținută prin arderea acetilenei în oxigen pur are cea mai ridicată temperatură a flăcării dintre cele cunoscute (3000-3100 ° C), de exemplu, arderea hidrogenului cu oxigen dă o temperatură a flăcării de aproximativ 2500 ° C. Punct de vedere chimic, flacăra oxiacetilenică, producând numai CO și _H2 în combustia primară, are caracteristici de reducere, astfel că este flacăra în sine , care protejează metalul de baza de oxidare.

Caracteristicile acetilenei

Același subiect în detaliu: acetilena .

Acetilena (C ₂ H ₂ ) este o hidrocarbură nesaturată care conține 92,3% din greutate carbon (prin urmare, din toate hidrocarburile, este cea care conține cel mai mare procent din greutate de carbon), sintetizată pentru prima dată în 1836 prin reacția dintre H și carbură de potasiu . Limita inferioară de inflamabilitate (la presiunea atmosferică) a acetilenei cu oxigen este mai mică de 3%, în timp ce limita superioară este de 90% (adică acetilena arde la presiunea atmosferică în oxigen în concentrații cuprinse între 3 și 90% în volum), aceste valori Tind să se lărgească pe măsură ce crește presiunea. Viteza de propagare a flăcării are maximum 22 m / s (10,9% acetilenă), ceea ce înseamnă că reacția cu oxigenul poate provoca explozii . Din acest motiv, având în vedere că acetilena este corozivă față de metale, deoarece formează acetilide , acetilena se păstrează dizolvată în acetonă . Acetona în care se dizolvă acetilena trebuie să fie lipsită de impurități, în special apă , care scade semnificativ solubilitatea acetilenei în acetonă. Pentru a facilita stabilitatea soluției de acetilenă în acetonă, cilindrii sunt umpluți cu material poros în care acetonă este absorbită.

Având în vedere dificultățile de gestionare a acetilenei în butelii, în prima jumătate a secolului al XX-lea, adică înainte ca sudarea cu oxiacetilenă să fie înlocuită cu sudarea cu arc , au fost utilizate generatoare de gaz pentru producerea de acetilenă. Reacția chimică utilizată la generatoarele de gaz pentru producție a fost cea dintre apă și carbură de calciu

CaC_{2}+2H_{2}O\rightarrow C_{2}H_{2}+Ca(OH)_{2}

{\ displaystyle CaC_ {2} + 2H_ {2} O \ rightarrow C_ {2} H_ {2} + Ca (OH) _ {2}}

CaC_2 + 2H_2O \ rightarrow C_2H_2 + Ca (OH) _2

Torța oxiacetilenică

Acetilena este adusă în contact cu oxigenul, pentru a genera flacăra, prin torță , care amestecă cele două gaze în cantități adecvate pentru a avea o flacără cu caracteristicile necesare sudării (temperatură ridicată și mediu reducător). Puterea torței este definită ca fluxul de acetilenă (l / h) care poate fi livrat chiar de către torță. Torțele pot varia puterea fie schimbând capul (adică partea în care are loc amestecarea gazului și în care se află orificiul de ieșire), fie cu un ejector variabil și schimbând doar vârful (adică orificiul de ieșire al gazelor mixte) .

Torțele pot fi la presiune scăzută (adică cu presiunea de oxigen mai mare decât cea a acetilenei), în acest caz oxigenul (la o presiune de 1-3 bar) este accelerat într-un ejector și ulterior amestecat cu acetilenă, care este la atmosferă presiune. În acest fel există o amestecare mai mare decât cea teoretică, cu un consum mai mare de oxigen. În torțele de înaltă presiune, oxigenul și acetilena sunt la aceeași presiune (0,5-0,75 bari), deci ejectorul nu este necesar pentru amestecarea care are loc între gaze la aceeași presiune. Dezavantajul prezent în mod natural cu aceste torțe este necesitatea de a menține acetilena la o presiune relativ ridicată.

Sudorul, în timpul operațiilor de sudare, trebuie să regleze flacăra în așa fel încât să rămână mereu neutru sau reducător. Evident, sudarea în exces de oxigen duce la defecte de sudură, cum ar fi incluziuni de oxid sau lipici.

Utilizarea sudării cu oxiacetilenă

În primele decenii ale secolului al XX-lea, procesul de sudare cu oxiacetilenă a fost cel mai răspândit în lume, urmând a fi înlocuit treptat, începând din deceniul al patrulea al secolului respectiv, prin sudarea cu arc. În prezent , echipamentul de sudare oxiacetilenica se păstrează în atelierele pe care le folosesc , de asemenea , în alte scopuri ( flateaza sau oxi-taiere ). Sudarea cu oxiacetilenă poate fi utilă pentru reparații în medii în care nu este posibilă alimentarea cu energie electrică (de exemplu din motive de siguranță).

Materialele care pot fi sudate cu acest tip de proces sunt:

oțeluri cu carbon sau slab aliate
fontă maleabilă (cu precauții speciale)
Oțeluri inoxidabile Cr-Ni și oțeluri Cr (folosind un flux pentru a evita pasivarea suprafeței)
aluminiu și aliajele sale, cu toate acestea este necesar un flux și o abilitate considerabilă a sudorului
cupru , pentru care sunt necesare precauții speciale pentru răcire

Defecte tipice ale acestui tip de sudură

Defectele tipice ale acestui tip de sudură pot fi lipsa pătrunderii sau lipirii , datorită utilizării lanternei cu aport de căldură insuficient pentru a aduce materialul la fuziune completă pe fund (lipsă de pătrundere) sau pe laturi, odată cu formarea de oxizi, (lipire) a cusăturii de sudură. În timp ce lipsa de penetrare este ușor de detectat cu o examinare vizuală, lipirea poate fi evidențiată doar cu verificări volumetrice . Mai rar este posibil să se găsească incluziuni de oxizi sau chiar denaturarea metalului (adică o modificare chimică a metalului de bază de către flacără) în principal datorită unei reglări a flăcării care duce la o flacără oxidantă.

Defectele de execuție, comune și altor tipuri de sudură, sunt profilurile greșite ale talonului ( grosime excesivă , lipsă de grosime , incizii marginale ), aceste defecte provin în general de la o viteză incorectă de sudare. Grosimea în exces provine dintr-o mișcare prea lentă a lanternei, în timp ce lipsa grosimii provine, în general, dintr-o mișcare excesiv de rapidă. Inciziile marginale pot proveni, de asemenea, dintr-o poziție incorectă a torței (canelură numai pe o parte) sau din puterea excesivă a torței (caneluri pe ambele părți).

Bibliografie

Sudare - Proceduri tradiționale - Publicație a Institutului Italian de Sudare (IIS), ediția a II-a reeditare actualizată, 1982 Genova
( EN ) Welding Handbook - Vol 2 Cap. 11 Oxyfuel gaz de sudură - ediția a IX-a (2004), editor Annette O'Brien, Pregătit sub îndrumarea Welding Handbook Committee for American Welding Society (AWS)

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre sudarea cu oxiacetilenă

linkuri externe

SUDARE CU GAZ (OXIACETILEN) , pe campanologia.it .

Controlul autorității	Thesaurus BNCF 50519 · LCCN (EN) sh85096323 · GND (DE) 4146576-3 · BNF (FR) cb119820271 (data) · NDL (EN, JA) 00.562.276

Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie