2015-06-30
1507
Все сварочные процессы протекают при быстром изменении температуры свариваемого или разрезаемого металла от температуры окружающего воздуха до температуры испарения металла. В этом диапазоне температур происходят разнообразные физические и химические процессы.
Процесс образования сварочных аэрозолей
Дуговые сварочные процессы по сути протекают в реакторах открытого типа (рис. 1) [1], где под воздействием высоких температур и инфракрасного излучения интенсивно испаряются компоненты покрытий, флюсов и металлы, которые, окисляясь и конденсируясь за пределами сварочной дуги, образуют субмикронные аэродисперсные частицы; происходят термохимические превращения фторидов и кремнефторидов, восстановление углекислого газа либо неполное окисление органических связующих обмазок и пластификаторов с образованием HF и SiF4, СО; окисляется азот (N2 + О2 + hv = 2NO); кислород воздуха превращается в озон (О2 + hv <= О*+О*; О2+ О* < O3) [ 1 ].
Рисунок 1 Образование сварочного аэрозоля
а - принципиальная схема теплообмена
|
|
|
б - радиальное изменение температуры
При выполнении работ, связанных с использованием карбида кальция, как правило, загрязненного фосфидом кальция, образуется фосфин (РН3). В случае сварки (резки) покрытых консервантами, краской либо (и) загрязнениями технологического происхождения деталей, узлов, конструкций, материалов в газовую фазу могут выделяться хлористый водород (НСl), хлор (Сl2), фосген (СОСl2), четыреххлористый углерод (ССl4), трихлорэтилен (СССl2=СНССl), сернистый и серный ангидриды (SSO2, SO3), сероводород (H2SS), фосфор (Р4), фосфорный ангидрид (Р2О5), фоосфин (РНН3) и другие токсичные соединения.
При сварке, как правило, расплавляются не чистые металлы, а сплавы сложного состава. В этих случаях образуется смесь паров компонентов сплава, причем элементы с более низкой теплотой испарения составляют относительно большую часть паров (имеют большее давление).
Неоднородность фазового состава частиц СА связана с тем, что высокотемпературный пар имеет сложный состав и отдельные его составляющие конденсируются при различных температурах (табл. 1).
Таблица 1 Давление насыщенных паров
