Инертные защитные газы

Таблица 5.3

Карбид кальция

Области предпочтительного применения горючих газов

Таблица 5.2

Виды газопламенной обработки и обрабатываемые материалы	Ацетилен	Водород	Метан	Природный газ	Пропан	Бутан	Смесь пропана с бутаном	Коксовый газ	Нефтяной газ	Бензин	Керосин
Сварка тонколистовой стали, чугуна, меди, алюминия и их сплавов	+				+		+
Сварка свинца, стекла		+						+	+
Пайка с газопламенным нагревом	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Поверхностная закалка	+				+		+	+	+	+	+
Напыление легкоплавких материалов			+	+	+		+
Нагрев при правке, гибке	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

Карбид кальция - это твердое вещество темно-серого или коричневого цвета (в зависимости от наличия и количества примесей) плотностью 2,26... 2,4 г/см³. Карбид кальция получают в электрических печах сплавлением извести и кокса по следующей реакции:

СаО + ЗС = СаС₂ + СО.

В Институте электросварки им. Е.О. Патона разработан способ электрошлаковой выплавки карбида кальция, который удешевляет процесс и улучшает чистоту получаемого продукта.

В техническом карбиде кальция содержится до 90 % чистого карбида, остальное - известь и другие примеси. Остывший карбид кальция дробят и сортируют на куски размерами 2 - 8, 8 - 15, 15 - 25 и 25 - 80 мм. Частиц размером менее 2 мм (пыли) в техническом карбиде должно быть не более 3%. Чем крупнее куски, тем больше выход ацетилена. В среднем из 1 кг СаС₂ получают 250...280 дм³ ацетилена (таблица 5.3).

Нормы выхода ацетилена в зависимости от размеров кусков карбида кальция (по ГОСТ 1460-76)

Размеры кусков карбида кальция, мм	Норма выхода ацетилена, дм3/час
1-й сорт	2-й сорт
2 – 8 8 – 15 15 – 25 25 – 80 смешанные размеры

Потребителям карбид кальция доставляют в герметичных барабанах из кровельного железа или в бидонах вместимостью 80... 120 кг. При хранении карбид кальция надо оберегать от влаги, которую он активно поглощает из воздуха, образуя ацетилен.

Чем меньше размеры кусков карбида кальция, тем быстрее происходит его разложение. Карбидная пыль, смоченная водой, разлагается почти мгновенно, поэтому ее нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция, так как это может вызвать вспышку и даже взрыв ацетилена в генераторе. Для разложения карбидной пыли применяют генераторы специальной конструкции. Применяют также «сухой» способ разложения карбида кальция. Поэтому способу на 1 кг мелко раздробленного карбида кальция в генератор подают от 1 до 1,2 дм³ воды. Часть этой воды идет на реакцию разложения, а остаток ее испаряется, на что расходуется, основное количество тепла, выделяющегося при разложении карбида кальция. В результате этого процесса гашеная известь получается в виде сухой пушонки, удаление и транспортировка которой обходятся дешевле.

Химически инертные газы не взаимодействуют с нагретым и жидким металлом и практически не растворяются в сварочной ванне. Поэтому одним из широко распространенных способов сварки является сварка в атмосфере инертных газов. Защиту сварочной ванны можно осуществить либо струей защитного газа, либо сваркой в специальных камерах.

К химически инертным газам, используемым при сварке, относятся аргон и гелий. Аргон в основном получают из воздуха методом ректификации в разделительных колонках, т.к. объемное содержание аргона в воздухе 0,9325%. Гелий добывается из природных газов посредством их сжижения после предварительной очистки от примесей.

Аргон - газообразный чистый поставляется по ГОСТ 10157-79 двух сортов:

- высший сорт - содержание аргона не менее 99,993%;

- первый сорт – содержание аргона не менее 99,987%.

В чистом аргоне в качестве примесей остаются небольшие количества азота, кислорода и влаги.

Аргон высшего сорта предназначен для сварки химически активных металлов и сплавов на их основе (Ti, Zr, ниобий и т.п.). Аргон первого сорта применяется при сварке неплавящимся электродом алюминия и магния, а также нержавеющих сталей.

Гелий газообразный чистый поставляется по техническим условиям ТУ 51-689-79 двух сортов:

- гелий особой частоты - содержание гелия не менее 99,995 %;

- гелий высокой частоты - гелий не менее 99,985%.

В составе гелия в качестве примесей находится в небольшом количестве CO₂, CO, CH₄ и другие углеводороды.

При применении гелия в качестве защитного газа проплавляющая способность дуги резко увеличивается. Поэтому целесообразно применять гелий там, где необходима меньшая ширина и большая глубина проплавляемого шва.

Аргон и гелий хранятся и транспортируются в газообразном виде в стальных баллонах (водяной емкостью 40 л) под давлением 15 МПа. Баллоны для аргона окрашены в серый цвет, надпись зеленого цвета ("Аргон чистый"). Баллоны для гелия - цвет коричневый, надпись белого цвета (Гелий"). Часть верхней сферы баллона не окрашивается и на ней выбивают паспортные данные баллона.