(1)氬氣的性質(zhì)
氬氣是空氣中除氮、氧之外,含量多的一種稀有氣體,其體積分?jǐn)?shù)約0.935%。氬氣無色無味,在0℃和1atm(101325Pa)下,密度是1.78g/L,約為空氣的1.25倍。氬氣的沸點(diǎn)為-186℃,介于氧氣(-183℃)和氮?dú)猓?196℃)的沸點(diǎn)之間。分餾液態(tài)空氣制取氧氣時,可同時制取氬氣。
氬氣是一種惰性氣體,焊接時既不與金屬起化學(xué)反應(yīng),也不溶解于液態(tài)金屬中,因此可以避免焊縫中金屬元素的燒損和由此帶來的其他焊接缺陷,使焊接冶金反應(yīng)變得簡單并容易控制,為獲得高質(zhì)量的焊縫提供了有利條件。
Ar、He、H2、N2的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系見圖4。由此可見,氬氣的熱導(dǎo)率小,又屬于單原子氣體,高溫時不會因分解而吸收熱量,所以在氬氣中燃燒的電弧熱量損失較小。氬氣的密度較大,在保護(hù)時不易漂浮散失,保護(hù)效果良好。焊絲金屬很容易呈穩(wěn)定的軸向射流過渡,飛濺極小。
(2)氬氣的存儲
氬氣可在低于-184℃下以液態(tài)形式儲存和運(yùn)輸,但焊接時多使用鋼瓶裝的氬氣,氬氣鋼瓶規(guī)定漆成銀灰色,上寫綠
色(氬)字。目前我國常用氬氣鋼瓶的容積為33L、40L、44L,在20℃以下,滿瓶裝氬氣壓力為15MPa。氬氣鋼瓶在使用中嚴(yán)禁敲擊、碰撞;瓶閥凍結(jié)時,不得用火烘烤;不得用電磁超重搬運(yùn)機(jī)搬運(yùn)氬氣鋼瓶;夏季要防日光暴曬;瓶內(nèi)氣體不能用盡;氬氣鋼瓶一般應(yīng)直立放置。
(1)氦氣的性質(zhì)
氦氣也是一種無色、無味的惰性氣體,與氬氣一樣也不知其他元素組成化合物,不易溶于其他金屬,是一種單原子氣體,沸點(diǎn)為-269℃。氦氣的電離電位較高,焊接時引弧困難。與氬氣相比它的熱導(dǎo)率較大,在相同的焊接電流和電弧強(qiáng)度下電壓高,電弧溫度高,因此母材輸入熱量大,焊接速度快,弧柱細(xì)而集中,焊縫有較大的熔透率。這是利用氦氣進(jìn)行電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn),但電弧相對穩(wěn)定性稍差于氬弧焊。
氦氣的原子質(zhì)量輕,密度小,要有效地保護(hù)焊接區(qū)域,其流量要比氬氣大得多。由于價(jià)格昂貴,只在某些具有特殊要求的場合下應(yīng)用,如核反應(yīng)堆的冷卻棒、大厚度的鋁合金等關(guān)鍵零部件的焊接。
由于氦氣電弧不穩(wěn)定,陰極清理作用也不明顯,鎢極氦弧焊一般采用直流正接,即使對于鋁、鎂及其合金的焊接也不采用交流電源。氦弧發(fā)熱量大且集中,電弧穿透力強(qiáng),在電弧很短時,正接也有一定的去除氧化膜效果。直流正接氦弧焊接鋁合金時,單道焊接厚度可達(dá)12mm,正反面焊可達(dá)20mm。與交流氬弧焊相比,熔深大、焊道窄、變形小、軟化區(qū)小、金屬不易過燒。對于熱處理強(qiáng)化鋁合金,其接頭的常溫及低溫力學(xué)性能均優(yōu)于交流氬弧焊。
(1)氧氣的性質(zhì)
氧氣在常溫常壓下是一種無色、無臭、無味、無毒的氣體。在0℃和1atm(101325Pa)下氧氣密度為1.43kg/m3,比空氣大。氧的液化溫度為-182.96℃,液態(tài)氧呈淺藍(lán)色。常溫時,氧則以化合物和游離態(tài)大量存在于空氣和水中。
氧氣本身并不能燃燒,但它是一種化學(xué)性質(zhì)極為活潑的助燃?xì)怏w,能與很多元素化合,生成氧化物。通常情況下把激烈的氧化反應(yīng)稱為燃燒。氣焊和切割正是利用可燃?xì)怏w和氧燃燒所放出的熱量作為熱源的。
(2)氧氣的制取
制取氧氣的方法很多,如化學(xué)法、電解水法及液化空氣法等。但在工業(yè)上大量制取氧氣時,都采用液化空氣法。就是將空氣壓縮,并且冷卻到-196℃以下,使空氣變成液體,然后再升高溫度,當(dāng)液體空氣的溫度上升到-196℃時,空氣中的氮則蒸發(fā)變成氣體,但溫度繼續(xù)升高到-183℃時,氧開始?xì)饣T儆脡嚎s機(jī)將氣體氧壓縮到120~150atm,裝入專用的氧氣瓶中,以便使用和儲存。
(3)氧氣的存儲
氧氣的存儲和運(yùn)輸一般都將氧氣裝在專用的氧氣瓶中,并且氧氣瓶外部應(yīng)涂上天藍(lán)色油漆,用黑色油漆寫上“氧氣”兩字以作標(biāo)志。氧氣瓶應(yīng)在使用過程中每隔3~5年應(yīng)在充氣工廠進(jìn)行檢驗(yàn),即檢查氣瓶的容積、質(zhì)量,查看氣瓶的腐蝕和破裂程度