La saldatura a gas ossicombustibile è un processo di saldatura a fusione in cui i componenti sono permanentemente uniti. Qui il calore viene fornito bruciando un combustibile gassoso carbonioso adatto con ossigeno. La saldatura a gas ossi-combustibile potenziale incudes acetilene, propilene, propano, MAPP (metilacetilene-propadiene propano) gas e gas naturale; tuttavia, l’acetilene (C2H2) è spesso usato in quanto offre la massima temperatura della fiamma. Sia il carburante che l’ossigeno vengono immagazzinati separatamente in cilindri, e questi vengono miscelati in una torcia prima di erogare la miscela attraverso un ugello. Questa miscela viene quindi accesa per produrre una fiamma. La reazione esotermica di combustione tra l’acetilene e l’ossigeno produce calore. Questo calore viene utilizzato per fondere le superfici faying delle piastre di base e metallo di apporto al fine di formare un cordone di saldatura. Un volume fisso (o massa) di ossigeno è sempre desiderato per la combustione completa di per unità di volume (o massa) di un combustibile specifico. Il volume / massa di ossigeno richiesto per un determinato combustibile può essere teoricamente ottenuto mediante analisi stechiometrica. Per la combustione di acetilene in ossigeno, il rapporto stechiometrico ossigeno-carburante è 13,26 : 1 (basato sulla massa) o 11,92: 1 (basato sul volume). Indica che sono necessari 13,26 kg di ossigeno per la combustione completa di 1 kg di acetilene. In alternativa, sono necessari 11,92 m3 di ossigeno per la combustione completa di 1 m3 di acetilene.
Nella saldatura a gas ossi-acetilene, se la miscela ossigeno-acetilene è stechiometrica, la fiamma risultante è una fiamma neutra. Qui, l’intero acetilene e l’ossigeno forniti attraverso l’ugello reagiscono tra loro per produrre anidride carbonica e vapore acqueo, e nessun acetilene o ossigeno rimane residuo dopo la combustione. Allo stesso modo, se viene fornito più acetilene di quello richiesto stechiometricamente, allora una certa quantità di acetilene rimarrà come residuo. La fiamma risultante è nota come fiamma di carburazione o fiamma riducente. Poiché l’acetilene è un elemento carbonioso, l’acetilene in eccesso può reagire con gli elementi di ossigeno presenti all’interno del cordone di saldatura fuso. Ciò può provocare un cordone di saldatura duro e fragile. D’altra parte, se viene fornito più ossigeno di quello richiesto stechiometricamente, allora una certa quantità di ossigeno rimarrà a sinistra anche dopo la completa combustione dell’intero acetilene. La fiamma risultante è chiamata fiamma ossidante, poiché l’ossigeno in eccesso può ossidare ulteriormente gli elementi del cordone di saldatura fuso. L’aspetto tipico di tre tipi di fiamma è mostrato sopra. Varie somiglianze e differenze tra carburazione o fiamma riducente e fiamma ossidante sono riportate di seguito in formato tabella.
- Indipendentemente dal tipo di fiamma, la fornitura di combustibile gassoso carbonioso e ossigeno è indispensabile. In base alla portata relativa di carburante e ossigeno, il tipo di fiamma cambia.
- La combustione tra carburante e ossigeno avviene in entrambi i tipi di fiamma. Anche se la completezza della combustione varia per i diversi tipi di fiamma.
- Un cono biancastro interno si forma proprio all’uscita dell’ugello indipendentemente dal tipo di fiamma. Tuttavia, la dimensione, la temperatura e l’intensità del calore in questo cono interno variano in base al tipo di fiamma.
- La maggior parte delle torce di saldatura a gas industriali hanno la disposizione di manipolare separatamente il tasso di fornitura di acetilene e ossigeno. Pertanto, una fiamma riducente può essere facilmente convertita in fiamma neutra o ossidante regolando le valvole anche durante la saldatura, o viceversa.
Differenze tra fiamma riducente e ossidante fiamma
| Cementazione o Ridurre la Fiamma | Ossidanti Fiamma |
|---|---|
| Cementazione fiamma si ottiene quando meno ossigeno che è necessario per stoichiometrically combustione completa è fornita. | La fiamma ossidante si ottiene quando viene fornito ossigeno in eccesso rispetto a quello necessario per la combustione stechiometricamente completa. |
| Combustione incompleta di combustibile gassoso (come acetilene, propilene, propano, gas naturale, ecc.) si svolge all’interno della fiamma. | La combustione completa del combustibile gassoso avviene all’interno della fiamma. Anche dopo che l’intero carburante brucia, l’ossigeno rimane in eccesso. |
| Una fiamma di carburazione consiste di tre strati distinti (i) cono bianco interno, (ii) piuma di fiamma rossastra intermedia e (iii) fiamma bluastra esterna. | Una fiamma ossidante consiste tipicamente di due strati (i) cono bianco interno e (ii) fiamma bluastra esterna. |
| A causa della scarsità di ossigeno, il primo stadio della reazione di combustione (acetilene a monossido di carbonio) si verifica per un’area più ampia. Ciò si traduce in un cono interno relativamente più grande. | A causa dell’eccesso di ossigeno, il primo stadio della reazione di combustione avviene rapidamente all’interno di una piccola area. Ciò si traduce in un cono interno più piccolo. |
| A causa delle dimensioni maggiori, la temperatura media del cono interno è relativamente inferiore (circa 2900°C). L’intensità del calore è anche relativamente inferiore al cono interno. | A causa delle dimensioni più piccole, l’intensità del calore e la temperatura sono più al cono interno. La temperatura interna del cono può arrivare fino a 3300°C. |
| La fiamma di carburazione può (i) indurre atomi di carbonio nel cordone di saldatura o (ii) estrarre atomi di ossigeno dal cordone di saldatura. | La fiamma ossidante può (i) diffondere gli atomi di ossigeno nel cordone di saldatura o (ii) estrarre gli atomi di carbonio dal cordone di saldatura. |
| Il cordone di saldatura formato con la fiamma di carburazione può essere un po ‘ duro e fragile rispetto ai corrispondenti componenti principali. | Il cordone di saldatura formato con la fiamma di carburazione può essere relativamente più morbido e duttile rispetto ai corrispondenti componenti principali. |
| La saldatura a gas con questa fiamma è meno rumorosa. | La saldatura a gas con questa fiamma può essere relativamente più rumorosa. |
| La fiamma di carburazione può essere utilizzata quando i componenti sono ricchi di carbonio o privi di ossigeno. Questa fiamma è comunemente usata mentre unisce acciaio ad alto tenore di carbonio, ghisa, acciaio ad alta velocità, rame privo di ossigeno, ecc. | La fiamma ossidante è preferita per unire componenti in leghe ferrose a basso tenore di carbonio e leghe non ferrose. |
