Spawanie gazowe tlenowo-paliwowe to jeden proces spawania, w którym elementy są trwale połączone ze sobą. Tutaj ciepło jest dostarczane przez spalanie odpowiedniego gazowego paliwa węglowego z tlenem. Potencjalne paliwo spawanie gazem tlenowo-paliwowym obejmuje acetylen, propylen, Propan, Gaz MAPP (metyloacetylen-propadien propan) i gaz ziemny; jednak acetylen (C2H2) jest często stosowany, ponieważ oferuje maksymalną temperaturę płomienia. Zarówno paliwo, jak i tlen są przechowywane oddzielnie w butlach, które są mieszane w palniku przed dostarczeniem mieszaniny przez dyszę. Mieszanina ta jest następnie zapalana w celu wytworzenia płomienia. Egzotermiczna reakcja spalania acetylenu i tlenu wytwarza ciepło. Ciepło to jest wykorzystywane do stopienia odpychających się powierzchni płyt bazowych i metalu wypełniającego w celu utworzenia zgrubienia spoiny. Stała objętość (lub masa) tlenu jest zawsze pożądana do całkowitego spalania na jednostkę objętości (lub masy) określonego paliwa. Wymaganą objętość / masę tlenu dla danego paliwa można teoretycznie uzyskać za pomocą analizy stechiometrycznej. W przypadku spalania acetylenu w tlen stechiometryczny stosunek tlenu do paliwa wynosi 13,26 : 1 (w przeliczeniu na masę) lub 11,92: 1 (w przeliczeniu na objętość). Wskazuje, że do całkowitego spalania 1 kg acetylenu potrzeba 13,26 kg tlenu. Alternatywnie do całkowitego spalania 1 m3 acetylenu potrzeba 11,92 m3 tlenu.
w spawaniu tlenowo-acetylenowym, jeśli mieszanina tlenu i acetylenu jest stechiometryczna, otrzymany płomień jest płomieniem neutralnym. Tutaj cały acetylen i tlen dostarczany przez dyszę reagują ze sobą, tworząc dwutlenek węgla i parę wodną, a po spalaniu nie pozostaje acetylen ani tlen. Podobnie, jeśli dostarczono więcej acetylenu niż jest to wymagane stechiometrycznie, pewna ilość acetylenu pozostanie w postaci pozostałości. Powstały płomień jest znany jako płomień nawęglający lub płomień redukujący. Ponieważ acetylen jest pierwiastkiem węglowym, nadmiar acetylenu może reagować z pierwiastkami tlenowymi obecnymi w stopionym zgrubieniu spoiny. Może to spowodować twarde i kruche zgrubienie spoiny. Z drugiej strony, jeśli dostarczono więcej tlenu niż jest to wymagane stechiometrycznie, to pewna ilość tlenu pozostanie w lewo nawet po całkowitym spalaniu całego acetylenu. Powstały płomień nazywany jest płomieniem utleniającym,ponieważ nadmiar tlenu może dodatkowo utleniać elementy stopionego zgrubienia. Typowy wygląd trzech rodzajów płomienia pokazany jest powyżej. Różne podobieństwa i różnice między nawęglaniem lub zmniejszaniem płomienia i płomieniem utleniającym podano poniżej w formacie tabeli.
- bez względu na rodzaj płomienia niezbędne jest zaopatrzenie w gazowe paliwo węglowe i tlen. Na podstawie względnego natężenia przepływu paliwa i tlenu zmienia się Typ płomienia.
- spalanie paliwa i tlenu odbywa się w obu rodzajach płomienia. Chociaż kompletność spalania jest różna dla różnych rodzajów płomienia.
- wewnętrzny białawy stożek tworzy się tuż przy wyjściu dyszy, niezależnie od rodzaju płomienia. Jednak Rozmiar, temperatura i intensywność ciepła w tym wewnętrznym stożku różnią się w zależności od rodzaju płomienia.
- Większość przemysłowych palników do spawania gazowego ma możliwość oddzielnego manipulowania szybkością dostarczania acetylenu i tlenu. W ten sposób płomień redukujący można łatwo przekształcić w płomień neutralny lub utleniający poprzez regulację zaworów nawet podczas spawania lub odwrotnie.
różnice między płomieniem redukującym a płomieniem utleniającym
| nawęglanie lub zmniejszanie płomienia | płomień utleniający |
|---|---|
| płomień nawęglający uzyskuje się, gdy dostarczany jest mniej tlenu niż ten wymagany do całkowitego spalania stechiometrycznego. | płomień utleniający uzyskuje się, gdy dostarczany jest nadmiar tlenu niż wymagany do całkowitego spalania stechiometrycznego. |
| niepełne spalanie paliw gazowych (takich jak acetylen, propylen, propan, gaz ziemny itp.) odbywa się w płomieniu. | całkowite spalanie paliwa gazowego następuje w płomieniu. Nawet po wypaleniu całego paliwa tlen pozostaje w nadmiarze. |
| nawęglający płomień składa się z trzech różnych warstw (i) wewnętrznego białego stożka, (ii) pośredniego czerwonawego płomienia i (iii) zewnętrznego niebieskawego płomienia. | płomień utleniający zazwyczaj składa się z dwóch warstw (i) wewnętrznego białego stożka i (ii) zewnętrznego niebieskawego płomienia. |
| z powodu niedoboru tlenu pierwszy etap reakcji spalania (Acetylen z tlenkiem węgla) występuje na szerszym obszarze. Powoduje to stosunkowo większy stożek wewnętrzny. | z powodu nadmiaru tlenu, pierwszy etap reakcji spalania zachodzi szybko na małym obszarze. Powoduje to mniejszy wewnętrzny stożek. |
| ze względu na większe rozmiary średnia temperatura na wewnętrznym stożku jest stosunkowo mniejsza (około 2900°c). Natężenie ciepła jest również stosunkowo mniejsze w wewnętrznym stożku. | ze względu na mniejszy rozmiar, intensywność ciepła i temperatura są bardziej na wewnętrznym stożku. Wewnętrzna temperatura stożka może wynosić nawet 3300°C. |
| płomień nawęglający może (i) indukować atomy węgla w zgrubieniu spoiny lub (ii) wyjąć atomy tlenu z zgrubienia spoiny. | płomień utleniający może (i) rozproszyć atomy tlenu w stopce spoiny lub (ii) usunąć atomy węgla z stopki spoiny. |
| zgrubienie spoiny utworzone z płomieniem nawęglającym może być nieco twarde i kruche niż odpowiednie komponenty macierzyste. | stopka spoiny utworzona z płomieniem nawęglającym może być stosunkowo bardziej miękka i ciągliwa niż odpowiednie komponenty macierzyste. |
| spawanie gazowe tym płomieniem jest mniej hałaśliwe. | spawanie gazowe tym płomieniem może być stosunkowo głośniejsze. |
| płomień nawęglający może być stosowany, gdy składniki są bogate w węgiel lub wolne od tlenu. Płomień ten jest powszechnie stosowany podczas łączenia stali wysokowęglowej, żeliwa, stali szybkotnącej, miedzi beztlenowej itp. | płomień utleniający jest preferowany do łączenia elementów wykonanych z niskowęglowych stopów żelaza i stopów nieżelaznych. |
