Tehnologiile moderne au încercat recent să utilizeze combustibili ecologici care nu dăunează grav mediului, această cerință se aplică și lucrărilor de sudare. La urma urmei, este important ca procesul de lucru să fie nu numai eficient, ci și sigur.
O alternativă excelentă la flacăra de acetilenă este flacăra de hidrogen care utilizează oxigen. Sudarea cu hidrogen este o metodă excelentă de sudare diferite metale, creează o conexiune puternică și nu se eliberează vapori nocivi în timpul acesteia. Dar totuși, înainte de a-l folosi, nu trebuie să uitați de caracteristicile importante.
Caracteristicile sudării cu hidrogen
Sudarea cu hidrogen este o tehnologie inofensivă deoarece în timpul arderii arcului este utilizată o singură componentă chimică - hidrogenul, sau mai degrabă vaporii de apă. Dar acest avantaj are mai multe calități negative. De exemplu, partea superioară a piesei de prelucrat poate fi acoperită cu un strat de zgură. Sudul poate fi, de asemenea, prea subțire.
Pentru a consolida conexiunea, se folosesc compuși organici care leagă oxigenul. Cele mai populare sunt toluenul, benzina sau benzenul. Acestea vor fi necesare în cantități mici, din acest motiv sudarea cu hidrogen va fi mult mai ieftină decât alte lucrări cu flacără de gaz.
La sudare, arcul arde într-o atmosferă de hidrogen între doi electrozi de tungsten neconsumabil. Datorită faptului că în timpul zilei flacăra unei substanțe inflamabile nu este vizibilă, se folosesc adesea senzori speciali de hidrogen. Buteliile mari și grele de gaz nu trebuie folosite deoarece pot avea efecte nocive asupra sănătății și pot fi periculoase pentru viața umană.
Acest factor a fost cel care i-a forțat pe mulți specialiști să găsească cel mai mult solutie optima- au început să folosească dispozitive speciale care sunt umplute cu apă. Când este expus la electricitate, lichidul se descompune în hidrogen și oxigen. Electrolizoarele au devenit cele mai potrivite.
Aceasta este o mașină de sudat cu hidrogen în care apa se împarte în două componente, iar cantitatea acestora are proporții optime. După trecerea distilatului printr-un curent electric, are loc un proces de disociere.
Dispozitivele care erau folosite anterior aveau dimensiuni enorme. Dispozitivele care puteau suda foi de metal cu o grosime de 6 mm cântăreau aproximativ 300 de kilograme. Acest lucru a cauzat multe neplăceri, așa că mai târziu au creat structuri mobile care au făcut mult mai ușor de realizat lucrari de sudare.
Calități pozitive ale sudării cu hidrogen
Sudarea pe bază de hidrogen de tip „do-it-yourself” are multe calități pozitive despre care ar trebui să le cunoască orice sudor începător. Cele mai importante includ:
- La efectuarea acestuia, nu este necesară reîncărcarea frecventă a aparatului de sudură, aceasta economisind mult timp;
- Intră rapid în modul de lucru. Acest proces poate dura maximum 5 minute în funcție de debitul de gaz și de condițiile atmosferice;
- Are putere sporită cu echipamente de dimensiuni reduse;
- Are o frecvență ecologică. Spre deosebire de acetilenă, sudarea pe gaz cu hidrogen nu emite vapori de azot, care au un efect toxic asupra sănătății;
- Mașina de sudură, care este utilizată în procesul de sudare cu hidrogen, are o siguranță ridicată la foc;
- Designul instalației este cât se poate de bine gândit evită incendiile și exploziile;
- Folosind sudarea cu hidrogen, puteți prelucra și suda diferite tipuri de materiale - diverse metale neferoase, fontă, oțel, sticlă, ceramică;
- După sudare, cusăturile nu se oxidează;
- Pentru a asigura un proces de sudare neîntrerupt, este suficient să aveți doar câteva componente disponibile - apă și o sursă de energie.
Ce echipament este folosit
Sudarea pe apă se poate face cu propriile mâini, dar aceasta necesită pregătire echipamentul necesar. De aceasta depind calitatea și rezistența sudurii, precum și rezistența la uzură a întregii structuri. Cele mai multe varianta potrivita va fi utilizarea hidrogen-oxigenului aparat de sudura.
Dacă luăm în considerare printre modelele autohtone de dispozitive de sudură, atunci produsul unui producător autohton numit „Liga” este considerat popular. Dispozitivele pot funcționa dintr-o rețea cu o putere de 220 V. Pentru ele este potrivită apa distilată obișnuită, care este folosită drept combustibil.
Mai jos este un scurt principiu de funcționare al acestui echipament:
- Încărcarea trece prin apă distilată curent electric;
- Curentul transformă distilatul în hidrogen și oxigen;
- Amestecul rezultat trece printr-un răcitor-îmbogățitor de gaz, lăsând excesul de umiditate în el;
- În același element, la hidrogen se adaugă combustibil - diferite hidrocarburi, care sunt adesea folosite în sudare (benzen, alcool și altele);
- După aceasta, amestecul intră în arzător;
- Pentru reglarea puterii, dispozitivul are un regulator de curent și un stingător de flacără.
Sudarea atomo-hidrogen
Sudarea cu hidrogen atomic este un tip de proces de sudare cu hidrogen. În timpul acestuia, are loc un proces de disociere - dezintegrarea hidrogenului molecular în atomi.
Pentru ca o moleculă de hidrogen să se descompună, este necesară o cantitate suficientă de energie termică. Merită luat în considerare faptul că starea atomică a hidrogenului are stabilitate scăzută, poate dura o fracțiune de secundă. Și după aceasta, hidrogenul atomic trece din nou în stare moleculară.
În timpul recuperării, se eliberează o cantitate mare de căldură, care este ceea ce se utilizează atunci când se efectuează sudarea atomo-hidrogen. Căldura este necesară pentru a încălzi și a topi materialul care este sudat.
De obicei, în practică, acest proces se realizează folosind sudare electrică și doi electrozi neconsumabili. Dar pentru a obține curentul necesar pentru a excita arcul, puteți utiliza un dispozitiv de sudare convențional.
Procesul de sudare folosind hidrogen are o mulțime de nuanțe și caracteristici care sunt importante de studiat mai întâi. De fapt, acesta este cel mai sigur și mod de încredere sudați structura. Mai mult, această tehnologie poate fi folosită nu numai pentru metale neferoase și oțel, ci și pentru alte materiale.
Flacăra hidrogen-oxigen foarte eficientă poate servi ca alternativă de calitate la flacăra oxiacetilenă în procesele de sudare, tăiere și lipire. Parțial, sudarea hidrogen-oxigen poate deveni un înlocuitor pentru sudarea într-un mediu cu gaz inert. Această metodă, spre deosebire de cele standard, este practic inofensivă, deoarece produsul de ardere în acest proces este aburul. Sudarea pe bază de hidrogen pentru artiștii care au abilități nu necesită o recalificare îndelungată, este suficientă o scurtă informare
Caracteristicile sudării hidrogen-oxigen
Poveste sudare cu gaz datează de aproximativ o sută de ani. Principalul gaz inflamabil de peste tot era acetilena. Cercetările oamenilor de știință au arătat că utilizarea hidrogenului în loc de acetilenă vă permite să obțineți aceeași performanță și calitate superioară la sudarea oțelurilor carbon și a altor materiale. Sudarea cu hidrogen gazos este un tip de prelucrare cu flacără de gaz a materialelor care are loc folosind un amestec de gaz combustibil și oxigen.
Dificultatea a fost că flacăra de acetilenă-oxigen în raport cu fierul topit se reduce, iar flacăra de hidrogen-oxigen se oxidează. Când se folosește hidrogen ca gaz combustibil, bazinul de sudură a fost acoperit cu un strat continuu de zgură, iar sudura a devenit poroasă și fragilă. Problema a fost rezolvată prin utilizarea unor substanțe organice care au capacitatea de a lega oxigenul. Hidrocarburile cu un punct de fierbere în intervalul 30-80 de grade au început să fie utilizate ca astfel de aditivi. Acestea pot fi benzină, hexan, heptan, toluen, benzen. Cantitatea necesară pentru proces este extrem de mică.
Caracteristicile unei flăcări de hidrogen
După rezolvarea problemelor tehnologice, dificultatea a rămas amestec de gaze pentru sudare din cauza lipsei unei surse eficiente de hidrogen. Utilizarea buteliilor de hidrogen este extrem de neprofitabilă. În plus, astfel de cilindri sunt o sursă de pericol crescut. Hidrogenul lichefiat poate provoca degerături severe; concentrații mari ale acestei substanțe provoacă sufocare și amețeli. De asemenea, o caracteristică periculoasă a unei flăcări de hidrogen este invizibilitatea acesteia la lumina zilei. Poate fi determinat doar folosind senzori speciali.
Crearea electrolizoarelor
Soluția problemei au fost electrolizoare - dispozitive care, folosind energie electrica vă permit să primiți imediat și în raport optim, atât hidrogen, cât și oxigen. O altă dificultate a fost volumul echipamentului necesar pentru a produce o cantitate suficientă de amestec combustibil în scopuri industriale. Dispozitivele mobile existente anterior puteau satisface doar nevoile bijutierilor și tehnicienilor dentari. Mașinile staționare capabile să sudeze metal de 5-6 mm grosime cântăreau aproximativ 300 kg. La sfârșitul secolului trecut, a fost creat un electrolizor mobil, cu ajutorul căruia sudarea portabilă cu gaz a devenit posibilă cu timp de funcționare suficient fără realimentare și performanțe acceptabile în medii industriale și industriale. șantiere de construcții.
Principiul de funcționare al electrolizoarelor hidrogen-oxigen
Mașinile de sudat cu gaz hidrogen-oxigen sunt electrolizoare în care, sub influența energiei electrice, apa se descompune în oxigen și hidrogen. Echipamentul de sudare poate funcționa de la o sursă de alimentare casnică sau trifazată. Un amestec de hidrogen și oxigen este introdus printr-un furtun într-o pistoletă standard de sudură oxiacetilenă. Esența sudării cu gaz folosind hidrogen este aceeași cu sudarea convențională cu gaz. Aparat de sudura hidrogen-oxigen
Singura diferență este utilizarea unui amestec de hidrogen-oxigen în loc de acetilenă-oxigen și propan-oxigen.
Mașinile de sudat cu hidrogen-oxigen de putere variabilă fac posibilă rezolvarea aproape a tuturor problemelor generate de prelucrarea cu flacără de gaz. Cu ajutorul lor realizează: sudare, suprafață, lipire, întărire la căldură, acoperire cu pulbere și suprafață cu pulbere, tăiere cu oxigen - manual și la mașină. Diverse moduri de sudare cu gaz cu hidrogen fac posibilă efectuarea unei game largi de lucrări - de la micro-sudare și micro-lipire cu o flacără groasă de ac până la o grosime de aproximativ 300 mm. Dispozitivele pot funcționa atât în mod manual, cât și în mod automat.
Chiar și cele mici dispozitive portabile cu o putere atât de mică - 1,8 kW, consumată dintr-o rețea casnică bifazată, pot rezolva problema sudării și tăierii foilor negre de până la 2 mm grosime. Temperatura flăcării curate poate fi reglată cu ușurință de la 600 la 2600 de grade. Astfel de electrolizoare sunt populare printre stomatologi, bijutieri și reparatorii unităților frigorifice.
Modele mai puternice de aparate de sudat hidrogen-oxigen, care permit sudarea metalului cu grosimea de până la 3 mm, au câștigat popularitate în stații întreţinere, unde este interzisă utilizarea buteliilor explozive de oxigen și propan. Sistem simplu controlul performanței vă permite să utilizați dispozitivul în zonele cele mai inaccesibile atunci când reparați blocurile motoare, radiatoare, butuci și în timpul lucrărilor la caroserie. Dacă nivelul maxim de presiune și electroliți sunt atinse, sistemul de control încorporat dă un semnal. Se întâmplă oprire automată dispozitiv de la o sursă de energie electrică. Astfel de măsuri de precauție asigură dubla siguranță la incendiu și explozie.
Pentru profesionisti
Pentru lucrătorii serviciilor de urgență au fost dezvoltate dispozitive speciale care permit grosimi de perete de până la 5 mm în absența unei rețele trifazate. Aceste electrolizoare pot fi utilizate pentru sudarea zonelor defecte din fontă și piese turnate neferoase, tăierea manuală și automată a metalelor cu o grosime a peretelui de până la 30 mm. Astfel de metode de sudare cu gaz sunt efectuate cu alimentarea cu energie a flăcării de preîncălzire a pistoletului de la aparat și alimentarea cu oxigen de tăiere dintr-un cilindru. Această tehnologie vă permite să obțineți o tăietură mai curată decât atunci când utilizați acetilenă și propan. În timpul acestui proces, nu există carburare sau întărire a metalului și nu există bavuri sau emisii de oxid de azot care poluează atmosfera. Astfel de modele de electrolizoare permit tăierea sigură a oxigenului în tuneluri, puțuri și metrouri, unde utilizarea propanului și a acetilenei este interzisă. Unele dispozitive de acest tip fac posibilă efectuarea lucrărilor la temperaturi ambientale negative.
Videoclipul de sudare cu hidrogen gazos demonstrează clar progresul procesului de sudare folosind un electrolizor.
Avantajele utilizării electrolizoarelor hidrogen-oxigen
Producătorii moderni de echipamente de sudare cu gaz oferă mașini de sudură electroliză-apă care au o serie de avantaje în comparație cu moduri traditionale sudare folosind propan și acetilenă.
Caracteristicile cheie ale dispozitivelor:
- Dispozitivele sunt ușor de operat - reîncărcarea este rareori necesară, iar intensitatea muncii acesteia este semnificativ mai mică decât costurile cu forța de muncă la reîncărcarea unui generator.
- Pornire rapidă în modul de funcționare – 1-5 minute, în funcție de debitul și temperatura de gaz necesar mediu.
- Posibilitatea de a obține o putere semnificativă cu mic dimensiunile de gabarit echipamente.
- Protecția mediului în procesul de sudare. Lucrul cu acetilena este însoțit de poluarea mediului cu oxizi de azot toxici. La sudarea în interior, standardul de conținut de azot nu este de obicei îndeplinit, ceea ce afectează negativ sănătatea lucrătorilor. În aparatele cu hidrogen-oxigen, singurul produs de ardere este vaporii de apă absolut inofensivi.
- Dispozitivele sunt echipamente rezistente la incendiu și explozie atât în timpul funcționării, cât și în timpul depozitării. Îmbrăcămintea de protecție pentru sudarea hidrogen-oxigen este aceeași ca și pentru sudarea convențională cu gaz: salopete groase, mănuși și ochelari de protecție pentru sudarea cu gaz.
Utilizarea generatoarelor și a buteliilor de acetilenă este recomandată numai în condiții de teren în absența surselor de energie electrică. În toate celelalte cazuri, echipamentele voluminoase de sudare cu gaz pot fi înlocuite cu dispozitive extrem de eficiente, convenabile și durabile, care funcționează cu energie electrică și apă.
În contextul înăspririi cerințelor de mediu pentru procesele industriale, se lucrează pentru căutarea combustibililor inofensivi. Lucrările de sudare folosind gaze inflamabile – propan, acetilenă și altele – ca surse principale de energie nu au fost lăsate fără atenție. În urma cercetărilor, s-a dovedit a fi posibilă înlocuirea lor cu hidrogen, sau mai degrabă cu un amestec de hidrogen și oxigen.
Hidrogenul poate fi obținut prin electroliza apei, mai exact, o soluție alcalină de hidroxid de sodiu (sodă caustică, sodă caustică, toate acestea sunt denumiri pentru aceeași substanță). Se adaugă hidroxid în apă pentru a accelera reacția.
Pentru a produce hidrogen, este suficient să scufundați doi electrozi în soluție și să aplicați D.C.. În timpul procesului de electroliză, oxigenul va fi eliberat pe electrodul pozitiv, iar hidrogenul va fi eliberat pe electrodul negativ. Volumul de hidrogen eliberat va fi de două ori mai mare decât volumul de oxigen eliberat.
În termeni chimici, reacția arată astfel:
2H20=2H2+02
Tot ce rămâne este să separă tehnic cele două gaze și să le împiedice să se amestece, deoarece rezultatul este un amestec cu o energie potențială enormă. Lăsarea procesului necontrolat este extrem de periculoasă.
Pentru sudare, hidrogenul este produs folosind dispozitive speciale - electrolizoare. Pentru a le alimenta, este necesară energie electrică cu o tensiune de 230 V. Electrolizoarele, în funcție de proiect, pot funcționa cu curent trifazat și curent monofazat.
Avantaje și dezavantaje
Ca urmare a arderii hidrogenului, nr substanțe nocive, spre deosebire de cazurile în care se folosește acetilena pentru sudare. Acest lucru se întâmplă deoarece atunci când hidrogenul arde într-un mediu cu oxigen, se formează apă, sau mai degrabă vapori de apă, care nu conține impurități nocive.
Temperatura de flacără a amestecului hidrogen-oxigen poate fi ajustată în intervalul 600-2600 °C, ceea ce vă permite să sudați și să tăiați chiar și cele mai refractare materiale.
Pentru producerea hidrogenului, ca materii prime sunt folosite doar apa și electricitatea, ceea ce face ca costul muncii să fie scăzut în comparație cu alte tipuri de sudare.
Toate proprietățile de mai sus permit utilizarea sudării cu hidrogen spații restrânse, încăperi cu ventilație slabă, în puțuri, tuneluri, subsoluri ale caselor.
Este demn de remarcat un astfel de avantaj al sudării cu hidrogen, precum capacitatea de a schimba duza pistolului. Hidrogenul susține flăcări de aproape orice configurație și dimensiune.
Puteți folosi un flux subțire de gaz care produce o flacără nu mai groasă decât un ac de cusut chiar și atunci când lucrați cu bijuterii din metale prețioase. O flacără subțire nu necesită oxigen suplimentar suficient dizolvat în aer.
Generator de hidrogen de uz casnic
Metoda atomo-hidrogenului
Un tip de sudare care implică hidrogen este sudarea atom-hidrogen. Procesul său se bazează pe fenomenul de disociere (dezintegrare) a hidrogenului molecular în atomi.
Pentru a se degrada, o moleculă de hidrogen trebuie să primească o cantitate semnificativă de energie termică. Starea atomică a hidrogenului este atât de instabilă încât durează doar o fracțiune de secundă. Și apoi are loc reducerea hidrogenului de la atom la molecular.
Când este restaurat, este evidențiat număr mare căldură, care este utilizată în sudarea atomo-hidrogen pentru a încălzi și topi piesele metalice sudate.
În practică, întregul proces se realizează folosind sudarea electrică cu doi electrozi neconsumabili. Pentru a obține curentul necesar pentru a excita arcul, se poate folosi o mașină de sudură convențională. Dar suportul sau arzătorul are un design neobișnuit.
Electrozi si arzator
Electrozii cu arzătorul în care este alimentat hidrogen sunt amplasați în unghi unul față de celălalt. Arcul este inițiat între acești doi electrozi. Hidrogen, sau un amestec de azot-hidrogen, furnizat zonei arcului, sub influență temperatură ridicată se transformă în starea de hidrogen atomic.
Deoarece disocierea are loc odată cu absorbția căldurii (hidrogenul are un efect de răcire), tensiunea de aprindere a arcului trebuie să fie destul de mare - aproximativ 250-300 V. În viitor, tensiunea poate fi scăzută la 60-120 V, iar arcul poate arde perfect.
Intensitatea arderii va depinde de distanța dintre electrozi și de cantitatea de hidrogen furnizată zonei de sudare.
Arderea arcului
Arcul este aprins prin scurtcircuitarea electrozilor între ei sau pe o placă de grafit în timp ce se sufla gaz peste electrozi. După aprinderea arcului, distanța până la piesele sudate este menținută în 5-10 mm.
Dacă arcul nu atinge metalul care este sudat, arde uniform și constant. Ei o numesc calmă. La distanțe scurte până la piesă, când flacăra arcului aproape atinge piesa, se produce un sunet puternic și ascuțit. Un astfel de arc se numește sonerie.
Tehnologia de sudare este similară cu tehnologia convențională a gazului.
Sudarea folosind metoda hidrogenului atomic a fost inventată și studiată în 1925 de omul de știință american Langmuir. În timpul cercetării, în locul unui arc, s-a folosit căldura de la arderea unui filament de wolfram prin care trecea hidrogenul.
Acasă
Pentru a utiliza sudarea cu hidrogen acasă, nu este necesar să cumpărați dispozitive pentru producerea hidrogenului. De obicei, au performanțe și putere grozave. În plus, astfel de generatoare sunt voluminoase și scumpe.
ÎN condiţiile de viaţă Adesea sunt necesare cantități mici de lucrări de sudare, așa că este recomandabil să realizați singur echipamente pentru sudarea cu hidrogen.
Putere și fluid de lucru
Alimentarea poate fi alimentată de la un încărcător de mașină sau de la un redresor de casă, care poate fi realizat cu un transformator adecvat și câteva diode semiconductoare.
Soluția de hidroxid de sodiu trebuie utilizată ca fluid de lucru. Va fi un electrolit mai bun decât apa simplă. Pe măsură ce nivelul soluției scade, trebuie pur și simplu să adăugați apă. Cantitatea de hidroxid de sodiu va fi întotdeauna constantă.
Carcasă și tuburi
Ca carcasă pentru generatorul de hidrogen, puteți utiliza un convențional borcan de litru cu capac din polietilena. Este necesar să forați găuri în capac pentru a se potrivi cu diametrul tuburilor de sticlă.
Tuburile vor fi folosite pentru a elimina gazele rezultate. Lungimea tuburilor trebuie să fie suficientă pentru ca capetele inferioare să fie scufundate în soluție.
Electrozii trebuie plasați în interiorul tuburilor, prin care este furnizat curent continuu. Locurile unde tuburile trec prin capac trebuie sigilate cu orice etanșant siliconic.
Eliminarea hidrogenului
Hidrogenul va fi eliberat din tubul care conține electrodul negativ. Este necesar să se prevadă posibilitatea drenării acestuia cu ajutorul unui furtun. Hidrogenul trebuie îndepărtat printr-un sigiliu de apă.
Este un alt borcan de apă de jumătate de litru, cu două tuburi încorporate în capac. Unul dintre ele, prin care se furnizează hidrogen de la generator, este scufundat în apă. Al doilea elimină hidrogenul care a trecut prin apa de la supapă și îl alimentează arzător prin furtunuri sau tuburi elastice.
O etanșare cu apă este necesară pentru a preveni trecerea flăcării de la arzător în generator atunci când presiunea hidrogenului scade.
Arzător
Arzătorul poate fi realizat dintr-un ac dintr-o seringă medicală. Grosimea sa ar trebui să fie de 0,6-0,8 mm. Pentru suportul pentru ac, puteți adapta tuburi de plastic adecvate, părți ale corpului pixurilor și creioane automate. De asemenea, este necesar să se asigure o alimentare cu oxigen arzătorului de la generator.
Viteza de formare a hidrogenului și oxigenului în generator va depinde de mărimea tensiunii aplicate. Experimentând acești parametri, puteți obține o temperatură a flăcării arzătorului de 2000-2500 °C.
Un dispozitiv autofabricat care realizează sudarea cu hidrogen poate fi folosit cu succes pentru tăierea sau îmbinarea prin sudare sau lipire a diferitelor piese mici din metal feros și neferos. Acest lucru poate fi necesar în timpul reparațiilor diverse articole articole de uz casnic, piese auto, diverse unelte metalice.
Un arzător cu hidrogen de făcut singur este o sarcină complet fezabilă pentru un maestru experimentat și un începător înarmat cu recomandări detaliate despre ea autoproducție. Acest dispozitiv funcționează datorită căldurii generate de hidrogen. Un amestec de hidrogen și oxigen este un gaz cu cea mai mare temperatură de ardere posibilă - 2800°C. Se numește gaz detonant sau gazul lui Brown. Cu toate acestea, trebuie să aveți grijă când lucrați cu acest amestec, deoarece este foarte exploziv.
Hidrogenul are anumite avantaje față de alte gaze inflamabile. De exemplu, poate fi obținut prin electroliză direct din apă. Un arzător cu hidrogen autofabricat nu necesită utilizarea hidrogenului în cilindri. Arzătorul cu electroliză este capabil să furnizeze gaz la cantitățile necesare. Datorită acestui fapt, sudarea cu hidrogen este o metodă foarte economică și cea mai sigură.
O mașină de sudură de casă cu o pistoletă cu hidrogen poate fi realizată pe baza unui generator de electroliză. Posibilitatea unei explozii de gaz folosind un astfel de echipament este complet eliminată, deoarece tot gazul este utilizat imediat pentru sudare și nu se acumulează într-o cantitate suficientă pentru o explozie.
Ce este necesar pentru a face un arzător?
Pentru a face un arzător cu hidrogen, trebuie să vă aprovizionați cu următoarele materiale:
- tablă de oțel inoxidabil;
- 2 șuruburi M6x150 cu piulițe și șaibe;
- un tub transparent, de exemplu, cum ar fi într-un nivel al apei;
- fitinguri cu un diametru exterior corespunzător furtunului;
- sigilat recipient din plastic volum 1,5 litri;
- filtru mic pentru purificarea apei de alimentare;
- supapă de reținere a apei.
Alegerea oțelului inoxidabil trebuie abordată în mod responsabil. Este recomandabil să alegeți marca de oțel importat AISI 316L sau echivalentul intern - 03Х16Н15М3. Cu toate acestea, dacă există o bucată mică de oțel inoxidabil de 50x50 cm 2 mm grosime, atunci nu este nevoie să achiziționați o foaie întreagă.
Este necesar să folosiți oțel inoxidabil, deoarece nu se corodează în apă, spre deosebire de oțelul obișnuit.
În plus, sudarea cu hidrogen va fi mai eficientă dacă folosiți alcali mai degrabă decât apă plată. Mediul alcalin este agresiv, astfel încât utilizarea oțelului obișnuit este inacceptabilă.
Reveniți la cuprins
Caracteristici de fabricație
Oțelul inoxidabil trebuie tăiat în plăci mici. Dintr-o bucată de 50x50 cm veți obține 16 farfurii în formă aproape de pătrat. Puteți tăia metalul cu o mașină de șlefuit; unul dintre colțurile fiecărei plăci trebuie tăiat, astfel încât să le puteți conecta ulterior.
Pe partea opusă tăieturii, trebuie să forați găuri pentru șuruburile de fixare pentru a conecta ulterior elementele. Funcționarea dispozitivului se va baza pe faptul că curentul continuu, care trece prin soluția de electrolit succesiv de la placă la placă, va împărți apa în oxigen și hidrogen. Pentru a asigura acest proces, este necesar să se creeze plăci cu sarcini opuse: pozitive și negative.
Pentru cea mai mare eficiență a dispozitivului, este necesar ca aria plăcilor să fie maximă. Acest lucru va asigura suprafata maxima influența soluției, curentul maxim va trece prin apă, rezultând formarea celei mai mari cantități posibile de gaz. Pentru a obține rezultatul dorit, este necesar să furnizați încărcătură pozitivă și negativă pentru cel mai mare număr posibil de plăci. Cu 16 plăci, există 8 elemente pe anod și catod.
Flacăra de hidrogen poate fi folosită ca alternativă la flacăra de acetilenă pentru tăiere, lipire și sudare. Spre deosebire de metodele oficiale, sudarea cu hidrogen este practic inofensivă. Acest lucru se datorează aburului care este un produs de ardere în acest proces. Dacă aveți abilități de sudare cu gaz, puteți învăța rapid sudarea cu hidrogen. Dacă nu, va dura puțin mai mult timp, dar rezultatul va merita. În acest articol vă vom spune cum puteți face sudarea cu hidrogen cu propriile mâini.
Caracteristicile sudării cu hidrogen
Sudarea cu gaz este folosită de peste o sută de ani. Acetilena este folosită ca principal gaz combustibil. Rezultatele studiilor au arătat că utilizarea hidrogenului în locul acetilenei este mai productivă. La sudarea materialelor se obține aceeași producție și calitate a sudurii. Singura dificultate este că flacăra de acetilenă reduce fierul, în timp ce flacăra de hidrogen îl oxidează.
Sudarea cu hidrogen este un tip de procesare cu flacără care are loc folosind oxigen și un amestec de gaz inflamabil. Atunci când hidrogenul este utilizat ca gaz combustibil, bazinul de sudură este acoperit cu un strat mare de zgură, iar sudura devine subțire și poroasă. Dar această problemă a fost rezolvată. Substanțele organice au tendința de a lega oxigenul, așa că s-a luat decizia de a le folosi. Au început să fie folosite hidrocarburi care au punctul de fierbere de 30-80°. Acestea sunt hexan, toluen, benzină, heptan, benzen. Pentru sudare este necesară o cantitate minimă.
Când problemele tehnologice au fost rezolvate cu succes, a apărut o altă dificultate. Nu a existat o sursă eficientă de oxigen. Buteliile de hidrogen sunt o sursă de pericol crescut, astfel încât utilizarea lor este neprofitabilă. Concentrațiile mari de hidrogen lichefiat pot provoca amețeli, sufocare și degerături severe. Dar principalul pericol al unei flăcări de hidrogen este invizibilitatea acesteia la lumina zilei.
În timpul zilei, flăcările de hidrogen pot fi detectate folosind senzori speciali. Această problemă a fost rezolvată prin combinarea apei cu hidrogenul și oxigenul sub influența electricității. Electrolizoarele sunt dispozitive care, folosind energia electrică, pot produce simultan hidrogen și oxigen.
Este de remarcat faptul că hidrogenul, care este potrivit pentru sudarea diferitelor produse din fier și oțeluri cu conținut scăzut de carbon, este absolut nepotrivit pentru sudarea oțelurilor inoxidabile. Acest lucru se datorează dizolvării sale în nichel topit. Când metalul se întărește, se eliberează înapoi, formând fisuri și pori. Sudarea oxigen-hidrogen este, de asemenea, nepotrivită pentru cupru. Dar avantajul său este că atmosfera de hidrogen protejează suprafața sudată de oxidare.
Generatoarele și cilindrii de acetilenă sunt necesare pentru utilizare în condiții de câmp, când nu există surse de energie în apropiere. Dar, în alte cazuri, echipamentele masive de sudare cu gaz pot fi înlocuite cu dispozitive cu hidrogen ușoare și convenabile.
Opțiuni pentru utilizarea dispozitivelor cu hidrogen
Aparatul de sudat cu hidrogen funcționează dintr-o rețea electrică trifazată și casnică și are putere diferită. Aparatul poate fi utilizat în modul manual și automat. Un amestec de hidrogen și oxigen este furnizat unei torțe standard de acetilenă printr-un furtun, iar temperatura flăcării curate poate fi ajustată de la 600 la 2600 de grade.
Mașinile de sudat cu hidrogen sunt foarte ușor de utilizat. Nu au nevoie să fie reîncărcate des, iar intensitatea muncii este scăzută. De regulă, acestea intră în modul de funcționare în doar câteva minute, care depinde de consumul de gaz necesar și de temperatura camerei. Cu echipament dimensiuni mici dispozitivul poate fi foarte puternic.
Sudarea cu hidrogen este foarte prietenoasă cu mediul, spre deosebire de acetilena, care poluează mediul. substante toxice. În dispozitivele cu hidrogen, singurul produs de ardere este aburul complet inofensiv. În plus, aceste dispozitive sunt complet sigure în timpul funcționării și depozitării. Dar nu neglijați îmbrăcămintea de protecție - mănuși, salopete groase și ochelari de protecție pentru sudarea cu gaz.
Astfel de dispozitive rezolvă aproape toate problemele puse la prelucrarea cu flacără a materialelor. Folosind aceste dispozitive, puteți efectua sudură, lipire, acoperire cu pulbere, tăiere manuală și mecanică cu oxigen, suprafață, întărire la căldură și suprafață cu pulbere. Sunt diverse moduri locuri de muncă care oferă posibilitatea de a efectua o gamă largă de lucrări – de la sudare grosimea minimaînainte de a tăia table groase de oțel. Chiar și dispozitivele portabile mici, cu putere mică, pot suda și tăia foi de metal feros și neferos de până la doi milimetri în grosime.
Aparatele de sudură cu hidrogen sunt foarte populare printre bijutieri, stomatologi și specialiști în repararea frigiderelor. Modelele cu putere mai mare vă permit să sudați material cu o grosime de până la trei milimetri. Sunt foarte populare la stațiile de service pentru echipamente, deoarece utilizarea buteliilor periculoase de oxigen și propan este interzisă în aceste locuri.
Aparatele de sudura cu hidrogen pot fi folosite in timpul caroseriei, la repararea bateriilor, blocurilor motoare si butucilor. Când nivelul maxim de presiune și electrolit este atins, sistemul de control încorporat în sine generează un semnal. În acest caz, dispozitivul este deconectat automat de la sursa de alimentare. Prin respectarea acestor măsuri de siguranță se asigură o bună siguranță la incendiu și explozie.
Pentru angajații companiilor de urgență, au fost dezvoltate opțiuni speciale, care sudează țevi cu o grosime a peretelui de până la cinci milimetri. Asemenea dispozitive pot fi utilizate pentru sudarea zonelor cu defecte ale turnărilor din fontă și neferoase, mașini și tăiere manuală metale de până la treizeci de milimetri grosimea peretelui. Aceste metode de sudare sunt efectuate cu alimentarea pistolului de încălzire cu flacără de la dispozitiv și alimentare cu oxigen dintr-un cilindru.
Datorită acestei tehnologii, se obține o tăietură foarte curată, în comparație cu acetilena și propanul. De asemenea, nu există emisii de oxid de azot și bavuri, metalul nu este saturat cu carbon și este întărit. Astfel de mașini de sudură sunt adesea folosite în puțuri, tuneluri și metrouri, deoarece folosirea propanului și a acetilenei este de asemenea interzisă acolo. Există tipuri care oferă posibilitatea de a efectua sudarea cu hidrogen la temperaturi sub zero.
Sudarea cu hidrogen la domiciliu
Un dispozitiv de sudare cu hidrogen va fi util oricărui meșter de acasă. Dispozitivele cu hidrogen sunt destul de scumpe. În plus, dispozitivele achiziționate sunt foarte greu de utilizat pentru lucrul cu piese mici. Puteți face o mașină de sudură similară acasă. Toate unitățile pot fi asamblate din materiale obișnuite. Să vedem cum se face acest lucru corect.
Amestecul de hidrogen se obține prin electroliza unei soluții apoase de sodă alcalină - caustică. Sursa de curent poate fi făcută dintr-un redresor pentru a încărca bateriile dintr-o mașină. Pentru uz casnic O productivitate mică va fi suficientă, astfel încât designul poate fi simplificat.
Electroliza are loc într-un vas, așa că pentru sudarea instalațiilor sanitare la domiciliu puteți folosi borcan de sticlă cu capac din polietilenă de 0,5 litri. Este necesar să se facă puncte în capac pentru bornele plăcilor de contact ale electrozilor și pentru manșonul tubului pentru îndepărtarea gazelor rezultate. După aceasta, toate terminalele și capacul în sine ar trebui să fie sigilate cu lipiciul Moment obișnuit. Este demn de remarcat faptul că electrozii curbați în formă de șarpe sunt plăci de oțel inoxidabil lățime de 4 centimetri.
Prin racordul de evacuare a gazului este necesar să se umple borcanul cu electrolit (amestec de 8-10% hidroxid de sodiu în apă purificată) folosind o seringă de 50 ml. Funcția unui distribuitor de apă este îndeplinită de un al doilea vas, în care gazele rezultate sunt barbotate și saturate cu vapori de substanțe inflamabile atunci când trec prin 60-70% din soluția lor în apă.
Acest amestec ar trebui să curgă într-un al treilea recipient cu apă, care servește ca sigiliu pentru eliberarea gazelor. Siguranța în funcționare este sporită prin utilizarea a două șuruburi, care sunt amplasate în serie și împiedică trecerea flăcării din aparat în electrolizor. Pentru un plus de securitate, puteți face un al doilea obturator din plastic.
Gazul cu oxigen, hidrogen și vapori de substanțe inflamabile iese prin acul medical. Flacăra poate atinge o temperatură de 2500 de grade, dar aceasta poate fi reglată prin schimbarea tensiunii aplicate. Asigurați-vă că procesul de ardere este stabil. Dacă modificați tensiunea pe electrozi, se va modifica și puterea curentului, ceea ce afectează doza de gaz eliberată.
Puteți verifica cu ușurință acest lucru folosind calcule folosind renumită formulă Faraday. Pentru bucșe, puteți utiliza tuburi din pixuri cu heliu, picurătoare etc., așa cum se arată în videoclipul despre sudarea cu hidrogen. Amintiți-vă că diametrul acului aparatului de sudură ar trebui să fie de la 0,6 la 0,8 milimetri, iar pentru al treilea vas trebuie să folosiți un borcan de plastic. Structura rezultată trebuie plasată într-o carcasă de dimensiuni adecvate.
În timpul electrolizei, se consumă apă, dar cantitatea de alcali rămâne aceeași. Alcaliul se descompune în ioni și crește conductivitatea electrică a soluției. Puteți completa amestecul de combustibil folosind o seringă medicală obișnuită cu un ac. Pentru suportul pentru ac, puteți folosi un mâner de sculă din lemn, în care este de asemenea găurit un punct de-a lungul diametrului tubului. Asigurați-vă că plasați tampoane de bumbac în interiorul tubului seringii, la baza și la capătul acestuia. Această precauție va împiedica trecerea flăcării prin tub în vasul cu compoziția de alcool.
Puteți asambla singur redresorul folosind diode conectându-le într-un circuit cu jumătate de undă. Puteți folosi orice transformator potrivit cu o putere de cel puțin 180 W. Un transformator de la vechile televizoare sovietice este perfect. Este necesar să îndepărtați înfășurările secundare și să înfășurați altele noi folosind un fir gros de înfășurare de cupru de 4 milimetri. Este indicat să se facă robinete pentru reglarea tensiunii de ieșire, care să asigure funcționarea electrolizatorului sub sarcină. O tensiune bună pe electrozi ar trebui să fie reglată în 3V, deoarece există un singur spațiu galvanic în dispozitiv.
Temperatura flăcării depinde de amestecul de combustibil. Puteți folosi acetonă sau alcool etilic. În cazul acetonei, nu puteți folosi mâneci din tuburile din pixurile cu heliu, deoarece acestea se vor dizolva în ea. Dacă cantitatea de alcool din amestecul de gaze de eșapament este redusă și predomină oxigenul, flacăra se poate stinge. Când asamblați o mașină de sudat cu hidrogen de casă, amintiți-vă toate regulile de mai sus, în special despre tampoanele de bumbac și un al treilea vas de plastic. Amintiți-vă că un dispozitiv bine asamblat și sigilat va funcționa foarte mult timp dacă este utilizat corect.
Cerințe de siguranță pentru sudarea cu hidrogen
Sudarea cu hidrogen poate fi foarte periculoasă. Pot apărea accidente din cauza exploziilor de amestecuri, aprinderii reductoarelor de oxigen și a focului invers. Ar trebui să fiți bine familiarizați cu măsurile de siguranță înainte de a încerca sudarea cu hidrogen. Aici oferim regulile de bază.
- Sudarea cu gaz nu trebuie efectuată prea aproape de substanțe inflamabile sau inflamabile. Dacă sudați în interior, în cazane sau în spații închise, faceți pauze regulate și luați puțin aer proaspăt. În spațiile închise și semiînchise, gazele nocive trebuie îndepărtate prin aspirație locală. Dacă sudați în rezervoare, o a doua persoană trebuie să fie afară pentru a observa procesul.
- Când sudați și tăiați, asigurați-vă că utilizați ochelari speciali de protecție. În caz contrar, razele strălucitoare pot afecta negativ retina și membrana sanguină a ochilor, inclusiv cataracta și orbirea. Stropii de metal și zgură reprezintă, de asemenea, un mare pericol pentru deschiderea ochilor.
- Când folosiți butelii de gaz, este mai bine să le transportați pe targă sau pe cărucior, cu utilizarea obligatorie a unui capac de protecție. Metodele convenționale de transport sunt nesigure. În timpul transportului butelii de gaz nu trebuie să se atingă și să cadă. Buteliile de oxigen nu trebuie depozitate în zona de tăiere sau sudare a metalelor. Deplasarea pe distanțe scurte se realizează prin răsturnarea acestuia cu o ușoară înclinare. Dacă în cilindru apare un amestec de oxigen și gaz inflamabil (când presiunea oxigenului din butelie este mai mică decât presiunea de funcționare a regulatorului), poate apărea o explozie. Prin urmare, trebuie utilizate cutii de viteze cu manometre de lucru.
- În timpul sudării, este necesar să direcționați flacăra pistoletului către partea care se află de cealaltă parte a sursei de alimentare. Dacă nu puteți îndeplini această condiție, protejați sursa cu un scut de fier. Când se lucrează, furtunurile conductoare de gaz trebuie să fie aproape de sudor. În timpul unei pauze, asigurați-vă că stingeți flacăra arzătorului.
- Dacă există mai mult de zece stații de sudare, alimentarea cu gaz trebuie să treacă prin firele stațiilor de acetilenă. Generatorul de acetilenă trebuie instalat într-o cameră cu ventilator și o temperatură de cel puțin cinci grade. Asigurați-vă că dopul de apă este umplut la nivelul necesar. Este interzisă funcționarea dacă supapa de apă este defectă sau deconectată.
Tehnologia sudării cu gaz folosind hidrogen este aceeași cu cea a sudării cu gaz. Singura diferență este utilizarea unui amestec de hidrogen. Înainte de a face singur sudarea cu hidrogen, recitiți din nou regulile și sfaturile de mai sus. Sperăm că informațiile noastre vă vor ajuta să realizați un dispozitiv de înaltă calitate și să înțelegeți tehnologia procesului.