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关键词:CO2气体焊缝   

CO2气体的应用

2011-02-18    

  1.CO2气体的性质  纯CO2是无色、无味的气体。密度为 1.98kg/m3,比空气重(空气为1.29kg/m3)。是空气的1.5倍。
  CO2有三种状态:固态、液态、气态。
  不加压力冷却时,CO2直接由气体变成固体,叫做干冰。  温度升高时,干冰升华直接变成气体。因空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上,使干冰升华时产生的CO2气体中含有大量水分,所以固态CO2不能用于焊接。
  常温CO2加压至5-7MPa时变成液体。常温下液态CO2比水轻,其沸点为-78℃。
  在0℃ 和0.1 MPa时,Ikg的液态CO2可产生509L的CO2气体。


  2.CO2纯度对焊缝质量的影响  CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大的影响。CO2气体中的主要杂质是水分和氮气。氮气一般含量较少,危害较小。水分的危害较大。随着CO2气体中水分的增加,焊缝金属中的扩散氢含量也增加,焊缝金属的塑性变差,容易出现气孔,还可能产生冷裂纹。
  根据CO2气体保护焊工艺规程 JB/Z286-87要求,焊接用CO2气体的纯度不应低于99.5%(体积法),其含水量不超过0.005%(重量法)。近年来有些国家要求焊接用CO2的纯度>99.8%,露点低于-4 0℃。


  3.瓶装CO2气体  工业上使用的瓶装液态CO2既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色,用黑漆标明“二氧化碳”字样。
  容量为40L的标准钢瓶,可灌入25kg液态的CO2,约占钢瓶容积的80%,其余20%的空间充满了CO2气体,气瓶压力表上指示的就是这部分气体的饱和压力,它的值与环境温度有关。温度高时,饱和气压增高;温度降低时,饱和气压降低。0℃时,饱和气压为3.63MPa(35.57kgf/cm 2);20℃时,饱和气压为 5.72MPa(56.06kgf/cm 2); 30℃时,饱和气压达 7.48MPa(73.30kgf/ cm 2);因此,应防止 CO2气瓶靠近热源或让烈日曝晒,以免发生爆炸事故。当气瓶内的液态CO2全部挥发成气体后,气瓶内的压力才逐渐下降。
  液态CO2中可溶解约0.05%(按重量)的水,多余的水沉在瓶底,这些水和液态CO2一起挥发后,将混人CO2气体中一起进人焊接区。溶解在液态CO2中的水也可蒸发成水蒸气混入CO2气中,将影响气体的纯度。水蒸气的蒸发量与气瓶中气体的压力有关,气瓶内压力越低,水蒸气含量越高。


  4.CO2气体的提纯  目前国内焊接使用的CO2气体,主要是酿造厂、化工厂的副产品,含水分较高,纯度不稳定。为保证焊接质量,应对这种瓶装气体进行处理,以减少其中的水分和空气。
  焊接现场采取以下措施,可有效地降低CO2气体中水分的含量:
  ①更换新气时,先放气2~3min,以排除装瓶时混入的空气和水分。
  ②将气瓶倒置l~2h后,打开阀门,可排出沉积在下面的自由状态的水。根据瓶中含水量的不同,每隔30min左右放一次水,需放水2~3次。然后将气瓶放正,开始焊接。
  ③使用时应在气路中安装加热器,对气体加热。
  ④气瓶中液态CO2用完后,气体的压力将随气体的消耗而下降。  气瓶中压力降到1MPa时,CO2中所含的水分将增加1倍以上,应停止使用。如果继续使用,焊缝中将产生气孔。焊接对水比较敏感的金属时。当瓶中气压降至1.5MPa时就不宜再用了。

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