Лекція.

Тема: Інертні, активні гази та суміші, які застосовують при зварюванні.

Інертні гази в таблиці Менделєєва - це елементи головної підгрупи VIII групи: гелій, неон, аргон, криптон, ксенон і радон, причому останній є радіоактивним елементом. Вони називаються також благородними газами.

Всі інертні гази мають завершену, стійку конфігурацію зовнішнього електронного рівня: у гелію це дублет, у решти газів - октет. Кожен з них завершує відповідний період в таблиці Менделєєва.

Всі інертні гази, крім радіоактивного радону, можна знайти в складі атмосферного повітря. Гелій - найпоширеніший елемент у космосі після водню. Сонце на 10% складається з цього благородного газу, утвореного з водню по реакції ядерного синтезу з виділенням позитронів і антинейтрино.

Інертні гази представлені одноатомними молекулами. При звичайних умовах гелій, неон, аргон, криптон і ксенон - гази без кольору і запаху, погано розчинні у воді. Чим більше їх атомний номер, тим вище температури кипіння і плавлення.

Гелій володіє унікальними властивостями: він залишається рідким навіть при найнижчих температурах, аж до абсолютного нуля, не наражаючись кристалізації. Кристалізувати гелій можливо лише під тиском 25 атмосфер. Крім того, у цього газу найнижча температура кипіння з усіх речовин.

Довгий час вважалося, що інертні гази взагалі не утворюють сполук. Проте експериментально при особливих умовах були отримані фториди та оксиди ксенону, існування яких було передбачене теоретиком Лайнус Полінг.

Завдяки своїм видатним фізико-хімічними властивостями інертні гази широко використовуються в науці і техніці. Так, за допомогою рідкого гелію отримують наднизькі температури, а суміш гелію і кисню в співвідношенні 4: 1 використовується як штучна атмосфера для дихання водолазів.

Оскільки гелій - найлегший газ після водню, їм часто наповнюють дирижаблі, зонди та аеростати. Його підйомна сила дорівнює 93% від підйомної сили водню.

Неон, аргон, криптон і ксенон застосовуються в світлотехніці - виробництві газорозрядних трубок. При пропущенні електричного струму через трубки, наповнені неоном або аргоном, газ починає світитися, а колір цього випромінювання залежить від тиску газу.

Аргон як найдешевший з благородних газів використовується для створення інертної атмосфери при проведенні хімічних реакцій, продукти яких взаємодіють з киснем.

До активних захисних газів відносяться вуглекислий газ, азот, водень та ін. Вони хімічно взаємодіють із зварюваним матеріалом і розчиняються в ньому.

Вуглекислий газ (СО2) є безколірний з незначним запахом. При підвищенні тиску він перетворюється в рідину, яку називають вуглекислотою, а при сильному охолоджені (нижче -78,9°С) переходить у твердий стан, який називають «сухий лід». Вуглекислий газ в 1,5 рази важчий за повітря, що забезпечує надійний захист зварної ванни при незначних витратах.

Газ одержують із вапняків, коксу, антрациту методом випалювання в спеціальних печах із природного й котельних газів та іншими способами. Густина рідкої вуглекислоти сильно змінюється при змінах температури і тому вуглекислота постачається за масою, а не за об'ємом. При випаровуванні 1 кг вуглекислоти утворюється 509 дм3 (л) вуглекислого газу.

У ряді випадків для розширення технологічних можливостей дугового зварювання доцільно застосовувати суміші аргону і гелію. Добавка гелію до аргону сприяє підвищенню проплавляючій здатності дуги і покращує формування швів.

Література: http://svyatik.org/ua/view.php?id=86

http://svyatik.org/ua/view.php?id=86