الأرجون في اللحام. معلومات تقنية

الأرجون هو غاز أحادي خامل بدون لون أو طعم أو رائحة. العنصر الثالث الأكثر شيوعًا في الغلاف الجوي للأرض (بعد النيتروجين والأكسجين) - 0.93٪ من حيث الحجم و 1.29٪ بالكتلة. الأرجون هو الأكثر شيوعًا غاز خاملفي الغلاف الجوي للأرض ، يحتوي 1 م 3 من الهواء على 9.34 لترًا من الأرجون (للمقارنة: يحتوي نفس حجم الهواء على 18.2 سم 3 من النيون ، و 5.2 سم 3 من الهيليوم ، و 1.1 سم 3 من الكريبتون ، و 0.09 سم 3 من الزينون). يوجد الأرجون في الماء يصل إلى 0.3 سم 3 لكل لتر من مياه البحر وما يصل إلى 0.55 سم 3 لكل لتر من المياه العذبة. يبلغ متوسط ​​محتواه في قشرة الأرض (كلارك) 0.04 جرام لكل طن ، وهو ما يزيد 14 مرة عن الهيليوم ، و 57 مرة أكثر من النيون. اتضح أن هناك الكثير من الأرجون على الأرض أكثر من جميع العناصر الأخرى في مجموعتها مجتمعة.

الخصائص الفيزيائية

الأرجون هو غاز أحادي الذرة تبلغ درجة غليانه (عند الضغط العادي) -185.9 درجة مئوية (أقل قليلاً من الأكسجين ، ولكنه أعلى قليلاً من النيتروجين). نقطة الانصهار -189.4 درجة مئوية. في 100 مل من الماء عند 20 درجة مئوية ، يذوب 3.3 مل من الأرجون ؛ في بعض المذيبات العضوية ، يذوب الأرجون أفضل بكثير من الماء.

الخواص الكيميائية

يؤكد الاسم "الأرجون" (من اليونانية - كسول ، بطيء ، غير نشط) - على أهم خاصية للعنصر - عدم نشاطه الكيميائي.

حتى الآن ، لا يُعرف سوى مركبين كيميائيين من الأرجون - الأرجون هيدروفلوريد و CU (Ar) O ، اللذين يتواجدان في درجات حرارة منخفضة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل الأرجون جزيئات excimer ، أي الجزيئات التي تكون فيها الحالات الإلكترونية المثارة مستقرة والحالة الأساسية غير مستقرة. أيضًا مع العديد من المواد ، بين الجزيئات التي تعمل روابط الهيدروجين (الماء والفينول والهيدروكينون وغيرها) ، فإنها تشكل مركبات متضمنة (clathrates) ، حيث تكون ذرة الأرجون ، كنوع من "الضيف" ، في التجويف المتكون في الشبكة البلورية بواسطة جزيئات المادة - مالكها.

إيصال

ينتج الأرجون كمنتج ثانوي لفصل الهواء إلى أكسجين ونيتروجين. عادة ، يتم استخدام أجهزة فصل الهواء ذات التصحيح المزدوج ، والتي تتكون من عمود سفلي ضغط مرتفع(الفصل المسبق) ، عمود الضغط المنخفض العلوي ومكثف المبخر المتوسط. في النهاية ، يتم إزالة النيتروجين من الأعلى ، وإزالة الأكسجين من الفضاء فوق المكثف. إن تقلب الأرجون أكبر من تطاير الأكسجين ، ولكنه أقل من تطاير النيتروجين. لذلك ، يتم أخذ كسر الأرجون عند نقطة تقع تقريبًا عند ثلث ارتفاع العمود العلوي ، ويتم تحويله إلى عمود خاص. يتبع ذلك تنقية الأرجون "الخام" من الأكسجين (كيميائيًا أو عن طريق الامتزاز) ومن النيتروجين (التصحيح).

تصنيف الأرجون حسب الدرجات

يوفر الأرجون حماية جيدةتجمع اللحام. اعتمادًا على الغرض والمحتوى ، ينقسم هذا الغاز إلى ثلاث درجات. تستخدم أعلى درجة من الأرجون (99.99٪ Ar) في اللحام ، والمعادن التفاعلية ، والزركونيوم ، وسبائك التيتانيوم ، والموليبدينوم ، والسبائك القائمة عليها ، وهياكل الفولاذ المقاوم للصدأ المهمة. تستخدم الدرجة الأولى من الأرجون (99.98٪ Ar) للحام مع قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك والمغنيسيوم والألمنيوم والمغنيسيوم و سبائك الألومنيومأقل حساسية لشوائب الأكسجين والنيتروجين. تستخدم الدرجة الثانية من الأرجون (99.95٪ Ar) في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك درجات الحرارة العالية والألمنيوم النقي. بالنسبة للحام ، يمكن أيضًا استخدام مخاليط الأرجون مع الغازات الأخرى (الأكسجين وثاني أكسيد الكربون).

تخزين ونقل الأرجون

يتم تخزين الأرجون ونقله في صورة غازية في اسطوانات فولاذية تحت ضغط 150 ضغط جوي ، أي أن الأسطوانة تحتوي على 6.2 م 3 من الأرجون الغازي ، محسوبة عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط 760 مم زئبق. فن. من الممكن أيضًا نقل الأرجون في شكل سائل في خزانات خاصة أو أوعية ديوار مع تغويزها اللاحق. يجب أن يتم تشغيل الأسطوانات وفقًا للقواعد عملية آمنةأوعية الضغط.

عندما يكون من الضروري تكوين اتصال متكامل لأجزاء من من الفولاذ المقاوم للصدأوالنحاس والتيتانيوم والألومنيوم ، بالإضافة إلى عدد من المعادن الأخرى من المجموعة غير الحديدية والسبائك القائمة عليها ، غالبًا ما يستخدم لحام الأرجون. عملية تنفيذه شاقة للغاية ومحددة.

مبادئ اللحام بالأرجون

يجمع اللحام بالأرجون بين الميزات. مع اللحام بالقوس الكهربائي ، تجمع هذه العملية التكنولوجية بين الاستخدام الإلزامي للقوس الكهربائي واللحام بالغاز واستخدام الغاز بالإضافة إلى بعض الطرق التكنولوجية لتشكيل اتصال دائم.

يتم توفير انصهار حواف الأجزاء المراد ربطها ومواد الحشو ، التي يتم بمساعدة اللحام بها ، بسبب ارتفاع درجة الحرارة الناتجة أثناء احتراق القوس الكهربائي. يؤدي الغاز (في هذه الحالة ، الأرجون) وظائف الحماية ، والتي ينبغي مناقشتها بمزيد من التفصيل.

، معظم المعادن غير الحديدية والسبائك القائمة عليها لها بعض الميزات ، وهي أنه في حالة الذوبان ، تتفاعل هذه المعادن مع الأكسجين والشوائب الأخرى في الهواء المحيط ، وتتأكسد بنشاط.

يؤثر هذا سلبًا على جودة اللحام المتشكل: فقد تبين أنه هش ، وتتشكل المسام في هيكله - فقاعات الهواء ، مما يضعف الاتصال بشكل كبير. الهواء المحيط له تأثير سلبي أكثر على الألمنيوم المصهور أثناء التنفيذ أعمال اللحام. تحت تأثير الأكسجين في الهواء المحيط ، يبدأ هذا المعدن في الاحتراق.

الحل الأمثل الذي يسمح لك بحماية منطقة المفصل التي يتم تشكيلها بشكل فعال عند لحام المعادن من المجموعة غير الحديدية واستخدامه غاز وقائي- هم الأرجون. يتم تفسير الكفاءة العالية لاستخدام هذا الغاز المعين من خلال خصائصه.

مخطط العمل لحام بقوس الأرجون

الأرجون أثقل بكثير من الهواء (بنسبة 38٪) ، لذلك فهو يزيح الهواء بسهولة من منطقة اللحام ويخلق حماية موثوقة. نظرًا لكونه خاملًا بطبيعته ، لا يتفاعل الأرجون عمليًا مع المعدن المنصهر ، وكذلك الغازات الأخرى الموجودة في المنطقة التي يحترق فيها قوس اللحام. عند اللحام بالأرجون عند القطبية العكسية ، يجب مراعاة نقطة واحدة مهمة: في هذه الحالة ، يتم فصل الإلكترونات بسهولة عن ذرات الغاز ، والتي يحول تدفقها الوسط الغازي إلى بلازما موصلة.

قد تتضمن تقنية اللحام في بيئة غازية مثل الأرجون استخدام أقطاب كهربائية مستهلكة وغير قابلة للاستهلاك (مثل قضبان التنغستن). القطر ، الذي ، كما تعلم ، يتميز بدرجة حرارية استثنائية ، يتم اختياره وفقًا للكتب المرجعية الخاصة. يتأثر اختيار هذه المعلمة بخصائص الأجزاء المراد ربطها.

ينقسم اللحام بالأرجون إلى ثلاثة أنواع حسب التقنية المستخدمة:

• يدوي ، يتم إجراؤه بواسطة قطب كهربائي من التنجستن غير القابل للاستهلاك (يتم تحديد هذه التقنية بواسطة اختصار RAD) ؛
• تلقائي ، يحدث في بيئة الأرجون باستخدام أقطاب كهربائية غير قابلة للاستهلاك (التسمية لهذا النوع من اللحام هي AMA) ؛
• آلي ، يتم إجراؤه في بيئة الأرجون باستخدام أقطاب كهربائية قابلة للاستهلاك (اسم هذه التقنية هو AADP).

وفقًا للتصنيف الدولي ، فإن آلة اللحام بقوس الأرجون أو اللحام الذي يتم إجراؤه باستخدام قطب التنغستن في بيئة واقية لأي غاز خامل يتم اختصاره إلى TIG (غاز التنغستن الخامل).

ملامح عمل اللحام في بيئة الأرجون

هيئة العمل معدات لحامتستخدم للاتصال قطع معدنيةفي البيئة الغازات الواقية(بما في ذلك الأرجون) هو الموقد. يتم إدخاله في الموقد (في الجزء المركزي منه) قطب التنغستن، يجب أن يكون حجمها في حدود 2-5 مم. يتم توفير تثبيت القطب داخل مثل هذا الموقد بواسطة حامل خاص: يمكن إدخال قضيب تنجستن من أي قطر مطلوب فيه. شعلة اللحام مزودة بفوهة خزفية لحماية إمدادات الغاز.

درجة الحرارة المطلوبة أثناء اللحام بالأرجون ، كما هو مذكور أعلاه ، تخلق القوس الكهربائي. يتم تشكيل اللحام باستخدام سلك حشو ، يجب أن يتوافق تركيبه قدر الإمكان مع تكوين المعدن الذي تتم معالجته.

نسرد المراحل الرئيسية للحام من النوع المعني ، حيث يتم استخدام قطب التنغستن.

• يتم تنظيف أسطح الأجزاء المراد ربطها جيدًا من الأوساخ وآثار الزيت والشحوم وكذلك من طبقة الأكسيد. هذا التنظيف إلزامي ويمكن إجراؤه ميكانيكيًا أو كيميائيًا.
• من الضروري توصيل "الكتلة" بالأجزاء المراد توصيلها. يمكن القيام بذلك إما مباشرة (إذا كانت الأجزاء كبيرة) ، أو عن طريق السطح المعدني لسطح المكتب (إذا لم تكن الأجزاء كبيرة). لا يتم تضمين سلك الحشو ، وهو أمر مهم ، في دائرة اللحام الكهربائي ، ولكن يتم توفيره بشكل منفصل.
• يتم ضبط القوة على معدات اللحام تيار اللحام. يتم تحديد هذه المعلمة اعتمادًا على خصائص قطع العمل المتصلة.
• بعد تشغيل التيار ، يتم إحضار الموقد بالقطب الكهربائي إلى الأجزاء المراد لحامها في أقرب وقت ممكن ، دون لمس سطحها. المسافة المثلى التي يوضع عندها الموقد من سطح قطع العمل المراد ربطها (يجب الحفاظ عليها أثناء عملية اللحام) هي 2 مم. يتيح لك تثبيت القطب الكهربي على هذه المسافة القصيرة إذابة المعدن الملتصق جيدًا ، للحصول على لحام أنيق وأنيق.

مخطط معدات اللحام في الأرجون

• يتم تشغيل إمداد غاز التدريع مسبقًا - 15-20 ثانية قبل بدء اللحام. لا يتم إيقاف إمداد الأرجون مباشرة بعد نهاية اللحام ، ولكن بعد ذلك بقليل - بعد 5-10 ثوانٍ.
• يتم دفع سلك الحشو والحارق ببطء فقط على طول خط التماس المشكل ، دون إحداث تذبذبات عرضية. يتم إدخال سلك الحشو ، الموجود أمام الموقد ، في منطقة عمل القوس الكهربائي بسلاسة شديدة ، دون القيام بحركات مفاجئة. خلاف ذلك ، سوف يتناثر المعدن المنصهر بعنف.
• عند اللحام ، يتم إشعال القوس الكهربائي دون لمس القطب الكهربائي للأسطح المراد ربطها. من الضروري الالتزام بهذه القاعدة لعدة أسباب. أولاً ، إن إمكانات تأين الأرجون عالية جدًا ، مما يجعل من الصعب استخدام الشرارة الناتجة عن لمس القطب الكهربائي لخفضها بشكل فعال. عند استخدام قطب كهربائي قابل للاستهلاك في اللحام ، تتولد أبخرة معدنية عندما تلامس الأجزاء المراد ربطها. إمكانات التأين أقل بكثير مقارنة بالأرجون ، مما يسهل عملية اشتعال القوس الكهربائي. ثانيًا ، إذا لمست سطح الأجزاء المراد ربطها بقطب كهربائي من التنجستن ، فإنها تصبح ملوثة ، مما يتعارض مع جودة اللحام.

عملية اللحام TIG عن قرب

كثير من الناس لديهم سؤال طبيعي حول كيفية اشتعال قوس كهربائي في غاز مثل الأرجون ، إذا كانت إمكانات التأين عالية جدًا ، ولم يلمس القطب نفسه سطح الأجزاء المراد ربطها. للقيام بذلك ، يتم استخدام مذبذب يحول التيار القادم من الشبكة الكهربائية ذات المعلمات العادية إلى نبضات عالية التردد بقيمة جهد تتراوح من 2000 إلى 6000 فولت وتردد حالي من 150 إلى 500 هرتز. هذه النبضات هي التي تجعل من الممكن إشعال قوس كهربائي دون ملامسة القطب الكهربائي مع الأجزاء المراد توصيلها.

معدات ومعدات لحام الأرجون

لأداء لحام الأرجون ، لا يكفي أن يكون لديك آلة لحام قياسية ، والتي يمكن أن تكون عاكسًا أو محولًا. تتطلب هذه التقنية استخدام معدات ومعدات خاصة مثل:

• العاكس أو التقليدية محول اللحام، يجب أن تكون قوتها كافية لأداء مثل هذا العملية التكنولوجية(على وجه الخصوص ، لهذه الأغراض ، يمكنك استخدام محول ، تتراوح قوته الخاملة في حدود 60-70 فولت) ؛
• موصل طاقة يتم من خلاله توفير جهد اللحام المطلوب لشعلة اللحام ؛
• مذبذب ، والغرض منه أعلاه ؛
• منظم خاص سيكون مسؤولاً عن وقت نفخ منطقة اللحام بالأرجون (حيث يجب أن يبدأ غاز التدريع في التدفق قبل ثوانٍ قليلة من بدء اللحام ، ويجب إيقاف تشغيله بعد ثوانٍ قليلة من نهايته) ؛
• موقد خاص مع فوهة سيراميك ومشبك لتثبيت قطب التنغستن ؛
• أسطوانة غاز ومخفض ينظم مستوى ضغط الأرجون المزود بمنطقة اللحام ؛
• أقطاب التنغستن وقضبان الحشو من القطر المطلوب ؛

إصلاح إطار العجلة المصنوع من سبيكة - استخدام نموذجي للحام بالأرجون

• محول إضافي مسؤول عن إمداد الجهد بأجهزة التحويل ؛
• مقوم يولد تيارًا كهربائيًا مباشرًا بجهد 24 فولت ، يتم توفيره لأجهزة التبديل ؛
• مرحل مسؤول عن تشغيل وإيقاف الأجهزة مثل المذبذب والموصل ؛
• صمام كهربائي يعمل من 24 أو 220 فولت ؛
• مرشح من النوع الاستقرائي السعوي الذي يحمي آلة اللحام من التأثيرات السلبية لنبضات الجهد العالي ؛
• مقياس التيار الكهربائي المستخدم لقياس حجم تيار اللحام ؛
• بطارية سيارة عاملة أو معيبة بسعة 55-75 أمبير ، وهو أمر ضروري لتقليل المكون الثابت لتيار اللحام ، والذي يحدث بالضرورة عند تنفيذ العملية على تيار متناوب (مثل هذه البطارية متصلة في سلسلة بـ دائرة اللحام الكهربائية) ؛
• نظارات اللحام ، والتي يجب استخدامها كعنصر رئيسي لحماية عامل اللحام.

إذا رغبت في ذلك ، يمكن تجهيز معدات اللحام بالأرجون بيديك عن طريق شراء جميع المكونات الضرورية من متجر لاجهزة الكمبيوتر أو في السوق. إذا كنت لا ترغب في الانخراط في التصميم ، فيمكنك الشراء على الفور آلة لحام، في العلامة التجارية التي يوجد بها اختصار TIG. لبدء استخدام مثل هذا الجهاز ، يجب أن يكون مجهزًا بشكل إضافي اسطوانة غاز، الموقد ، ضوابط الموقد وإمدادات الغاز الواقية.

من أجل إجراء اللحام باستخدام الأرجون بكفاءة ، من الضروري اختيار أوضاعه بشكل صحيح.

المعلمات المهمة عند إجراء اللحام باستخدام هذه التقنية هي قطبية واتجاه حركة التيار الكهربائي. يتأثر اختيارهم بخصائص المواد المراد لحامها. يتم اختيار التيار المتردد أو القطبية العكسية عندما يكون من الضروري لحام الأجزاء المصنوعة من الألومنيوم والبريليوم والمغنيسيوم وغيرها من المعادن غير الحديدية. يفسر هذا الاختيار من خلال حقيقة أنه عند استخدام معلمات التيار الكهربائي هذه ، يتم تدمير فيلم الأكسيد ، الموجود دائمًا على سطح هذه المواد ، بشكل فعال.

الفروق الدقيقة للعمل مع لحام الأرجون

مثال نموذجي هو فيلم أكسيد على سطحه درجة انصهار عالية جدًا. عند لحام أجزاء من هذا المعدن بتيار قطبية عكسية ، يحدث التدمير الفعال لفيلم الأكسيد بسبب حقيقة أن أيونات الأرجون تقصف بنشاط سطح الأجزاء المراد ربطها. يتحول الأرجون إلى بلازما موصلة ، والتي لا تبسط عمليات اللحام فحسب ، بل تحسن جودتها بشكل كبير. إذا تم لحام أجزاء من هذا المعدن بالتيار المتردد ، لتحقيق هذا التأثير ، يجب أن تعمل الأجزاء المراد ربطها ككاثود.

للحام في بيئة غاز التدريع ، غالبًا ما يستخدم معدات اختياريهمثل المذبذب. عند اللحام بالتيار المتردد ، فإنه يسهل عملية اشتعال قوس اللحام ، وعندما يضيء ، يعمل كمثبت.

في الوقت الذي يحدث فيه تغيير في قطبية التيار المتردد ، يمكن أن يحدث نزع الأيونات (وبالتالي التوهين) لقوس اللحام. لمنع حدوث ذلك ، يولد المذبذب نبضات كهربائية في لحظات التغيير في قطبية التيار الكهربائي ويوصلها إلى قوس اللحام.

يتم تحديد قيمة تيار اللحام اعتمادًا على عدد من المعلمات: خصائص المادة التي تتم معالجتها ، أبعاد هندسيةالفراغات وكذلك حجم الأقطاب الكهربائية المستخدمة. لتحديد هذه المعلمة ، من الأفضل استخدام البيانات الواردة في الأدبيات المتخصصة.

معلمة مهمة هي معدل تدفق غاز تدريع الأرجون ، والذي يتم تحديده اعتمادًا على السرعة التي يتم بها تغذية مادة الحشو وسرعة تدفق الهواء المتدفق. ستكون القيمة الدنيا لهذه المعلمة إذا تم إجراء اللحام في الداخل ، حيث لا توجد مسودات. إذا كانت العملية تتم في الهواء الطلق ، حيث تكون الرياح الجانبية القوية غير شائعة ، فمن الضروري ليس فقط زيادة استهلاك الأرجون ، ولكن أيضًا استخدام فوهات مربكة خاصة لتزويدها بمنطقة اللحام ، الغاز من التي يتم توفيرها من خلال شبكات ذات فتحات دقيقة.

بالإضافة إلى الأرجون ، غالبًا ما تضاف كميات صغيرة من الأكسجين (3-5٪) إلى خليط الغازات الواقية. يتفاعل الأكسجين في هذه الحالة مع العديد من الشوائب الضارة التي قد تكون موجودة على سطح الأجزاء المراد ربطها (الرطوبة ، الأوساخ ، إلخ). نتيجة لهذا التفاعل ، تحترق الشوائب الضارة أو تنتقل إلى الخبث الذي يطفو على سطح اللحام.

يرجى ملاحظة أنه لا ينبغي استخدام الأكسجين عند لحام النحاس حيث يتم إنتاج أكسيد النحاس نتيجة لذلك. يتفاعل هذا المركب مع الهيدروجين الموجود في الهواء المحيط ، ويشكل بخار الماء ، والذي يميل إلى الهروب من معدن اللحام. كل هذا يؤدي إلى ظهور العديد من المسام في اللحام المتشكل ، مما يؤثر سلبًا على خصائص جودته.

مزايا وعيوب اللحام في بيئة الأرجون الواقية

اللحام الذي يتم إجراؤه في بيئة غاز التدريع بالأرجون له مزايا وعيوب ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار. تشمل مزايا هذه التقنية ما يلي:

• إمكانية الحصول على وصلة ملحومة عالية الجودة وموثوقة ، والتي يتم ضمانها من خلال الحماية الفعالة لمنطقة اللحام ؛
• تسخين طفيف للأجزاء المراد ربطها ، مما يجعل من الممكن استخدام هذه التقنية لأجزاء اللحام ذات التكوين المعقد (على الرغم من أنها غير مشوهة) ؛
• إمكانية الاستخدام لربط الأجزاء المصنوعة من مواد لا يمكن لحامها بطرق أخرى ؛
• زيادة كبيرة في سرعة عمليات اللحام بسبب استخدام قوس كهربائي عالي الحرارة.

عيوب هذه التقنية هي:

• استخدام معدات اللحام المعقدة ؛
• الحاجة إلى معرفة خاصة وخبرة كافية في أداء هذا العمل.

يتيح استخدام اللحام بالأرجون الحصول على وصلات ملحومة عالية الجودة وموثوقة ، وتتميز باختراق موحد للأجزاء المراد ربطها. باستخدام هذه التقنية ، يمكن لحام الأجزاء المصنوعة من المعادن غير الحديدية ذات السماكة الصغيرة حتى بدون استخدام سلك حشو.

(الأصوات: 2 ، متوسط ​​تقييم: 5,00 من 5)

معلومات عامة

الأرجون هو غاز أحادي خامل بدون لون أو طعم أو رائحة. العنصر الثالث الأكثر شيوعًا في الغلاف الجوي للأرض (بعد النيتروجين والأكسجين) - 0.93٪ من حيث الحجم و 1.29٪ بالكتلة. الأرجون هو الغاز الخامل الأكثر شيوعًا في الغلاف الجوي للأرض ، ويحتوي 1 م 3 من الهواء على 9.34 لترًا من الأرجون (للمقارنة: يحتوي نفس حجم الهواء على 18.2 سم 3 من النيون ، و 5.2 سم 3 من الهيليوم ، و 1.1 سم 3 كريبتون ، و 0.09 سم 3 زينون). يوجد الأرجون في الماء يصل إلى 0.3 سم 3 لكل لتر من مياه البحر وما يصل إلى 0.55 سم 3 لكل لتر من المياه العذبة. يبلغ متوسط ​​محتواه في قشرة الأرض (كلارك) 0.04 جرام لكل طن ، وهو ما يزيد 14 مرة عن الهيليوم ، و 57 مرة أكثر من النيون. اتضح أن هناك الكثير من الأرجون على الأرض أكثر من جميع العناصر الأخرى في مجموعتها مجتمعة.

الخصائص الفيزيائية

الأرجون هو غاز أحادي الذرة تبلغ درجة غليانه (عند الضغط العادي) -185.9 درجة مئوية (أقل قليلاً من الأكسجين ، ولكنه أعلى قليلاً من النيتروجين). نقطة الانصهار -189.4 درجة مئوية. في 100 مل من الماء عند 20 درجة مئوية ، يذوب 3.3 مل من الأرجون ؛ في بعض المذيبات العضوية ، يذوب الأرجون أفضل بكثير من الماء.

الخواص الكيميائية

يؤكد الاسم "الأرجون" (من اليونانية - كسول ، بطيء ، غير نشط) - على أهم خاصية للعنصر - عدم نشاطه الكيميائي.

حتى الآن ، لا يُعرف سوى مركبين كيميائيين من الأرجون - الأرجون هيدروفلوريد و CU (Ar) O ، اللذين يتواجدان في درجات حرارة منخفضة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل الأرجون جزيئات excimer ، أي الجزيئات التي تكون فيها الحالات الإلكترونية المثارة مستقرة والحالة الأساسية غير مستقرة. أيضًا مع العديد من المواد ، بين الجزيئات التي تعمل روابط الهيدروجين (الماء والفينول والهيدروكينون وغيرها) ، فإنها تشكل مركبات متضمنة (clathrates) ، حيث تكون ذرة الأرجون ، كنوع من "الضيف" ، في التجويف المتكون في الشبكة البلورية بواسطة جزيئات المادة - مالكها.

إيصال

ينتج الأرجون كمنتج ثانوي لفصل الهواء إلى أكسجين ونيتروجين. عادة ، يتم استخدام أجهزة فصل الهواء ذات التصحيح المزدوج ، وتتكون من عمود ضغط مرتفع منخفض (فصل أولي) ، وعمود ضغط منخفض علوي ومكثف وسيط مبخر. في النهاية ، يتم إزالة النيتروجين من الأعلى ، وإزالة الأكسجين من الفضاء فوق المكثف. إن تقلب الأرجون أكبر من تطاير الأكسجين ، ولكنه أقل من تطاير النيتروجين. لذلك ، يتم أخذ كسر الأرجون عند نقطة تقع تقريبًا عند ثلث ارتفاع العمود العلوي ، ويتم تحويله إلى عمود خاص. يتبع ذلك تنقية الأرجون "الخام" من الأكسجين (كيميائيًا أو عن طريق الامتزاز) ومن النيتروجين (التصحيح).

تطبيق

يستخدم الأرجون على نطاق واسع بسبب خاصيته الرئيسية - عدم النشاط الكيميائي.

في البداية ، كان المستهلك الرئيسي للأرجون تقنية الفراغ الكهربائي. والآن تمتلئ الغالبية العظمى من المصابيح المتوهجة (مليارات القطع في السنة) بمزيج من الأرجون (86٪) والنيتروجين (14٪). أدى التحول من النيتروجين النقي إلى هذا الخليط إلى زيادة إخراج الضوء من المصابيح. نظرًا لأن الأرجون يجمع بنجاح بين الكثافة الكبيرة والموصلية الحرارية المنخفضة ، فإن معدن الفتيل يتبخر بشكل أبطأ في مثل هذه المصابيح ، ويقل انتقال الحرارة من الفتيل إلى المصباح. يستخدم الأرجون في الحديث مصابيح فلورسنت لتسهيل الاشتعال ، وتحسين نقل التيار وحماية الكاثودات من التدمير.

ومع ذلك ، في العقود الأخيرة ، لا يذهب الجزء الأكبر من الأرجون المنتج إلى المصابيح الكهربائية ، ولكن إلى التعدين.

توجد بالفعل نباتات معدنية بحجم عدة آلاف من الأمتار المكعبة مع جو يتكون من الأرجون عالي النقاء. في هذه الورش ، يعملون في بدلات عازلة ، ويتنفسون الهواء المزود من خلال الخراطيم (يتم أيضًا إخراج هواء الزفير من خلال الخراطيم) ؛ يتم توصيل جهاز التنفس الاحتياطي بظهر العمال.

في بيئة الأرجون ، يتم تنفيذ العمليات التي يكون من الضروري فيها استبعاد ملامسة المعدن المنصهر بالأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون ورطوبة الهواء. يتم استخدام وسط الأرجون في المعالجة الساخنة للتيتانيوم ، والتنتالوم ، والنيوبيوم ، والبريليوم ، والزركونيوم ، والهافنيوم ، والتنغستن ، واليورانيوم ، والثوريوم ، وكذلك المعادن القلوية. تتم معالجة البلوتونيوم في جو أرجون ، ويتم الحصول على بعض مركبات الكروم والتيتانيوم والفاناديوم وعناصر أخرى.

عن طريق نفخ الأرجون في الفولاذ السائل ، شوائب الغاز. هذا يحسن خصائص المعدن.

يتزايد استخدامها لحام القوس الكهربائي في بيئة الأرجون. في طائرة الأرجون النفاثة ، يمكن لحام المنتجات ذات الجدران الرقيقة والمعادن التي كان من الصعب لحامها في السابق. عند اللحام في نفاثة الأرجون ، لا توجد حاجة للتدفقات وطلاء الإلكترود ، وبالتالي ، لتنظيف خط اللحام من بقايا الخبث والصهر. يشير الأرجون إلى الغازات الخاملة التي لا تتفاعل كيميائيًا مع المعدن ولا تذوب فيه. تستخدم الغازات الخاملة في لحام المعادن التفاعلية (التيتانيوم والألومنيوم والمغنيسيوم وما إلى ذلك) ، وكذلك في جميع الحالات عندما يكون من الضروري الحصول عليها اللحامات، متجانس في التركيب مع المعدن الأساسي والحشو (فولاذ عالي السبائك ، إلخ). توفر الغازات الخاملة الحماية للقوس والمعدن المراد لحامهما دون أي تأثير معدني عليه.

يستخدم الأرجون في لحام البلازماوقطع المعادنكغاز بلازما. في اللحام بالبلازما الدقيقة ، يتم لحام معظم المعادن في أوضاع مستمرة أو نبضية بقوس من قطبية مباشرة تحترق بين قطب التنغستن لشعلة البلازما وقطعة العمل في نفاثة من غاز خامل مكون للبلازما - (في أغلب الأحيان) الأرجون.

أحدث القوس الكهربائي في جو الأرجون ثورة في تقنيات قطع المعادن. تم تسريع العملية بشكل كبير ، وأصبح من الممكن قطع الصفائح السميكة من المعادن الأكثر مقاومة للحرارة. يحمي الأرجون المنفوخ على طول عمود القوس (الممزوج بالهيدروجين) الحواف المقطوعة وإلكترود التنغستن من تكوين أكسيد ونتريد وأغشية أخرى. في الوقت نفسه ، تقوم بضغط وتركيز القوس على سطح صغير ، مما يؤدي إلى وصول درجة الحرارة في منطقة القطع إلى 4000-6000 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم هذه النفاثة الغازية بتفجير منتجات القطع.

نظرًا لأن الأرجون لديه موصلية حرارية منخفضة ، يتم استخدامه عند ملء المساحة الداخلية للنوافذ ذات الزجاج المزدوج.

يتم تنفيذ وظائف الحماية بواسطة الأرجون و عند زراعة بلورات مفردة(أشباه الموصلات ، الفيروكهربائية).

تعد الرغبة في استخدام خصائص وقدرات المواد فائقة النقاء أحد الاتجاهات التقنية الحديثة. تتطلب النقاوة الفائقة وسائط واقية خاملة ، بالطبع ، نقية أيضًا ؛ الأرجون هو أرخص الغازات النبيلة وأكثرها سهولة.

يستخدم الأرجون عالي النقاء في التركيبات الطيفيةلتحليل نقاء المواد و في ليزر الأرجون.

في صناعة المواد الغذائيةتم تسجيل الأرجون كمضاف غذائي E938 ، كمادة دافعة وغاز للتعبئة.

يستخدم الأرجون أيضًا كعامل إطفاء في منشآت الغازمكافحة الحريق.

مؤشرات الجودة للأرجون الغازي عالي النقاء TU 6-21-12-94

تخزين ونقل الأرجون

يتم تخزين الأرغون الغازي ونقله في اسطوانات رمادية اللون مع نقش "ARGON" باللون الأخضر.

يتم تخزين ونقل الأرجون عالي النقاء في اسطوانات مطلية باللون الرمادي مع نقش "HIGH PURITY ARGON" باللون الأبيض.

يتم تخزين الأرجون السائل ونقله في خزانات خاصة للتبريد.

ينتمي الأرجون المضغوط والسائل إلى فئة البضائع الخطرة. لذلك ، يجب أن يكون النقل المستخدم في نقل الأرجون مجهزًا وفقًا لقواعد نقل البضائع الخطرة.

المخاطر وتدابير السلامة

للغازات الخاملة تأثير فسيولوجي يتجلى في تأثيرها المخدر على الجسم. يتجلى التأثير المخدر من استنشاق الأرجون فقط عند ضغط جوي أعلى من 0.2 ميجا باسكال.

الأرجون - خطر على الحياة ، لكنه مفيد في الإنتاج!

أحيانًا يكون الشخص تافهًا إلى حد ما بشأن ما لا يراه. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بالغازات ، فربما لا يوجد شخص واحد غير مبال لن يكون حذرًا منها. عند الحديث عن الأرجون في أسطوانات ، لا ينبغي لأحد أن ينسى أنه غاز عديم اللون ، عديم الرائحة ، للوهلة الأولى فقط يبدو غير ضار. في الواقع ، يعتبر ملء الأسطوانات بالأرجون ، وهي خدمة شائعة إلى حد ما ، أمرًا خطيرًا أيضًا. لذلك ، يجب الوثوق بملء أسطوانات الأرجون فقط للمهنيين ذوي الخبرة الواسعة.

تقدم لك شركتنا الأرجون في اسطوانات على الأكثر أسعار مواتية. في الوقت نفسه ، لا نقدم فقط ملء الأسطوانات بالأرجون بسعر أقل من سعر السوق ، ولكن أيضًا تقديمه. في الوقت نفسه ، يتم ملء أسطوانة الأرجون بواسطة متخصصين يلتزمون باحتياطات السلامة وقواعد ملء الأسطوانات بغاز الأرجون.

لا ينبغي إيلاء اهتمام أقل لتسليم الأرجون ، لأن نقل الأرجون في اسطوانات ينظمه قواعد نقل البضائع الخطرة.

أين يستخدم الأرجون في الاسطوانات؟ غالبًا ما يستخدم الأرجون الغازي في اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، فهو منتج مطلوب بشدة في مجال التعدين ، حيث يتم استخدامه لصهر وقطع العديد من المعادن غير الحديدية. من ناحية أخرى ، في إنتاج المعادن ، غالبًا ما يستخدم الأرجون في الأسطوانات لتكرير المعادن. تكرير المعادن هو قائمة من الأنشطة التي تهدف إلى تنظيف المعادن من الشوائب غير المرغوب فيها.

لكن هذا ليس كل شيء ، لأنه حتى المصباح العادي الذي تستخدمه يوميًا يحتوي على غاز الأرجون. بفضل هذا الغاز الخامل ، يزداد خرج الضوء من المصابيح.

ومن لم ير اللوحات الإعلانية الزرقاء والزرقاء الجميلة والمشرقة تتلألأ في الليل؟ لقد اعتدنا جميعًا على استدعاء ضوء النيون هذا ، لكن هذا صحيح جزئيًا فقط. بعد كل شيء ، إذا كنا نتحدث عن أنابيب إعلانية زرقاء زرقاء ، فتأكد من أنها أنابيب أرجون! كما ترون ، فإن غاز الأرجون مادة ذات وجهين ، بالإضافة إلى ذلك خصائص مفيدةله جوانب خطيرة. على سبيل المثال ، يؤدي الأرجون السائل إلى عضة صقيع في الجلد والأغشية المخاطية.

كل ما يتعلق ببيع الأرجون:

إذا كنت بحاجة إلى الأرجون عالي الجودة ، فيمكنك شرائه من شركتنا ، والتي تقدم اليوم الأرجون الغازي في أسطوانات من أعلى درجات الدرجة الأولى والثانية.

يتم توفير الأرجون الغازي بشكل أساسي في اسطوانات مطلية بألوان معتمدة من قبل معيار الدولة. في الوقت نفسه ، يتم وضع الأرجون الخام والتقني في أسطوانات سوداء ، تختلف النقوش عليها في اللون. يحتوي الأرجون الخام في الأسطوانات على أحرف بيضاء مع تسطير من نفس اللون ، بينما في أسطوانة الأرجون التقنية يمكنك رؤية أحرف زرقاء بتسطير أزرق. يشغل الأرجون الصافي مكانًا خاصًا ، والذي يجب بيعه فقط في أسطوانات رمادية بعلامة خضراء مع تسطير أخضر.

إذا كنت بحاجة لشراء الأرجون في أسطوانات بأحجام مختلفة ، يسعدنا إبلاغك أن شركتنا تقدم أسطوانات الأرجون ذات الأحجام الكبيرة والمتوسطة والصغيرة. جميع الاسطوانات لـ الغازات التقنيةلدينا مخزون يفي بالمعايير المعتمدة ولدينا شهادات الجودة ، لذلك يمكنك التأكد من أن الأسطوانات التي تحتوي على غاز خطير مثل الأرجون المشتراة منا آمنة تمامًا أثناء النقل والتشغيل.

الكتلة الذرية - 39.948. في الظروف العادية - غاز ، عند درجة حرارة -185.9 درجة مئوية - سائل.

خطر الأرجون.

إنه غير سام وغير قابل للانفجار ، لكنه يشكل خطراً على الحياة: فعند استنشاقه ، يتسبب على الفور في فقدان الوعي والموت في غضون دقائق قليلة. غاز الأرجون أثقل من الهواء ويمكن أن يتراكم في مناطق سيئة التهوية بالقرب من الأرض. هذا يقلل من محتوى الأكسجين في الهواء ، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين. يمكن أن يسبب الأرجون السائل قضمة الصقيع على الجلد والأغشية المخاطية.

الأرجون هو غاز خامل كتلته الذرية 39.9 ، وفي الظروف العادية يكون عديم اللون والرائحة والمذاق ، وأثقل من الهواء بحوالي 1.38 مرة. يعتبر الأرجون هو الأسهل والأرخص نسبيًا بين الغازات الخاملة.

يحتل الأرجون المرتبة الثالثة من حيث المحتوى في الهواء (بعد النيتروجين والأكسجين) ، فهو يمثل ما يقرب من 1.3٪ من الكتلة و 0.9٪ من حجم الغلاف الجوي للأرض.

في الصناعة ، تتمثل الطريقة الرئيسية للحصول على الأرجون في طريقة تصحيح درجات الحرارة المنخفضة للهواء بإنتاج الأكسجين والنيتروجين وما يرتبط بهما من استخلاص الأرجون. يتم الحصول على الأرجون أيضًا كمنتج ثانوي في إنتاج الأمونيا.

يتم تخزين ونقل الأرجون الغازي في اسطوانات فولاذية (وفقًا لـ GOST 949-73). الأسطوانة المصنوعة من الأرجون الخالص مطلية باللون الرمادي ، مع كتابة "أرجون نقي" باللون الأخضر.

وفقًا لـ GOST 10157-79 ، يتم توفير الأرجون الغازي والسائل في نوعين: أعلى درجة (مع جزء حجم من الأرجون لا يقل عن 99.993٪ ، وكسر حجم بخار الماء لا يزيد عن 0.0009٪) والدرجة الأولى (مع كسر حجم الأرجون بنسبة 99.987٪ على الأقل ، لا تزيد نسبة بخار الماء من حيث الحجم عن 0.001٪).

الأرجون ليس متفجرًا وغير سام ، ولكن عند وجود تركيزات عالية في الهواء يمكن أن يهدد الحياة: عندما ينخفض ​​حجم الأكسجين إلى أقل من 19 ٪ ، يظهر نقص الأكسجين ، وعندما ينخفض ​​محتوى الأكسجين بشكل كبير ، والاختناق ، والفقدان من الوعي وحتى الموت يحدث.

تدابير السلامة عند التعامل مع الأرجون:
التحكم عن بعد في محتوى الأكسجين في الهواء بواسطة أجهزة يدوية أو آلية ؛ يجب ألا يقل حجم الأكسجين في الهواء عن 19٪ ؛
عند العمل مع الأرجون السائل ، والذي يمكن أن يسبب قضمة الصقيع في الجلد وتلف الغشاء المخاطي للعينين ، من الضروري استخدام نظارات واقية وزرة ؛
عند العمل في جو الأرجون ، يجب استخدام قناع خرطوم أو جهاز عزل الأكسجين.

استخدام الأرجون في اللحام

يستخدم الأرجون كغاز تدريع خامل لـ لحام القوس، بما في ذلك كأساس للحماية خليط الغاز(مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون). هو الرئيسي بيئة واقيةعند لحام الألومنيوم والتيتانيوم والمعادن النادرة والفعالة.

يستخدم الأرجون أيضًا في لحام البلازما كغاز بلازما ، وفي اللحام بالليزر كمثبط للبلازما وغاز التدريع.

اعتمادًا على الكميات المطلوبة من استهلاك الأرجون ، يمكن استخدام عدة مخططات لتوريده. بالنسبة لأحجام الاستهلاك التي تصل إلى 10000 م 3 / جم ، يتم تسليم الأرجون عادة في اسطوانات. مع حجم استهلاك يزيد عن 10000 م 3 / جم ، يُنصح بنقل الأرجون في شكل سائل في حاويات خاصة عن طريق السكك الحديدية أو الطرق. عند النقل بواسطة سكة حديديةتستخدم الدبابات المتخصصة 8G-513 أو 15-558. في النقل البري ، غالبًا ما يتم تثبيت حاويات غاز عالمية من نوع TsTK بحجم 0.5 إلى 10 متر مكعب. يمكن أيضًا نقل الأكسجين والنيتروجين في هذه الخزانات.

مع الإمداد المركزي ، يمكن أن تكون مخططات توفير أعمدة اللحام بالأرجون على النحو التالي:
مباشرة من خزان النقل عبر مضخة النقل والمغوز الثابت إلى الشبكة (انظر الشكل أدناه) ؛
من خزان النقل إلى خزان ثابت مع مزيد من التغويز والإمداد للشبكة ؛
تعبئة الاسطوانات من تركيب تغويز النقل.

لحام الفولاذ المقاوم للصدأ

يعتبر لحام الفولاذ المقاوم للصدأ عملية شاقة ، ولكنها في نفس الوقت عملية منهجية ودقيقة تتطلب من المؤدي اتباع تعليمات اللحام بدقة. بادئ ذي بدء ، من الضروري حماية منطقة اللحام من الآثار الضارة للهواء الجوي. سيضمن هذا اللحام الموثوق للفولاذ المقاوم للصدأ. الجودة جدا وصلات ملحومةسوف تعتمد على إجراءات التحضير سلك غير قابل للصدأوحواف الأجزاء. تتم إزالة فيلم الأكسيد الذي يتشكل بعد العمل على الساخن ميكانيكيًا. يمكن إجراء لحام الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام قطب كهربائي من التنجستن يوفر مصدر تيار مستمر.

ميزة لحام الفولاذ المقاوم للصدأ هي محتوى الكروم فيه ، ومتى درجة حرارة عاليةيشكل كربيد الكروم الذي يكسر هيكل الصلب ويزيد من هشاشته عدة مرات. ولهذا السبب يتم لحام جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئة غاز خامل (الهيليوم أو ثاني أكسيد الكربون أو الأرجون أو المخاليط) أو التدفقات الخاصة التي تحمي جميع العناصر الكيميائية المطلية بالكروم والتي تعد جزءًا من الفولاذ المقاوم للصدأ.

طرق اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ:

على ال هذه اللحظةموجود هناك طريقتان رئيسيتان للحام الفولاذ المقاوم للصدأ:

— لحام القوسالفولاذ المقاوم للصدأ التنغستن القطب(غير قابل للذوبان أو الذوبان). هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا ، والتي لا تستخدمها المؤسسات الصناعية فحسب ، بل يستخدمها الأفراد أيضًا. أثناء عملية اللحام ، هناك زيادة في ثبات القوس ، وانخفاض في وتيرة تكوين المسام باستخدام مزيج من الأرجون مع ثاني أكسيد الكربون أو الأكسجين. يتم إجراء اللحام باستخدام قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك من التنجستن التيار المباشرقطبية مباشرة ، وذوبان التيار مع عكس القطبية. إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على جزء من الألمنيوم المحتوي ، فإنه يتم غليه التيار المتناوبلتدمير فيلم الأكسدة. عند إجراء اللحام القوسي اليدوي للفولاذ المقاوم للصدأ بإلكترود تنجستن بقطر يصل إلى 2 مليمتر وسلك حشو بقطر لا يزيد عن 2 مليمتر ، فإن تيار اللحام سيكون 60-80 أ للمعدن بسمك 2 مليمتر. إذا كانت السماكة أربعة ملليمترات ، فلن تتجاوز قيمة تيار اللحام 130 أ.

- غاز لحام الأرجونالفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام الغازات الخاملة وخلائطها.إنه مزيج من الكهرباء و اللحام بالغاز. من اللحام الكهربائي ، استعارت قوسًا كهربائيًا ، ومن الغاز - طريقة عمل متطابقة لعامل اللحام. قطب التنغستن غير القابل للاستهلاك هو قلب موقد الأرجون. التنغستن معدن يصعب صهره إلى حد ما. يتم تشكيل فوهة خزفية حول القطب الكهربائي ، ويتم نفخ غاز الأرجون الخامل منه أثناء اللحام. إذا حاولت لحام جزء دون استخدام الأرجون ، فإن الألمنيوم سوف يتشقق ببساطة ويحترق ويتقشر. يمنع الأرجون بدوره هذه العملية ويحمي موقع اللحام من دخول الهواء.

تتم عملية اللحام على النحو التالي: يتم تطبيق "الكتلة" على الأجزاء المراد لحامها ، كما هو الحال في اللحام الكهربائي الكلاسيكي. يأخذ اللحام سلك الحشو بيده اليسرى والشعلة في يده اليمنى. إذا تم لحام الألومنيوم ، فيجب أن يكون سلك الحشو مصنوعًا من مادة متطابقة (سبائك الألومنيوم "AK" أو "AMG"). على الرغم من أنه في تسعين بالمائة من الحالات ، يكفي أن تأخذ سلكًا كهربائيًا عاديًا من الألومنيوم بالسماكة المطلوبة. تم تشغيل الزر الموجود بالموقد وإمداد الغاز. بين الجزء والطرف قطب كهربائي غير قابل للاستهلاكيحدث قوس كهربائي. إنها تلعب دور الأداة الرئيسية - فهي تذوب الجزء وسلك الحشو.

الخصائص عملية اللحامالفولاذ المقاوم للصدأ

عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يتم استخدام أقطاب كهربائية خاصة مع طلاء من تركيبة السبائك الواقية ، حيث يكون قضيب القطب نفسه مصنوعًا من الفولاذ الخاص عالي السبائك. بسبب هذه التركيبة ، عند خلط المعدن بالمعدن وذوبان الأقطاب الكهربائية للأجزاء المراد لحامها ، يكون ثابتًا التركيب الكيميائيالتماس الذي لن يختلف عمليا في الهيكل عن الفولاذ المقاوم للصدأ الذي صنع منه الجزء.

يتم إجراء اللحام بدون حركات تذبذبية للشعلة ، بزاوية للأمام في قوس قصير. يجب ألا تزيد الزاوية بين مادة الحشو والإلكترود عن 90 درجة ، ويجب تغذية سلك الحشو بشكل مستمر. بعد اكتمال عملية اللحام أو انكسار القوس ، يجب إمداد الغاز باستمرار حتى تنخفض درجة حرارة المعدن إلى 400 درجة مئوية.

أيضًا ، بالإضافة إلى الأقطاب الكهربائية الخاصة المستخدمة في اللحام ، فإن أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوعة من نفس الشركة المصنعة مثل الفولاذ تحظى بشعبية كبيرة ، بينما يتم استخدام التدفقات الخاصة القائمة على الأكسيد أو تدفقات الفلوريد لحماية موقع اللحام من الأكسجين. يمكن أيضًا توفير الهيليوم أو الأرجون أو خليط من الغازات الخاملة الأخرى في موقع اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تستخدم آلات اللحام شبه الأوتوماتيكية الخاصة لتغذية الأسلاك ولحامها بشكل منتظم ، حيث يمكن للآلية الأوتوماتيكية أن تغذي السلك باستمرار.

الأكسجين

الأكسجين هو العنصر الأكثر شيوعًا على الأرض ؛ تمثل حصته (كجزء من المركبات المختلفة ، والسيليكات بشكل أساسي) حوالي 47.4 ٪ من كتلة قشرة الأرض الصلبة. البحرية و مياه عذبةيحتوي كمية كبيرةالأكسجين المرتبط - 88.8٪ (بالكتلة) ، في الغلاف الجوي محتوى الأكسجين الحر 20.95٪ بالحجم و 23.12٪ بالكتلة. يحتوي أكثر من 1500 مركب من قشرة الأرض على الأكسجين في تركيبها.

الأكسجين مكون للعديد من المواد العضوية وموجود في جميع الخلايا الحية. من حيث عدد الذرات في الخلايا الحية ، فهو يبلغ حوالي 25٪ ، من حيث الكسر الكتلي - حوالي 65٪.

تاريخ اكتشاف الأكسجين.

تم الحصول على الأكسجين لأول مرة في 1 أغسطس 1774 في تجارب كيميائيةالكيميائي الإنجليزي جوزيف بريستلي ، الذي أجرى العمل المخبري على أكسيد الزئبق ، وجّه أشعة الشمس بعدسة إلى هذا المركب. عن طريق تحلل أكسيد الزئبق ، تمكن جوزيف بريستلي من عزل مادة بسيطة ، أطلق عليها اسم "ثنائي الهواء المتطور". في عام 1775 ، قام أنطوان لافوازييه بالتحقيق في اكتشاف جوزيف بريستلي ووجد أن الغاز الناتج عن تفاعل كيميائي هو عنصر مكون للهواء الجوي والأحماض والعديد من المواد الأخرى. تم تسمية الغاز الذي حصل عليه جوزيف بريستلي باسم الأكسجين. يأتي اسم "الأكسجين" من الكلمة اللاتينية "Oxygenium". حتى قبل بريستلي ، في عام 1771 ، أجرى الكيميائي السويدي كارل شيل بحثًا عن الأكسجين. أعطى Karl Scheele اسم "الهواء الناري" لاكتشافه ، والذي حدد وصفه في الكتاب. منذ نشر كتاب شيل في وقت متأخر عن اكتشاف بريستلي ، يُنسب اكتشاف الأكسجين إلى جوزيف بريستلي. في تاريخ اكتشاف الأكسجين ، لعبت الأعمال المنشورة سابقًا حول أكسدة وتحلل الزئبق ، والتي قام بها الكيميائي الفرنسي بيير باين ، دورًا مهمًا. تم وضع النقطة الأخيرة في تاريخ اكتشاف الأكسجين ونتائج تحديد اسم الاكتشاف بواسطة الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه ، باستخدام النتائج التي تم الحصول عليها مسبقًا من بريستلي وشيل.

أطلق أنطوان لافوازييه على الغاز الناتج اسم "الأكسجين". بعد إدخال كلمة "حمض" بواسطة M. V. Lomonosov ، ظهر الاسم باللغة الروسية "الأكسجين" (من اليونانية. وتعني "ولادة حمض").

الحصول على الأكسجين.

يحدث الحصول على الأكسجين بطريقتين: الصناعية والمختبرية.

تتمثل الطريقة الصناعية للحصول على الأكسجين في التقطير المبرد واستخدام محطات الأكسجين الغشائية الخاصة.

تستخدم المعامل الأكسجين التقني (المنتج صناعياً) ، والذي يتم تسليمه في أسطوانات أكسجين معدنية تحت ضغط 14.7 ميجا باسكال (150 كجم / سم 2). في المختبرات ، يتم الحصول على الأكسجين عن طريق تسخين برمنجنات البوتاسيوم KMnO4 ، لكن كمية الأكسجين المنتجة ليست كبيرة. طريقة مخبرية أخرى لإنتاج الأكسجين هي التحلل التحفيزي لبيروكسيد الهيدروجين ، حيث يكون ثاني أكسيد المنجنيز هو العامل المساعد. أثناء التحلل الحفزي لكلورات البوتاسيوم ، يتم إطلاق الأكسجين أيضًا. الطرق المعملية للحصول على الأكسجين هي أيضًا تفاعل تحلل أكسيد الزئبق والتحليل الكهربائي لمحلول قلوي مائي.

الخصائص الفيزيائية للأكسجين.

يمكن أن يكون الأكسجين في صورة غازية أو سائلة أو صلبة. في ظل الظروف البيئية العادية ، سيكون الأكسجين غازًا "شبه مغناطيسي" عديم اللون ، عديم الرائحة والمذاق. يبلغ الوزن الجزيئي للأكسجين 15.9994 جم / مول ، وتبلغ كتلة 1 لتر من الأكسجين الغازي 1.429 جرامًا. لاحظ أن الأكسجين قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء أو الكحول ، ولكنه قابل للذوبان بدرجة عالية في الفضة المصهورة.

مع زيادة درجة حرارة الأكسجين الغازي ، يحدث انحلاله القابل للانعكاس في الذرات: +2000 درجة مئوية - 0.03 ٪ ؛ + 4000 درجة مئوية - 59٪ ، وعند درجة حرارة +6000 درجة مئوية - بالفعل 99.5٪.

الأكسجين السائل هو سائل أزرق شاحب بدرجة غليان -182.98 درجة مئوية ونقطة تجمد تبلغ -222.65 درجة مئوية.

الأكسجين الصلب عبارة عن بلورات زرقاء ذات درجة انصهار تبلغ -218.79 درجة مئوية. يمكن أن يكون الأكسجين الصلب المجمد في ست مراحل بلورية مختلفة ، يمكن أن توجد ثلاثة منها عند ضغط جوي واحد. تتشكل المراحل البلورية الثلاث المتبقية من الأكسجين الصلب عند ضغوط عالية.

تتشكل البلورات البرتقالية عند ضغط في حدود 6-8 جيجا باسكال. عند ضغط 10-96 جيجا باسكال ، سيتراوح لون البلورات من الأحمر الداكن إلى الأسود. عند ضغط يتجاوز 96 جيجا باسكال ، تكتسب بلورات الأكسجين الصلب لمعانًا معدنيًا وفي درجات الحرارة المنخفضة تكتسب خاصية الموصلية الفائقة.

الخواص الكيميائية للأكسجين.

الأكسجين عامل مؤكسد قوي جدًا (درجة -2) ويمكن أن يتفاعل مع معظم العناصر لتكوين أكاسيد. تحدث عملية الأكسدة مع إطلاق الطاقة الحرارية وتتسارع مع زيادة درجة الحرارة. في ظل الظروف العادية ، يتفاعل الأكسجين مع الجميع العناصر الكيميائيةباستثناء: الذهب والغازات الخاملة (الهيليوم والكريبتون والزينون والنيون والرادون) ؛ عندما يتعرض التفريغ الكهربائيوالأشعة فوق البنفسجية ، يحدث تفاعل مع الهالوجينات. يساهم الأكسجين في عمليات تنفس الكائنات الحية والاحتراق والتعفن. في الشكل الحر ، يوجد الأكسجين في تعديلين - O2 و O3.

استخدام الأكسجين.

يستخدم الأكسجين في مختلف مجالات النشاط البشري:
علم المعادن. يستخدم الأكسجين في إنتاج الصلب وفي إنتاج بعض المعادن غير الحديدية.
لحام وقطع المعادن. في أعمال اللحام بالغازوقطع المعادن ، يمكن استخدام الأكسجين المعبأ في زجاجات.
وقود الصواريخ. في وقود الصواريخ ، يستخدم الأكسجين السائل كعامل مؤكسد قوي.
الدواء. في الطب ، يستخدم الأكسجين في اسطوانات الأكسجين المعدنية. يستخدم الأكسجين في معدات التنفس الاصطناعي الطبية.
الصناعات الغذائية. تم تسجيل الأكسجين المضافات الغذائية E948 ويستخدم كغاز تعبئة.
الصناعة الكيماوية. الأكسجين عامل مؤكسد قوي!

المشتقات السامة للأكسجين.

أنواع الأكسجين التفاعلية (بما في ذلك الأوزون) هي منتجات شديدة السمية للكائنات الحية ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق التنشيط أو الاختزال الجزئي للأكسجين.

نشبع

ثاني أكسيد الكربون CO2 (ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون ، أنهيدريد الكربون)اعتمادًا على الضغط ودرجة الحرارة ، يمكن أن يكون في حالة غازية أو سائلة أو صلبة.

ثاني أكسيد الكربون في حالته الغازية هو غاز عديم اللون له طعم ورائحة حامضة قليلاً. يحتوي الغلاف الجوي للأرض على حوالي 0.04٪ من ثاني أكسيد الكربون. في الظروف العادية ، تبلغ كثافته 1.98 جم / لتر - حوالي 1.5 ضعف كثافة الهواء.

ثاني أكسيد الكربون السائل (ثاني أكسيد الكربون) سائل عديم اللون والرائحة. في درجة حرارة الغرفة ، يوجد فقط عند ضغوط أعلى من 5850 كيلو باسكال. تعتمد كثافة ثاني أكسيد الكربون السائل بدرجة كبيرة على درجة الحرارة. على سبيل المثال ، في درجات حرارة أقل من 11 درجة مئوية ، يكون ثاني أكسيد الكربون السائل أثقل من الماء ، وفي درجات حرارة أعلى من + 11 درجة مئوية يكون أخف. نتيجة لتبخر 1 كجم من ثاني أكسيد الكربون السائل ، في ظل الظروف العادية ، يتكون ما يقرب من 509 لترًا من الغاز.

عند درجة حرارة حوالي -56.6 درجة مئوية وضغط يبلغ حوالي 519 كيلو باسكال ، يتحول ثاني أكسيد الكربون السائل إلى مادة صلبة - "جليد جاف".

في الصناعة ، أكثر 3 طرق شيوعًا لإنتاج ثاني أكسيد الكربون:

• من الغازات العادمة للصناعات الكيماوية ، وخاصة الأمونيا الاصطناعية والميثانول ؛ يحتوي غاز العادم على ما يقرب من 90 ٪ من ثاني أكسيد الكربون ؛
• من غازات مداخن حرق الغلايات الصناعية غاز طبيعيوالفحم وأنواع الوقود الأخرى ؛ يحتوي غاز المداخن على 12-20٪ ثاني أكسيد الكربون ؛
• من غازات العادم المتولدة أثناء التخمير في عملية الحصول على البيرة والكحول أثناء تكسير الدهون ؛ غاز العادم عبارة عن ثاني أكسيد كربون نقي تقريبًا.

وفقًا لـ GOST 8050-85 ، يتم توفير ثاني أكسيد الكربون الغازي والسائل في ثلاثة أنواع: الدرجة الممتازة والدرجة الأولى والثانية. بالنسبة للحام ، يوصى باستخدام ثاني أكسيد الكربون من الدرجة الأولى والأعلى. يُسمح باستخدام ثاني أكسيد الكربون من الدرجة الثانية في اللحام ، ومع ذلك ، فإن وجود مجففات الغاز أمر مرغوب فيه.

احتياطات السلامة عند العمل بثاني أكسيد الكربون:

ثاني أكسيد الكربون غير سام وغير قابل للانفجار ، ومع ذلك ، عند تركيزه في الهواء فوق 5٪ (92 جم / م 3) ، تنخفض نسبة الأكسجين ، مما قد يؤدي إلى نقص الأكسجين والاختناق. لذلك ، يجب أن تحذر من تراكمه في مناطق سيئة التهوية. لتسجيل تركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء المباني الصناعية ، يتم استخدام أجهزة تحليل الغاز - ثابتة أو محمولة.

عندما ينخفض ​​الضغط إلى الغلاف الجوي ، يتحول ثاني أكسيد الكربون السائل إلى غاز وثلج بدرجة حرارة -78.5 درجة مئوية ويمكن أن يؤدي إلى تلف الغشاء المخاطي للعينين وعضة صقيع في الجلد. لذلك ، عند أخذ عينات من ثاني أكسيد الكربون السائل ، من الضروري استخدام النظارات الواقية والقفازات.

يجب إجراء فحص السعة الداخلية لخزان تم تشغيله مسبقًا لتخزين ونقل ثاني أكسيد الكربون السائل في قناع غاز. يجب تسخين الخزان إلى درجة الحرارة المحيطة ، ويجب نفخ الحاوية الداخلية بالهواء أو تهويتها. لا يجوز استخدام قناع الغاز حتى تقل نسبة حجم ثاني أكسيد الكربون داخل الجهاز عن 0.5٪.

استخدامات ثاني أكسيد الكربون في اللحام:

يستخدم ثاني أكسيد الكربون كغاز تدريع نشط في اللحام القوسي (عادةً اللحام شبه الأوتوماتيكي) قطب كهربائي (سلك) قابل للاستهلاك ، بما في ذلك كجزء من خليط الغاز (مع الأكسجين والأرجون).

يمكن تزويد محطات اللحام بثاني أكسيد الكربون بالطرق التالية:

• مباشرة من محطة مستقلة لإنتاج ثاني أكسيد الكربون ؛
• من وعاء تخزين ثابت - بكميات كبيرة من استهلاك ثاني أكسيد الكربون ولا تمتلك المؤسسة محطة مستقلة خاصة بها ؛
• من قدرة نقل ثاني أكسيد الكربون - بكميات أقل من استهلاك ثاني أكسيد الكربون ؛
• من الاسطوانات - بكميات ضئيلة من استخدام ثاني أكسيد الكربون أو استحالة مد خطوط الأنابيب إلى محطة اللحام.

محطة مستقلة لإنتاج ثاني أكسيد الكربون - ورشة عمل متخصصة منفصلة للمؤسسة تنتج ثاني أكسيد الكربون لاحتياجاتها الخاصة وتزويد المنظمات الأخرى. يتم توفير ثاني أكسيد الكربون ل أعمدة اللحاممن خلال خطوط أنابيب الغاز الموضوعة في ورش اللحام.

مع وجود كميات صغيرة من استهلاك ثاني أكسيد الكربون أو استحالة مد خطوط الأنابيب إلى محطات اللحام ، تُستخدم الأسطوانات لتزويد ثاني أكسيد الكربون. يتم تعبئة أسطوانة سوداء قياسية بسعة 40 لترًا بـ 25 كجم من ثاني أكسيد الكربون السائل ، والذي يتم تخزينه عادةً عند ضغط 5-6 ميجا باسكال. نتيجة لتبخر 25 كجم من ثاني أكسيد الكربون السائل ، يتكون ما يقرب من 12600 لتر من الغاز.

لاستخراج الغاز من الأسطوانة ، يجب أن يكون مزودًا بمخفض السرعة وسخان الغاز ومجفف الغاز. عندما يترك ثاني أكسيد الكربون الأسطوانة ، نتيجة لتمددها ، يحدث تبريد ثابت الحرارة للغاز. عند معدل تدفق غاز مرتفع (أكثر من 18 لترًا / دقيقة) ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تجميد بخار الماء الموجود في الغاز وانسداد المخفض. في هذا الصدد ، من المستحسن وضع سخان غاز بين المخفض وصمام الأسطوانة. عندما يمر الغاز عبر الملف ، يتم تسخينه بواسطة عنصر تسخين كهربائي متصل بالشبكة بجهد 24 أو 36 فولت.

يتم استخدام مجفف الغاز لاستخراج الرطوبة من ثاني أكسيد الكربون. إنه جسم مليء بمادة (عادة هلام السيليكا أو كبريتات النحاس أو هلام الألومنيوم) تمتص الرطوبة جيدًا. مزيلات الرطوبة ذات ضغط مرتفع ، مثبتة قبل المخفض ، وضغط منخفض ، مثبتة بعد المخفض.