ΟΞΥΓΟΝΟΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ Αρχή λειτουργίας (6.1) Η οξυγονοσυγκόλληση είναι μέθοδος συγκόλλησης των μετάλλων με τή­ξη. Η θερμότητα που απαιτείται για την τήξη των μετάλλων παράγεται α­πό την καύση μείγματος οξυγόνου και καύσιμου αερίου. Το καύσιμο αέριο που χρησιμοποιείται συνήθως σήμερα είναι η ασετυλίνη και σπανιότερα το υδρογόνο, το προπάνιο, το βουτάνιο, το μεθάνιο κ.α. Με τη θερμότητα που παράγεται από τη φλόγα οξυγόνου-ασετιλίνης τα μεταλλικά κομμάτια που πρόκειται να συγκολληθούν, τήκονται στο ση­μείο συγκόλλησής τους και τα μόρια του ενός διεισδύουν στα μόρια του άλλου. Όταν αποψυχθούν, έχουν πια

συγκολληθεί και συμπεριφέρονται σαν ένα σώμα (σχ.1 ). Η φλόγα της οξυγονοασετυλίνης φτάνει σε θερμοκρασία 3200°C και είναι η φλόγα με την ψηλότερη θερμοκρασία. Κανένα άλλο καύσιμο αέριο καιγόμενο με το οξυγόνο δε δίνει τόσο υψηλή θερμοκρασία. Για τη συγκόλληση των μετάλλων προστίθεται πολλές φορές και συγκολλητικό υλικό (κόλληση), το οποίο είναι της ίδιας χημικής σύνθεσης με τα προς συγκόλληση μέταλλα.  

Σχήμα 1: Η αρχή λειτουργίας της οξυγονοσυγκόλλησης Μείγμα αερίων Οξυγόνου - ασετυλίνης Σχήμα 1: Η αρχή λειτουργίας της οξυγονοσυγκόλλησης Φορά συγκόλλησης

Οξυγόνο - φιάλες οξυγόνου Το οξυγόνο (02) είναι αέριο άχρωμο, άοσμο και άγευστο. Το καθαρό οξυ­γόνο που χρησιμοποιείται στην οξυγονοσυγκόλληση, παράγεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα σε ειδικές μονάδες παραγωγής. Ο αέρας ψύχεται μέ­χρι τους -200° C και υγροποιείται. Ο υγροποιημένος αέρας αφήνεται στη συνέχεια να θερμανθεί, οπότε στο πρώτο στάδιο λαμβάνουμε το άζωτο στους -196° C και ακολούθως το καθαρό οξυγόνο στους -183° C. Άλλος τρόπος παραγωγής οξυγόνου είναι με τη μέθοδο της ηλεκτρόλυσης του νερού, κατά την οποία στο ένα ηλεκτρόδιο (στην άνοδο) λαμ­βάνεται το οξυγόνο, ενώ στο άλλο ηλεκτρόδιο (στην κάθοδο) λαμβάνεται το υδρογόνο.

Το καθαρό οξυγόνο αποθηκεύεται σε χαλύβδινες φιάλες χωρίς ραφή Το καθαρό οξυγόνο αποθηκεύεται σε χαλύβδινες φιάλες χωρίς ραφή. Το πάχος του ελάσματος του χάλυβα είναι 8,75mm και η εξωτερική διάμε­τρος της φιάλης 200mm. Το συνολικό ύψος της φιάλης μαζί με το κλεί­στρο είναι 1700mm (σχ. 8.3.2α). Ο τύπος αυτός της φιάλης έχει χωρητικό­τητα 40 λίτρα. Η αποθήκευση του οξυγόνου γίνεται σε πίεση 150 bar (150 χ 105 Pa). Υπάρχουν και φιάλες των 50 λ, όπου το οξυγόνο αποθηκεύεται σε πίε­ση 200 bar. Το χρώμα τους είναι τυποποιημένο (με άσπρο κολλάρο).

Ασετυλίνη - φιάλες ασετυλίνης Η ασετυλίνη (C2H2) είναι αέριο άχρωμο και με άσχημη μυρωδιά. Η καθαρή ασετυλίνη σε μικρές ποσότητες δεν είναι δηλητηριώδης. Όταν όμως συ­γκεντρωθεί σε ποσότητες πάνω από 40% σ' ένα χώρο, τότε μπορεί να μας προκαλέσει ασφυξία. Παράγεται από το ανθρακασβέστιο (CaC2), όταν αυτό αντιδράσει με νε­ρό (2Η20). Πριν χρησιμοποιηθεί για συγκόλληση καθαρίζεται από ενώσεις του φωσφόρου και του θείου και αποθηκεύεται σε χαλύβδινες φιάλες.

Οι φιάλες ασετυλίνης κατασκευαστικά είναι ίδιες με του οξυγόνου, αλλά το χρώμα τους είναι κίτρινο. Η χωρητικότητά τους είναι 40λ και η αποθήκευση της ασετυλίνης γίνεται σε πίεση 15 bar. Η ασετυλίνη είναι ένα ασταθές και επικίνδυνο αέριο, το οποίο, αν συμπιεστεί πάνω από 1,5 bar μπορεί να εκραγεί. Πώς γίνεται όμως και αποθηκεύεται μέσα στις φιάλες σε υψηλή πίεση (15 bar), χωρίς να υπάρχει ο κίνδυνος έκρηξής της; Αυτό οφείλεται στο ότι η ασετυλίνη στη φιάλη δεν είναι σε μορφή αερίου αλλά σε μορφή υγρής διάλυσης ασετυλίνης-ακετόνης.

Η ακετόνη είναι ένα μη εύφλεκτο υγρό, το οποίο έχει την ιδιότητα, κάτω από συνθήκες πίεσης, να απορροφά και να διαλύει μεγάλες ποσότητες ασετυλίνης. Εκτός από την ακετόνη οι φιάλες περιέχουν και μια πορώδη μάζα, η οποία αποτελείται από ελαφρόπετρα, γη διατόμων και ειδικά επεξεργασμένο ξυλάνθρακα. Η πορώδης μάζα λειτουργεί σαν σφουγγάρι και απορροφά μέσα της τη διάλυση ασετυλίνης-ακετόνης (σχ. 8.3.3α). Όταν ανοίξουμε τη φιάλη, για να πάρουμε ασετυλίνη, αυτή βγαίνει μέσα από την ακετόνη, όπως το ανθρακικό οξύ μέσα από ένα μπουκάλι αεριούχου αναψυκτικού.

Πώς είναι το εσωτερικό του κυλίνδρου Ασετυλίνης Τομή εκπαιδευτικού κυλίνδρου ασετυλίνης