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白钢管焊接为什么要充氢气

发布时间:2022-06-01 09:06:43

① 氢气为什么会在焊缝里聚集

氢气 (H₂) 最早与16世纪初被人工合成,当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–81年,亨利·卡文迪许发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体[2] ,在燃烧时产生水,这一性质也决定了拉丁语 “hydrogenium” 这个名字(“生成水的物质”之意)。常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味的气体。

1766年由卡文迪许(H.Cavendish)在英国发现。
在化学史上,人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氧的化合物而非元素”这两项重大成就,主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许(Cavendish,H.1731-1810)。
在化学史上,有一个与这些论文稿有关的有趣的故事。卡文迪许1785年做过一个实验,他将电火花通过寻常空气和氧气的混合体,想把其中的氮全部氧化掉,产生的二氧化氮用苛性钾吸收。实验做了三个星期,最后残留下一小气泡不能被氧化。他的实验记录保存在留下的文稿中,后面写道:“空气中的浊气不是单一的物质(氮气),还有一种不与脱燃素空气(氧)化合的浊气,总量不超过全部空气的1/12.一百多年后,1892年,英国剑桥大学的物理学家瑞利(Ragleigh,L.1842-1919)测定氮的密度时,发现从空气得来的氮比从氨氧化分解产生的氮每升重0.0064克,百思不得其解。化学家莱姆塞(Ramsay,W.1852-1916)认为来自空气的氮气里面能含有一种较重的未知气体。这时,化学教授杜瓦(Duvel,J.1842-1923)向他们提到剑桥大学的老前辈卡文迪许的上述实验和小气泡之谜。他们立即把卡文迪许的科学资料借来阅读,瑞利重复了卡文迪许当年的实验,很快得到了小气泡。莱姆塞设计了一个新的实验,除去空气中的水蒸气、二氧化碳、氧气和氮气后,也得到了这种气体,密度比氮气大,用分光镜检查后,肯定这是一种新的元素,取名氩。这样,卡文迪许当年的工作在1894年元素氩的发现中起了重要作用。从这个故事可看出卡文迪许严谨的科研作风和他对化学的重大贡献。1871年,剑桥大学建立了一座物理实验室,以卡文迪许的名字命名,这就是著名的卡文迪许实验室,它在几十年内,一直是世界现代物理学的一个重要研究中心。
在18世纪末以前,曾经有不少人做过制取氢气的实验,所以实际上很难说是谁发现了氢,即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。早在16世纪,瑞士著名医生帕拉塞斯就描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生;17世纪时,比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特(van Helmont,J.B.1579-1644)曾偶然接触过这种气体,但没有把它离析、收集起来;波义耳虽偶然收集过这种气体,但并未进行研究。他们只知道它可燃,此外就很少了解;1700年,法国药剂师勒梅里(Lemery,N.1645-1715)在巴黎科学院的《报告》上也提到过它。
但是,最早把氢气收集起来,并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。
1766年卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》,讲了他用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”(即氢气),并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来,进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用,所产生的这种气体的量是固定的,与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生爆炸;又发现氢气与氧气化合生成水,从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是,由于他是燃素说的虔诚信徒,按照他的理解:这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素;硫磺燃烧后成为硫酸,那么硫酸中是没有燃素的;而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的,而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时,“它们所含的燃素便释放出来,形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素,这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万(Kirwan,R.1735-1812)等的赞同。由于把氢气充到气球中,气球便会徐徐上升,这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家,后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题,通过精确研究,证明氢气是有重量的,只是比空气轻很多。他是这样做实验的:先把金属和装有酸的烧瓶称重,然后将金属投入酸中,用排水集气法收集氢气并测体积,再称量反应后烧瓶及内装物的总量。这样他确定了氢气的比重只是空气的9%.但这些化学家仍不肯轻易放弃旧说,鉴于氢气燃烧后会产生水,于是他们改说氢气是燃素和水的化合物。
水的合成否定了水是元素的错误观念,在古希腊:恩培多克勒提出,宇宙间只存在火、气、水、土四种元素,它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代,人们一直认为水是一种元素。1781年,普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中,用电火花引爆,发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验,确认这种露滴是纯净的水,表明氢是水的一种成分。这时氧气也已发现,卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验,不仅证明氢和氧化合成水,而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水(发表于1784年)。这些实验结果本已毫无异议地证明了水是氢和氧的化合物,而不是一种元素,但卡文迪许却和普利斯特里一样,仍坚持认为水是一种元素,氧是失去燃素的水,氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”(氢)的燃烧:
(水+燃素)+ (水-燃素)→水
易燃空气(氢) 失燃素空气(氧)
1782年,拉瓦锡重复了他们的实验,并用红热的枪筒分解了水蒸气,明确提出正确的结论:水不是元素而是氢和氧的化合物,纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年,他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogen”(氢),意思是“产生水的”,并确认它是一种元素。
物理性质折叠
M51内的氢气
氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,相同体积比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在101千帕压强下,温度-252.87 ℃时,氢气可转变成无色的液体;-259.1 ℃时,变成雪状固体。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性(特别是被钯吸附)。金属钯对氢气的吸附作用最强。当空气中的体积分数为4%-75%时,遇到火源,可引起爆炸。
氢气是无色无味的气体,标准状况下密度是0.09克/升(最轻的气体),难溶于水。在-252 ℃,变成无色液体,-259 ℃时变为雪花状固体。

② 氩弧焊白钢管什么情况需要冲氩

为了保证焊接质量,采用实芯不锈钢焊丝时都要采用内充氩的

③ 气体保护焊 能否用氢气做保护气

氢气不能单独做保护气。
氢气为可燃气体,易燃烧,发生危险。

使用时主要应用氢气具有还原性,以及氢气的密度小可增加保护气体的扩散性能等因素,但是用纯氢气做焊接保护气体几乎是不可能的,生产中常见的是氢气和二氧化碳的混合气体做焊接金属的保护气。

④ 氢气对焊接接头带来那些危害

焊缝中的氢对焊缝质量的不利影响主要有:
(1)形成氢气孔:当焊接熔池吸收了大量的氢时,则在焊缝凝固时由于氢在钢中的溶解度突然下降,使得焊缝中的氢处于过饱和状态,这时氢原子会结合形成氢分子,而氢分子不溶解于钢,会在液态熔池金属中形成气泡,焊缝凝固时若气泡的逸出速度小于焊缝的凝固速度,就会在焊缝中形成气孔。
(2)产生氢脆:所谓氢脆是指在室温条件下钢中的氢会使钢的塑性严重下降的现象。焊缝中的扩散氢含量越高,则氢脆现象越明显。
(3)产生白点:碳钢和低合金钢焊接时,如含氢量较高,则常常在焊缝的拉伸和弯曲试样的断面上出现银白色的局部脆断点,称之为白点,其直径一般在0.5-3mm 之间。在许多情况下,白点的中心有小的夹杂物或气孔。
(4)产生冷裂纹:焊接冷裂纹常产生于高强钢的焊接过程中,其产生机理是:在钢产生淬硬组织之后,受氢的侵袭和诱发,使焊缝组织脆化,在拘束应力的作用下产生裂纹。因此,氢是引起高强焊接冷裂纹的三大因素之一,并且有延时的特征,常称为延迟裂纹。

⑤ 氢气气体保护焊是什么

气体保护焊(简称气电焊),是用外加气体来保护电焊及熔池的电弧焊。

按保护气体分,有氩弧焊、原子氢焊和二氧化碳气体保护焊等。
(1) 氩弧焊 是以氩气作为保护介质,以可溶的焊丝或不融化的钨棒作电极进行焊接的一种工艺方法。
氩弧焊可用来焊接碳钢、合金钢、有色金属等。
(2) 原子氢焊 是利用氢气的高温化学反应热和电弧的辐射热进行焊接的一种工艺方法。在焊炬上有两个喷嘴,喷嘴中各置一根钨棒作电极,两电极间的夹角可以调节,在两电极间形成扇形电弧;同时通以氢气,即可进行焊接。
(3) 二氧化碳气体保护焊是利用二氧化碳气体作为保护介质的电弧焊。该方法不仅适用于焊接碳钢和合金钢,而且还可适用于磨损零件的堆焊和铸钢件缺陷的补焊。

⑥ 为什么用低氢型焊接材料焊接钢材

简单来说,是因为氢颔联太高容易破坏钢材。
具体原因:
氢在焊接结构中是一种破坏性较大的元素,氢致气孔、氢致裂纹等都是比较明显的危害,同时焊缝金属材料氢含量高后,会导致焊缝组织出白口,焊缝组织变脆,韧性严重下降。

氢气(H2)最早于16世纪初被人工合成,当时用的方法是将金属置于强酸中。1766~81年,亨利·卡文迪许发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体,在燃烧时产生水,这一性质也决定了拉丁语 “hydrogenium” 这个名字(“生成水的物质”之意)。常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味的气体。

⑦ 焊接过程中氢气起到了哪些作用

纯氢气原则上不适合用作焊接的保护气,氢元素对于焊缝来说完全是一种有害气体,氢气孔、氢致裂纹,以及产生白口、脆性断裂、降低冲击韧性等;
不过在部分等离子焊接时,为了改变气体的特性,有时需要在氩气中混合入氢气,但是一般不会超过10%;
另外在等离子切割时,特别是厚板切割时,也会在氮气或氩气中混入不超过50%的氢气。
市场上能买到的一般都是99.9的吧,其他的就不清楚了。

⑧ 电焊做业时为什么会产生氢

焊接时的氢主要来源于空气中的水分或者焊件表面上的杂质,氢气在焊接过程中可以还原被部分氧化的金属氧化物,过量的氢气能把氧化物还原成金属,所以说氢气实际上是保护气,希望此回答令你满意。

⑨ 焊接用的气体有哪些,其性质和用途如何

焊接用的气体按照焊接方式可以分为如下:
一、气焊焊接用的气体有氧气、乙炔
助燃气体主要为氧气,可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。所使用的焊接材料主要包括可燃气体、助燃气体、焊丝、气焊熔剂等。特点设备简单不需用电。设备主要包括氧气瓶、乙炔瓶(如采用乙炔作为可燃气体)、减压器、焊枪、胶管等。由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体,所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。

二、氩弧焊焊接用的保护气体有氩气、或者氦气。

氩弧焊焊接用常用的惰性气体是氩气。它是一种无色无味的气体,在空气的含量为0.935%(按体积计算),氩的沸点为-186℃,介于氧和氦的沸点之间。氩气是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。
氩气是一种比较理想的保护气体,比空气密度大25%,在平焊时有利于对焊接电弧进行保护,降低了保护气体的消耗。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体,即使在高温下也不和金属发生化学反应,从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属,因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体,以原子状态存在,在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小,即本身吸收量小,向外传热也少,电弧中的热量不易散失,使焊接电弧燃烧稳定,热量集中,有利于焊接的进行。
氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时,电弧的引燃较为困难,但电弧一旦引燃后就非常稳定。
三、二氧化碳气体保护焊接用的二氧化碳气体

二氧化碳常温下是一种无色无味、不可燃的气体,密度比空气大,略溶于水,与水反应生成碳酸。
二氧化碳气体保护电弧焊(简称CO2焊)是以二氧化碳气为保护气体,进行焊接的方法。(有时采用CO2+Ar的混合气体)。在应用方面操作简单,适合自动焊和全方位焊接。焊接时抗风能力差,适合室内作业。由于它成本低,二氧化碳气体易生产,广泛应用于各大小企业。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响,使用常规焊接电源时,焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡,通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此,与MIG焊自由过渡相比,飞溅较多。但如采用优质焊机,参数选择合适,可以得到很稳定的焊接过程,使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉,采用短路过渡时焊缝成形良好,加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。

⑩ 氢气为什么能做保护气

氢气不能做保护气。
原因:①氢气是可燃气体,易燃烧,发生危险。
②氢气的密度比空气小得多,氢气会逃逸。

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