Пламя газовой горелки
Для полного сгорания одного объема ацетилена требуется 2,5 объема кислорода:
2C2H2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О.
Продуктами сгорания является углекислый газ (СО2) и вода (Н2О). При пайке или сварке горелкой ацетилен сжигают в две фазы. В первой фазе происходит неполное сгорание ацетилена за счет кислорода, поступающего из сопла вместе с ним, во второй – в кислороде воздуха. Характер пламени зависит от соотношения количества ацетилена и кислорода.
Пламя, полученное при избытке кислорода на 10-20%, называется нормальным. Если в смеси кислорода значительно больше, чем ацетилена (более чем на 20%), то пламя получается окислительным. При избытке ацетилена образуется так называемое ацетиленистое или восстановительное пламя.
Образование нормального пламени происходит следующим образом. Смесь ацетилена и кислорода на выходе из мундштука горелки нагревается за счет тепла окружающего пламени. При температуре около 600-700гр. ацетилен разлагается на свои составные части – углерод и водород. В результате образуется зона пламени, состоящая из трех свободных элементов: углерода, водорода и кислорода. Эта зона называется ядром пламени. Раскаленный углерод придает ему ярко-ослепительный цвет.
При дальнейшем нагревании смеси происходит неполное сгорание углерода в кислороде смеси, т. е. осуществляется первая фаза горения – с образованием окиси углерода СО. Температура пламени во второй зоне повышается до 3100гр.
Полное сгорание окиси углерода и водорода (вторая фаза горения) происходит в кислороде воздуха. При этом образуется зона пламени, представляющая факел красно-желтого цвета.
Окислительное пламя отличается от нормального тем, что во второй зоне содержится свободный кислород, который может вызвать окисление материала шва. Зона 2 значительно меньше, чем при нормальном пламени, ядро короче и имеет голубоватый оттенок. Окислительное пламя горит с несколько большим шумом, чем нормальное.
При ацетиленистом (восстановительном) пламени в зоне 2 появляется свободный углерод. Это приводит к науглероживанию материала шва, вызывает кипение расплавленного металла вследствие образования газа окиси углерода и связанную с этим пористость шва, поэтому пайка в восстановительном пламени применяется только в некоторых случаях.
Внешний вид пламени при избытке ацетилена меняется в зависимости от количества избыточного ацетилена в подаваемой смеси. При очень небольшом избытке ацетилена пламя сохра-няет нормальный вид и лишь на конце его ядра возникает белый язычок, увеличивающийся по мере добавления избыточного ацетилена.
При сравнительно большом избытке ацетилена пламя становится длиннее нормального, ядро его теряет резкое очертание, делается менее ослепительным и в зоне 3 приобретает светло-желтый оттенок. При значительном избытке ацетилена свободный углерод обнаруживается не только в зоне 2, но и в зоне 3, пламя в связи с этим становится белым и коптящим.