Властивості суміші газів: щільність, молярна маса і теплоємність

Газові суміші, які використовуються для зварювального сфери, складаються спеціально для захисту розплавленої ванни металу від впливу негативних факторів. На неї можуть впливати вкраплення кисню з атмосфери, волога, що знаходиться на металі, оксиди, що залишилися після поганої зачистки і так далі. Все це призводить до появи пір і тріщин, що робить фортеця з’єднання набагато нижче і може привести до швидкої поломки. Щоб мінімізувати різні види шлюбу, використовуються зварювальні суміші газів.


Газова суміш в балонах

Як і окремі види газу, вони мають свої властивості, які вбирають від всіх своїх компонентів і забезпечують унікальний результат. Для кожного типу металу, що піддається зварюванню, потрібні свої умови проведення роботи, щоб результат вийшов максимально якісним і надійним. Завдяки цьому і створюються різні типи сумішей, кожен з яких має свою сферою застосування і краще підходить для того чи іншого типу металу або його сплаву.

Галузь застосування

Об’ємна частка газу в суміші задає властивості для кожної субстанції. Виходячи з цих властивостей, змінюється їх сфера використання. Найчастіше вони застосовуються в будівельних роботах, де газове зварювання і напівавтоматична потрібні для отримання надійного з’єднання в металоконструкціях. Багато з них є несучими, так що не повинні містити тріщин, пор, свищів, вкраплень і інших недоліків. Без газової суміші неможливо було б досягти належної якості зварювання і шви виходили б з дефектами.


Форма зварного шва при зварюванні в різних захисних газах

При з’єднанні тонких деталей з металевих листів або труб також використовують дану речовину. Труби набагато краще варити в газовій захисному середовищі, ніж електрозварюванням покритими електродами. Таким чином, суміші знаходять застосування в побутовій, хімічної, нафтової та харчової промисловості. Їх часто використовують на виробничих підприємствах, де йде робота з металом. Машинобудування і інші подібні галузі не обходяться без зварювання напівавтоматом.

Фізико-хімічні властивості

Кожна суміш по-своєму унікальна і має власні властивості. Тут наведені основні властивості одних з часто вживаних варіантів в зварювальної сфері:

суміш

властивості

Ar і СО2

Ar, СО2 і О2

Дає гарне проплавлення металу, зручний в управлінні.

Ar (8-25)% і СО2

Ar, He і СО2

СО2, Ar (15 … 25)% і СО2
Ar 25% і СО2

Підтримує високі показники струму і швидкості зварювання.

Ar 50% і СО2

Може використовуватися для всіх просторових положень. З ним можна проварювати метал на велику. глибину. Висока швидкість зварювання.

СО2

Дає високу температуру, що збільшує товщину робочого металу, але загрожує пропал.

Ar (18)% і СО2

Дає стабільну дугу. Забезпечує покращене сплавлення металу і рівне формування шва. З ним легко керувати ванній.

Ar (2-8)% і О2

Ar (5 … 20)% і СО2

легко керований

З урахуванням того, що в суміші є кілька газів, її властивості будуть визначатися процентним відношенням кожного з них. Щільність суміші газів стане середнім значенням кожного з елементів, щодо його процентного вмісту. Тут наведені основні фізико-хімічні властивості газів, що входять в суміші:

газ

Щільність, кг / м3 Теплоємність, Дж / г * градуси Цельсія Теплопровідність, Вт / м * градуси Цельсія Енергія дисоціації, еВ Потенціал іонізації, В

Перетин зіткнення, м2

Аргон

1,78

0,52 0,19 немає дисоціації 15,7

2,5 * 10-20

гелій

0,17

5,24 1,66 немає дисоціації 24,5

10 * 10-20

вуглекислий

1,97

0,82 0,19 5,5 14,3

25 * 10-20

водень

0,09

14,25 2,36 4,4 15,4

130 * 10-20

кисень

1,43

0,9 5, 12,5

20 * 10-20

азот

1,25

1,03 0,29 7,4 15,5

20 * 10-20

повітря

1,29

1

розрахунок щільності

Щільність суміші газів є величиною, що залежить від властивостей тих компонентів, які входять в субстанцію. Визначити їх можна завдяки різних довідниках. Формула молярної маси суміші газів в такому випадку буде не потрібна, якщо відомі показники щільності кожного компонента. У деяких випадках шуканий результат може бути заздалегідь відомий з тих же довідників і технічних характеристик, якщо мова йде про популярних марках. Але якщо таких даних немає, то щільність суміші газів розраховується як сума добутків щільності кожного, хто входить в неї газу. Значення компонента необхідно помножити на його процентний вміст і скласти все результати.

Популярні суміші

Для самих популярних різновидів щільність суміші газів часто є відомою. Але варто розуміти, що в деяких парах співвідношення може змінюватися. Серед найбільш затребуваних варто відзначити такі:

  • Вуглекислота + Аргон. Один з найбільш затребуваних в зварювальної галузі газів. Вуглекислота забезпечує легкість струменевого перенесення. Найчастіше суміш використовують для зварювання низьковуглецевих сталей. Тут практично не утворюються пори, а шов отримує додаткову пластичність.
  • Кисень + Аргон. Призначається для роботи з високолегованої металами. Найчастіше аргон займає 95% обсягу. Це не дає з’являтися на поверхні металу порам.
  • Водень + Аргон. Ця зварювальний суміш для напівавтомата використовується для з’єднання нікелю та нержавіючої сталі. Його використовують також в якості формувального газу.
  • Гелій + Аргон. Застосовується для нікелю і його сплавів. Забезпечує якісні шви для алюмінію, міді та інших кольорових металів і хромонікелевих сплавів.
  • Активний гази + Аргон. Економічна суміш для різних видів зварювання, в тому числі і для ручного газового. Вона володіє універсальним застосуванням, так як може впоратися з низьколегованими і високолегованої сталі.

висновок

Середня молярна маса суміші газів, їх щільність і інші параметри важливі при складанні самих субстанцій, визначенні їх витрати та інших обчислень. На практичне використання такі параметри практично не надають значення. У більшості випадків параметри є в спеціалізованій літературі або в характеристиках в документах, що поставляються разом з продукцією.