что это и для чего нужен, устройство и схема стандартного электрода

На чтение 4 мин. Просмотров 4.5k. Опубликовано 11.11.2018 Обновлено 28.07.2019

Стандартный – это элемент сравнения, применяющийся для определения потенциалов в гальванических элементах и при различных электрохимических реакциях.

Так как измерить потенциал отдельного невозможно, используется сравнительный элемент, в частности в составе электролитических ячеек.

Стандартный водородный электрод: что это?

Электроды сравнения – электрохимические системы, использующиеся для измерения электродных потенциалов.

Любой , находящийся в состоянии термодинамического равновесия, способный обеспечить постоянство во времени и воспроизводимость всех характеристик, может служить элементом сравнения.

Разновидности электродов для измерения pH.

Наиболее распространенными являются водородный, каломельный, галогеносеребряный и оксидно-ртутный вариант устройства.

Стандартный элемент сравнения представляет собой проволоку или пластинку, выполненную из металла, который хорошо адсорбирует гидроген.

Обычно используются такие металлы, как платина или палладий, на которые электролитическим методом нанесена платина в тонкодисперсном состоянии. Это увеличивает активную площадь поверхности для взаимодействия с гидрогеном.

Пластина погружается в водный раствор, насыщенный ионами гидрогена. Через раствор, под атмосферным давлением, пропускается химически чистый водород.

В результате поверхность платиновой пластины гидрогенизируется и на границе поверхности платиновой пластины с раствором устанавливается равновесие между переходом гидрогена из молекулярного состояния в атомарное и наоборот.

Как он работает?

Принцип работы устройства основан на растворимости металлов в электролите.

Даже при погружении металла в воду он начинает подвергаться действию ее молекул.

С поверхности пластины начинают отрываться ионы, и они попадают в слой воды, контактирующий с металлом. В результате нейтральный атом превращается в ион.

Это приводит к высвобождению отрицательно заряженных частиц – электронов. Между положительными атомами и электронами появляется потенциал. Его действие обуславливает концентрацию ионов у поверхности металла, образуя адсорбционный слой.

Такая структура носит название – двойной электрический слой.

Устройство водородного электрода.

В электрохимии потенциалы металлов измеряются в вольтах, по отношению к некоторому стандартному элементу. Согласно международной договоренности, в качестве такого элемента принято считать стандартный ВЭ.

При давлении газообразного водорода на границе с раствором в 1 атмосферу, концентрации положительных ионов водорода 1 моль/л и температуре 298 К, потенциал принимается равным 0 и его называют нормальным водородным электродом.

В настоящее время не существует методики, позволяющей независимо определить потенциал отдельно взятого . Для этих целей применяется данное устройство.

В частности, собирается гальваническая цепь, состоящая из измеряемого и ВЭ. Так как потенциал второго принят за 0, то относительный потенциал второго будет равен электродвижущей силе гальванического элемента.

[box type=”info”]При работе данного устройства важно использовать гидроген, хорошо очищенный от примесей серы и мышьяка. Также нежелательной примесью является кислород, который может реагировать с гидрогеном на поверхности платиновой пластины с образованием воды, что приведет к нестабильной работе.[/box]

Схема стандартного водородного электрода

Данное устройство используют для измерения потенциалов электрохимических реакций.

Стандартный водородный электрод.

Схема водородного электрода представляет собой:

• пластину, изготовленную из палладия или платины;
• подвод газообразного водорода;
• водный раствор, как правило, соляной или серной кислоты с концентрацией водорода 1 моль/л;
• водяной затвор;
• электролитический мост для соединения со второй половиной гальванической цепи.

Устройство элемента сравнения очень простое. Кроме того, его можно применять в широком интервале температур и давлений, а также в не водных и частично водных растворах.

[box type=”info”]Эксплуатация устройства сопряжена с определенными трудностями, например, с необходимостью постоянной подачи химически чистого водорода. Несмотря на это, стандартные элементы сравнения широко использовались в работах многих известных ученых.[/box]

Так, С.П.Л. Серенсен, с использованием данного устройства, разработал современную теорию pH-метрии, а Макклендон впервые использовал сравнения для внутрижелудочной pH-метрии.

Итог

Стандартный сравнительный элемент широко используется для определения потенциалов электродов. Для этого собирается гальванический элемент, состоящий из измеряемого и стандартного водородного электрода.

Также его применяют для определения растворимости, pH-метрии, скорости протекания электрохимических реакций и для измерения концентрации ионов водорода. Простота схемы ВЭ делает его наиболее удобным для использования.

Водородный сварочный аппарат: преимущества работы

Что такое водородная сварка

Альтернативой газовым горелкам, работающим на ацетилене, стала водородная сварка. Она применяется для соединения различных материалов, не только металлов. Компактные установки используются в стоматологии, ювелирном деле, мастерских по ремонту автотехники. При желании можно сделать установку, генерирующую газовую смесь, своими руками. Водородная сварка используется в быту и на производстве.

Сущность водородной сварки

Сварка водородом основана на способности Н₂ сгорать с большим выделением тепла. Для пламени необходима газовая смесь с большим содержанием водорода. Кислород связывается воспламеняющимися органическими жидкостями, их требуется немного. Водородное пламя не видно в дневное время суток, в аппаратах используют специальные датчики, контролирующие подачу газа.

Для генерации водородной смеси используют электролизеры. Вода распадается на составные молекулы под действием электрического тока. Получается горючая газовая смесь с необходимым соотношением водорода и кислорода.

Среди промышленного оборудования внимания заслуживают отечественные сварочные аппараты серии «Лига». Они работают от стандартной сети 220 В, заправляются дистиллированной водой, она используется в качестве среды для электролиза. Под воздействием тока молекулы распадаются на кислород и водород. Смесь газов поступает в охладитель-обогатитель, где конденсируется избыточная влага. С газовой смеси добавляют горючие жидкости:

• бензол;
• спирт;
• бензин;
• толуол;
• другие углеводородные композиции.

Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

Преимущества и недостатки

Водородная технология в сравнении с другими видами термического соединения металлов выигрывает по многим позициям:

• эффективности;
• безопасности;
• экологичности.

Компактные аппараты удобны для соединения многих материалов:

• углеродистых, низколегированных и сталей;
• стекла;
• литейного чугуна;
• некоторых цветных сплавов;
• стекла;
• керамики;
• композитных материалов.

Сварочный процесс не связан с частой зарядкой оборудования, экономится много времени. На генерацию газа уходит не более 5 минут. При небольших габаритах у аппаратов большая рабочая мощность. В отличие от ацетиленовой сварки водородная не загрязняет атмосферу продуктами горения, парами азота. Оборудование отличается пожаробезопасностью, у конструкции риски возгорания, взрывов минимальные. В процессе работы швы не окисляются.

Несколько слов о недостатках водородных аппаратов:

• область применения ограничена размерами сопла, маленькой горелкой сваривают только тонкостенные детали;
• при работе с некоторыми цветными металлами не избежать пористости, прочность соединения снижается;
• пламя сложно регулировать «на глазок», факел невидим невооруженным глазом.

Применение водородного сварочного аппарата

Используя аппараты атомно-водородной сварки, производят:

• пайку металла;
• сварку стальных заготовок любого размера;
• порошковое защитное напыление;
• кислородную резку проката;
• наплавку деталей.

Водородная сварка применяется не только при строительных работах, благодаря компактности, аппараты используют:

• мастера по ремонту холодильного оборудования, радиаторов;
• стоматологи;
• ювелиры;
• радиолюбители;
• мастерские, занимающиеся кузовным ремонтом автотехники.

Диапазон использования аппаратов обширен. Используя возможности атомно-водородной сварки, ремонтируют чугунные изделия (металл характеризуется высокой текучестью). Единственное ограничение использования электролизеров – высокая экзотермия. Это фактор повышено риска, при сварке водородом используют охлаждающие системы.

Как сделать водородную сварку своими руками

Небольшой аппарат для водородной сварки своими руками сделать несложно. Чертеж можно найти на сайтах, все необходимое – в хозяйственном магазине.

1. Емкость для раствора щелочи, водород высвобождается при диссоциации. Используют стеклянную тару – банку объемом 0,5 л. В капроновой крышке делают два отверстия для проводов, идущих к электродам. Для герметизации конструкции используют клей «Момент», необходимо ограничить доступ кислорода к жидкости.
2. Электроды делают из полосок нержавеющего проката, рекомендуемая высота – 4 см. Пластинки скрепляют диэлектрическими шпильками на большом удалении друг от друга, чтобы использовать весь объем жидкости. Клеммы фиксируют болтами так, чтобы по краям были минусы, в центре – плюс. К ним будет подводиться ток.
3. Отводной штуцер для выхода газа делается из гибкой трубки, через нее с помощью шприца закачивается 10% раствор NaOH. Щелочь разводят в дистиллированной воде. В рабочем состоянии самодельный электролизер нагревается до +80°С.
4. Гидрозатвором служит другая емкость, заполненная водой на 1/3 объема. В нее помещают конец отводного штуцера.
5. Рабочее сопло, из которого выходит горючая смесь газов, должно быть металлическим. Умельцы используют медицинские иглы.
6. Источник постоянного тока – аккумулятор напряжением до 12 В или выпрямитель. Выработка газов зависит от силы тока. Меняя показатели, регулируют мощность пламени. Для сварки тонкостенных заготовок достаточно напряжения 3 вольта.

Электролиз начинается при замыкании электроцепи, через 2–3 минуты струя, выходящая из сопла, загорается. Можно приступать к работе.

Техника безопасности при сварке водородом

Промышленные аппараты для водородной и атомно-водородной сварки оснащают системой автоматического отключения. При повышенном давлении газовой смеси подача тока прекращается автоматически, без участия сварщика. Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

1. Газовая горелка располагается на удалении от воспламеняющихся и огнеопасных веществ. Во время работы сопло держат в противоположной стороне от источника питания. Пользуются ограждающими экранами.
2. Закрытое помещение необходимо периодически проветривать.
3. Пламя негативно влияет на сетчатку и глазное яблоко. При водородной сварке рекомендуется пользоваться затемненными очками.
4. На газовые баллоны при перевозке надевают защитный колпак, устанавливают металлические резервуары в решетчатые подставки, чтобы во время движения транспорта баллоны не соприкасались друг с другом и не падали.
5. На сварочном участке не хранят кислород, в минуты отдыха выключают сварочное оборудование.

При соблюдении правил эксплуатации работать безопасно. Качественные соединения получают без вреда для себя и окружающей природы.

Как получают и применяют водород для сварки

В условиях ужесточения экологических требований к промышленным процессам проводятся работы по поиску безвредных видов топлива. Не остались без внимания и сварочные работы с использованием в качестве основных источников энергии горючих газов – пропана, ацетилена и других. В результате исследований оказалось возможным заменить их водородом, или, вернее смесью из водорода и кислорода.

Получение водорода

Водород можно получить при помощи электролиза воды, точнее, щелочного раствора гидроксида натрия (каустической соды, едкого натра, это все названия одного и того же вещества). Гидроксид добавляют в воду для ускорения реакции.

Для получения водорода достаточно опустить в раствор два электрода и подать на них постоянный ток. В ходе электролизного процесса на положительном электроде будет выделяться кислород, на отрицательном – водород. Объем выделяемого водорода будет в два раза больше, чем объем выделяемого кислорода.

В химическом выражении реакция выглядит следующим образом:

Остается технически разделить эти два газа и воспрепятствовать их смешиванию, поскольку в результате образуется смесь, обладающая огромной потенциальной энергией. Оставлять процесс без контроля крайне опасно.

Для сварки водород получают при помощи специальных аппаратов – электролизеров. Для их питания необходимо электричество напряжением от 230 В. Электролизеры, в зависимости от конструкции, могут работать на трехфазном токе и на однофазном.

Преимущества и недостатки

В результате сгорания водорода не образуется никаких вредных веществ, в отличие от случаев, когда для сварки используется ацетилен. Происходит это потому, что при сгорании водорода в среде кислорода, образуется вода, точнее водяной пар, который не содержит никаких вредных примесей.

Температура пламени водородно-кислородной смеси может регулироваться в пределах 600-2600 °C, что позволяет сваривать и резать даже самые тугоплавкие материалы.

Для получения водорода в качестве сырья используется только вода и электроэнергия, что делает стоимость работ низкой по сравнению с другими видами сварки.

Все вышеперечисленные свойства позволяют использовать водородную сварку в замкнутых пространствах, помещениях с плохой вентиляцией, в колодцах, тоннелях, подвалах домов.

Стоит отметить и такое преимущество водородной сварки, как возможность смены сопла горелки. Водород поддерживает пламя практически любой конфигурации и размера.

Использовать тонкую струю газа, дающую пламя не толще швейной иглы, можно даже при работе с ювелирными изделиями из драгоценных металлов. Для тонкого пламени не требуется наличие дополнительного кислорода, достаточно растворенного в воздухе.

Недостатком водородной сварки можно считать зависимость ее от наличия источника электроэнергии, необходимой для получения водорода. Использование баллонов с водородом не допускается по причине опасности их транспортировки и эксплуатации.

Атомно-водородный способ

Одной из разновидностей сварки, в которой задействован водород, является атомно-водородная сварка. Процесс ее основан на явлении диссоциации (распада) молекулярного водорода на атомы.

Для распада, молекула водорода должна получить значительное количество тепловой энергии. Атомное состояние водорода настолько неустойчиво, что длится лишь доли секунды. А далее происходит восстановление водорода из атомного в молекулярный.

При восстановлении выделяется большое количество теплоты, которую и используют при атомно-водородной сварке для разогрева и плавления свариваемых деталей из металла.

На практике весь процесс реализуется при помощи электросварки с двумя неплавящимися электродами. Для получения необходимого тока, возбуждающего дугу, может использоваться обычный сварочный аппарат. А вот держатель или горелка имеют необычную конструкцию.

Электроды и горелка

Электроды с горелкой, в которую подается водород, расположены под углом друг к другу. Дуга возбуждается между этими двумя электродами. Водород, или азотно-водородная смесь, подаваемые в зону дуги, под воздействием высокой температуры переходят в состояние атомарного водорода.

Далее при возвращении в молекулярную форму, водород отдает тепло, создающее температуру, которая в сумме с температурой дуги может достигать 3600 °C.

Поскольку диссоциации происходит с поглощением тепла (водород оказывает охлаждающее влияние), то напряжение для разжигания дуги должно быть достаточно высоким – около 250-300 В. в дальнейшем напряжение можно понизить до 60-120 В, и дуга при этом может отлично гореть.

Интенсивность горения будет зависеть от расстояния между электродами и количества водорода, подаваемого в зону сварки.

Горение дуги

Разжигание дуги производится кратковременным замыканием электродов между собой или на графитовой пластинке при обдувании электродов газом. После разжигания дуги, расстояние до свариваемых деталей поддерживается в пределах 5-10 мм.

Если дуга не касается свариваемого металла, она горит равномерно и устойчиво. Ее называют спокойной. При малых расстояниях, до детали, когда пламя дуги почти касается детали, образуется сильный резкий звук. Такая дуга называется звенящей.

Технология сварки сходна с технологией обычной газовой.

Сварка с применением атомно-водородного метода была придумана и исследована в 1925 году американским ученым Лангмюром. В процессе исследований вместо дуги использовалась теплота от горения вольфрамовой нити, через которую пропускался водород.

В бытовых условиях

Для использования водородной сварки в быту необязательно покупать аппараты для получения водорода. Они, как правило, обладают большой производительностью и мощностью. К тому же, такие генераторы громоздкие и дорогие.

В бытовых условиях часто требуются небольшие объемы сварочных работ, поэтому оборудование для водородной сварки целесообразно изготовить самостоятельно.

Питание и рабочая жидкость

Питание можно подавать от автомобильного зарядного устройства или от самодельного выпрямителя, который можно изготовить, имея подходящий трансформатор и несколько полупроводниковых диодов.

В качестве рабочей жидкости должен использоваться раствор гидроокиси натрия. Он будет являться лучшим электролитом, чем простая вода. По мере уменьшения уровня раствора, необходимо просто добавлять воду. Количество гидроксида натрия будет всегда постоянно.

Корпус и трубки

В качестве корпуса для генератора водорода можно использовать обычную литровую банку с полиэтиленовой крышкой. В крышке необходимо просверлить отверстия под диаметр стеклянных трубок.

Трубки будут использоваться для отвода образующихся газов. Длина трубок должна быть достаточной для того, чтобы нижние концы были погружены в раствор.

Внутри трубок должны быть размещены электроды, по которым подается постоянный ток. Места прохода трубок через крышку необходимо загерметизировать любым силиконовым герметиком.

Отвод водорода

Из трубки, в которой находится отрицательный электрод, будет выделяться водород. Необходимо предусмотреть возможность отвода его при помощи шланга. Отводить водород необходимо через гидрозатвор.

Он представляет собой еще одну полулитровую банку с водой, в крышку которой вмонтированы две трубки. Одну из них, по которой подается водород от генератора, погружают в воду. Вторая выводит прошедший через воду водород из затвора и через шланги или эластичные трубки подает к горелке.

Водяной затвор необходим для того, чтобы пламя от горелки не прошло в генератор при падении давления водорода.

Горелка

Горелку можно сделать из иглы от медицинского шприца. Толщина ее должна быть 0,6-0,8 мм. Для держателя иглы можно приспособить подходящие пластиковые трубки, части корпусов шариковых ручек, автоматических карандашей. Необходимо предусмотреть и подвод к горелке кислорода от генератора.

Интенсивность образования водорода и кислорода в генераторе будет зависеть от величины подаваемого напряжения. Поэкспериментировав с этими параметрами, можно достичь температуры пламени горелки 2000-2500 °C.

Изготовленный своими руками аппарат, выполняющий водородную сварку, возможно с успехом применять для резки или для соединения сваркой либо пайкой различных мелких деталей из черного и цветного металла. Это может понадобиться при ремонте различных предметов домашнего обихода, деталей автомобилей, различных металлических инструментов.

Технология водородной сварки – где применяется, каким оборудованием выполняется, плюсы и минусы

Сварка, резка, пайка осуществляется не только с использованием ацетиленового огня. Всё больше мастеров отдают предпочтение водородной сварке.

Причиной тому экологическая польза и полная безопасность. Рабочий процесс не занимает много времени, сохраняя при этом высокую эффективность.

Мы детальнее расскажем о том, как сделать водородную сварку у себя дома.

Характеристика

Отметим, что сварка водородом — это один из видов газопламенной. Этот метод уже многие годы используется в самых разных сферах. В качестве газа здесь используется ацетилен.

В процессе водородной вместо ацетилена используют водород, смешанный с кислородом. Это позволило достичь большей эффективности, создавая узкие и высококачественные швы.

Но и такого метода существует свой недостаток — в процессе сварки в ванне возникает большое количество шлака. Чтобы избежать этого, газовую смесь смешивают с органическими веществами, чтобы гасить кислород.

Подобными веществами выступают чаще всего углеводороды с температурой кипения от 30 до 80°С: бензин, гексан, гептан и прочие.

Другой преградой во время рабочего процесса стала необходимость выбора мощного источника подачи газа. Баллоны с водородом использовать слишком небезопасно.

При работе со сжиженным водородом в больших объемах человек рискует получить удушье или головокружение!

Небольшим недостатком также является, огонь водорода, который невозможно увидеть при дневном свете, поэтому в аппарате применяют специальные датчики.

Водородная сварка не подходит для работы с нержавеющей сталью. Только для сварки железных изделий или элементов из малоуглеродистых сталей.

Режимы работы, области применения водородной сварки

Источником питания для аппарата водородной сварки может служить как электрическая трёхфазная сеть, так и домашняя. Аппарат может работать в двух режимах: ручном и автоматическом. Температура огня в горелке может достигать 600-2500°С.

Использовать аппарат атомно-водной сварки намного проще, чем может показаться. Необходимый режим работы можно задать за несколько минут, определив потребности газа и нагрева прямо на месте.

Преимущество водорода в том, что он не загрязняет воздух отходами производства. Это связано с тем, оборудование, работающее на углеводороде, выделяют чистый пар.

Водород образовывается внутри аппарата. Сварщик заливает воду внутрь, а там она расщепляется на атомы O2 и Н.

Таким образом получается энергетически мощная газовая смесь для сварочных работ. Работоспособность техники поддерживается 1,5 литрами дистиллированной воды и электрическим током.

Всегда нужно носить специальную одежду и защитные очки.

С помощью этого аппарата вы можете паять, сваривать, напылять порошком, наплавлять, проводить кислородную резку. Правильный режим работы позволит делать самые разные задачи: как соединять тонкие элементы, так и резать крепкие листы стали большой толщины.

Интересно, что эти аппараты используются не только в промышленности, но в стоматологии, ювелирном деле, ремонте холодильных машин и радиаторов и т.д.

Высокий уровень безопасности во время сварки достигается специальной системой автоматического отключения. Если давление в аппарате достигнет критической точки, он выключается.

Плюсы и минусы

Водородная сварка имеет ряд положительных качеств:

• высокий уровень эффективности,
• высокая безопасность во время рабочего процесса,
• экологическая польза — отсутствие загрязнения,
• портативность и удобство,
• можно работать с разными материалами: металлы, стекло, сплавы,
• может работать только на воде и его не нужно перезаряжать.

Но даже при таких преимуществ, способ имеет свои негативные стороны:

• обычные аппараты подойдут только для деталей небольшой толщины, а для больших элементов понадобиться более мощная техника,
• сварочные швы в медных деталях будут пористыми.

Огонь сжиженного водорода не виден при дневном свете.

Техника безопасности

Мы не раз говорили о безопасности водородной сварки. Однако некоторая опасность все равно существует. Кислородные редукторы при неосторожном обращении могут загореться и взорваться.

Представляем вам основные правила безопасности:

1. Внимательно следите за расстоянием между горелкой и взрывоопасными веществами.
2. Не забывайте дышать свежим воздухом в перерывах между работой.
3. Всегда носите специальные защитные очки, чтобы избежать воздействия яркого света. Иначе вы рискуете повредить сетчатку, а также кровеносные сосуды глаз разлетающимся шлаком или металлическими частичками.
4. Баллоны с газом следует транспортировать на тележке и в защитном колпаке. Ни в коем случае не роняйте и не сталкивайте баллоны. Также не ставьте их рядом с местом сварки или резки.
5. Удерживайте горелку строго в другом направлении от источника питания. Если нет такой возможности, защитите источник стальным щитом.
6. Во время каждого перерыва отключайте аппарат, и гасите огонь горелки.

Может показаться, что водородная сварка металлов практически не отличается от газовой. Но она смогла открыть новые возможности и сферы применения.

При грамотном отношении к технике безопасности можно в итоге сделать высококачественный и надежный сварочный шов. При этом не пострадает ни окружающая среда, ни люди, выполняющие сварку.

✅ Водородный сварочный аппарат: преимущества работы

Что такое водородная сварка

Альтернативой газовым горелкам, работающим на ацетилене, стала водородная сварка. Она применяется для соединения различных материалов, не только металлов. Компактные установки используются в стоматологии, ювелирном деле, мастерских по ремонту автотехники. При желании можно сделать установку, генерирующую газовую смесь, своими руками. Водородная сварка используется в быту и на производстве.

Сущность водородной сварки

Сварка водородом основана на способности Н₂ сгорать с большим выделением тепла. Для пламени необходима газовая смесь с большим содержанием водорода. Кислород связывается воспламеняющимися органическими жидкостями, их требуется немного. Водородное пламя не видно в дневное время суток, в аппаратах используют специальные датчики, контролирующие подачу газа.

Для генерации водородной смеси используют электролизеры. Вода распадается на составные молекулы под действием электрического тока. Получается горючая газовая смесь с необходимым соотношением водорода и кислорода.

Среди промышленного оборудования внимания заслуживают отечественные сварочные аппараты серии «Лига». Они работают от стандартной сети 220 В, заправляются дистиллированной водой, она используется в качестве среды для электролиза. Под воздействием тока молекулы распадаются на кислород и водород. Смесь газов поступает в охладитель-обогатитель, где конденсируется избыточная влага. С газовой смеси добавляют горючие жидкости:

• бензол;
• спирт;
• бензин;
• толуол;
• другие углеводородные композиции.

Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

Преимущества и недостатки

Водородная технология в сравнении с другими видами термического соединения металлов выигрывает по многим позициям:

• эффективности;
• безопасности;
• экологичности.

Компактные аппараты удобны для соединения многих материалов:

• углеродистых, низколегированных и сталей;
• стекла;
• литейного чугуна;
• некоторых цветных сплавов;
• стекла;
• керамики;
• композитных материалов.

Сварочный процесс не связан с частой зарядкой оборудования, экономится много времени. На генерацию газа уходит не более 5 минут. При небольших габаритах у аппаратов большая рабочая мощность. В отличие от ацетиленовой сварки водородная не загрязняет атмосферу продуктами горения, парами азота. Оборудование отличается пожаробезопасностью, у конструкции риски возгорания, взрывов минимальные. В процессе работы швы не окисляются.

Несколько слов о недостатках водородных аппаратов:

• область применения ограничена размерами сопла, маленькой горелкой сваривают только тонкостенные детали;
• при работе с некоторыми цветными металлами не избежать пористости, прочность соединения снижается;
• пламя сложно регулировать «на глазок», факел невидим невооруженным глазом.

Применение водородного сварочного аппарата

Используя аппараты атомно-водородной сварки, производят:

• пайку металла;
• сварку стальных заготовок любого размера;
• порошковое защитное напыление;
• кислородную резку проката;
• наплавку деталей.

Водородная сварка применяется не только при строительных работах, благодаря компактности, аппараты используют:

• мастера по ремонту холодильного оборудования, радиаторов;
• стоматологи;
• ювелиры;
• радиолюбители;
• мастерские, занимающиеся кузовным ремонтом автотехники.

Диапазон использования аппаратов обширен. Используя возможности атомно-водородной сварки, ремонтируют чугунные изделия (металл характеризуется высокой текучестью). Единственное ограничение использования электролизеров – высокая экзотермия. Это фактор повышено риска, при сварке водородом используют охлаждающие системы.

Как сделать водородную сварку своими руками

Небольшой аппарат для водородной сварки своими руками сделать несложно. Чертеж можно найти на сайтах, все необходимое – в хозяйственном магазине.

1. Емкость для раствора щелочи, водород высвобождается при диссоциации. Используют стеклянную тару – банку объемом 0,5 л. В капроновой крышке делают два отверстия для проводов, идущих к электродам. Для герметизации конструкции используют клей «Момент», необходимо ограничить доступ кислорода к жидкости.
2. Электроды делают из полосок нержавеющего проката, рекомендуемая высота – 4 см. Пластинки скрепляют диэлектрическими шпильками на большом удалении друг от друга, чтобы использовать весь объем жидкости. Клеммы фиксируют болтами так, чтобы по краям были минусы, в центре – плюс. К ним будет подводиться ток.
3. Отводной штуцер для выхода газа делается из гибкой трубки, через нее с помощью шприца закачивается 10% раствор NaOH. Щелочь разводят в дистиллированной воде. В рабочем состоянии самодельный электролизер нагревается до +80°С.
4. Гидрозатвором служит другая емкость, заполненная водой на 1/3 объема. В нее помещают конец отводного штуцера.
5. Рабочее сопло, из которого выходит горючая смесь газов, должно быть металлическим. Умельцы используют медицинские иглы.
6. Источник постоянного тока – аккумулятор напряжением до 12 В или выпрямитель. Выработка газов зависит от силы тока. Меняя показатели, регулируют мощность пламени. Для сварки тонкостенных заготовок достаточно напряжения 3 вольта.

Электролиз начинается при замыкании электроцепи, через 2–3 минуты струя, выходящая из сопла, загорается. Можно приступать к работе.

Техника безопасности при сварке водородом

Промышленные аппараты для водородной и атомно-водородной сварки оснащают системой автоматического отключения. При повышенном давлении газовой смеси подача тока прекращается автоматически, без участия сварщика. Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

1. Газовая горелка располагается на удалении от воспламеняющихся и огнеопасных веществ. Во время работы сопло держат в противоположной стороне от источника питания. Пользуются ограждающими экранами.
2. Закрытое помещение необходимо периодически проветривать.
3. Пламя негативно влияет на сетчатку и глазное яблоко. При водородной сварке рекомендуется пользоваться затемненными очками.
4. На газовые баллоны при перевозке надевают защитный колпак, устанавливают металлические резервуары в решетчатые подставки, чтобы во время движения транспорта баллоны не соприкасались друг с другом и не падали.
5. На сварочном участке не хранят кислород, в минуты отдыха выключают сварочное оборудование.

При соблюдении правил эксплуатации работать безопасно. Качественные соединения получают без вреда для себя и окружающей природы.

Технология водородной сварки своими руками

В настоящее время сваривать, резать и паять детали можно не только ацетиленовым пламенем. Сегодня, все чаще прибегают к использованию водородного. Это обусловлено тем, что атомно водородная сварка является абсолютно безвредной. Водородный сварочный аппарат позволяет производить сварку быстро и эффективно, при этом работа характеризуется абсолютной безопасностью. В статье рассмотрим как произвести водородную сварку своими руками.

Особенности процесса сварки водородом

Начнем с того, что сварка водородом является разновидностью газопламенной. Газовая сварка своими руками активно применяется уже на протяжении многих лет. Горючим газом здесь выступает ацителин. При водородной сварке вместо ацителина применяется водород, который смешивается с кислородом. Такой метод оказался более эффективным. В результате получается тонкий и качественный шов, однако, у подобного способа есть один минус, который заключается в том, что в процессе сварки в сварочной ванне образуется много шлака. Чтобы этого не происходило в газовую смесь добавляют небольшое количество органических веществ, которые гасят кислород. В качестве таких веществ обычно используются углеводороды, температура кипения которых варьируется в промежутке 30-80°С: бензин, гексан, гептан, бензол.

Еще одной трудностью, с которой приходилось сталкиваться при сварке водородом стал выбор эффективного источника подачи газа. Использовать водородный баллон нецелесообразно и к тому же очень опасно.

сварочный аппарат для водородной сварки

Сжиженный водород при сильной концентрации может вызывать у человека такие симптомы как: удушье и головокружение!

Еще один минус состоит в том, что пламя такого газа абсолютно незаметно днем. Поэтому кислородный сварочный аппарат может работать с применением датчиков.

Обратите внимание! Водородная сварка своими руками может использоваться для соединения деталей из малоуглеродистых сталей, железа. Для сваривания изделий из нержавейки она не пригодна.

Способы применения водородного сварочного аппарата

Сварочный водородный аппарат может функционировать как от электрической трехфазной сети, так и от бытовой. Также применяется в ручном и автоматическом режимах. В процессе работы в горелку подаются смесь кислорода и водорода, температурный режим пламени составляет 600-2500°С.

Стоит отметить, что атомно-водородная сварка с таким аппаратом отличается простотой использования. Обычно нужный рабочий режим задается в считанные минуты, что зависит от требуемого расхода газа и температуры в месте, где производится процесс. При сварке водородом, в отличие от ацетилена, окружающая среда не загрязняется вредными веществами. Это обусловлено тем, что приборы, в которых как горючее выступает углеводород, выделяют только чистый пар. Работает аппарат благодаря водороду, который вырабатывается в самом приборе. Он образуется за счет того, что вода (которая заливается вручную) расщепляется на атомы кислорода и водорода, в результате чего образуется газовая смесь с большой энергией, которая необходимо для проведения сварки. Для эффективной работы такого устройства нужно 1,5 литра дистиллированной воды и электричество.

Несмотря на то, что водородный сварочный аппарат безопасен, в процессе эксплуатации стоит надеть защитную одежду и очки.

Используя такие приборы можно выполнить такие процедуры как: пайка, сваривание, порошковое напыление, наплавка, кислородная резка. Исходя из того, какой рабочий режим выбрать, можно выполнить самые разные по сложности работы: от соединения деталей маленькой толщины до резки толстых и прочных стальных листов. Помимо основного своего предназначения, такие аппараты активно применяются у стоматологов, ювелиров, мастеров по ремонту холодильников, а также во время кузовных работ, при обслуживании и ремонте радиаторов и т.д.

Высокая безопасность сварочных работ обеспечивается благодаря тому, что в комплектацию устройства входит система автоматического отключения, которая отключает прибор, если рабочее давление превысит норму.

Достоинства и недостатки водородной сварки

Соединение деталей подобным способом обладает множеством преимуществ, о которых нельзя не упомянуть:

• высокая эффективность,
• безопасность выполнения сварочных работ,
• экологичность, поскольку в атмосферу не выделяются вредные токсины,
• аппараты компактные и удобные в управлении,
• подходят для обработки деталей, выполненных из различных материалов: сталь, стекло, чугун, цветные металлы,
• работают на воде, для нормального бесперебойного функционирования не требуются другие составляющие,
• сварочный аппарат не нужно перезаряжать.

Несмотря на большое количество плюсов, выделяются и некоторые недостатки:

• маленькие горелки могут применяться исключительно для тонких изделий, для толстых деталей нужны мощные сварочные аппараты,
• если вы соединяете детали из меди или из легированной стали, то полученные швы будут сопровождаться множеством пор,
• пламя от чистого водорода практически невозможно рассмотреть невооруженным глазом.

Правила безопасности при сварке водородом

Несмотря на то, что в статье неоднократно упоминалось о том, что водородная сварка своими руками – это безопасный процесс, все же пренебрегать мерами осторожности не стоит, т.к. это чревато воспламенением кислородных редукторов и как следствие взрывом.

Поэтому стоит соблюдать следующие правила:

• Следите за тем, чтобы газовая горелка не находилась слишком близко к воспламеняющимся и огнеопасным веществам.
• Если процесс производится в небольшом помещении, то делайте перерывы и периодически выходите на свежий воздух.
• Осуществляя сварочные работы обязательно надевайте защитные очки, иначе яркие лучи могут негативно сказаться на состоянии сетчатки и кровеносной оболочке глаз. Разбрызгивающийся металл и шлак очень опасны для открытых глаз.
• Если вы используете газовые баллоны, то перевозите их на тележке и обязательно надевайте на них защитный колпак. Важно, чтобы во время перевозки баллоны не соприкасались друг с другом и не падали. В участке, где металл сваривается или режется нельзя хранить кислородные баллоны.
• Осуществляя сварку водородом, горелку надо держать по направлению к противоположной стороне от источника питания. Если вы не в состоянии соблюсти это правило, то оградите источник посредством железного щита.
• Если во время работы вы делаете перерыв, то пламя горелки обязательно надо тушить.

Исходя из вышеописанного можно сделать вывод, что технология выполнения соединения металлов посредством водородной сварки идентична газовой. Однако, атомно водородная сварка значительно расширила спектр возможностей выполнения различных процессов. Если выполнять все условия эксплуатации, то в конечном результате можно получить качественный и прочный шов при полной безопасности и безвредности как для окружающей среды, так и для людей, выполняющих сварку.

Технология водородной сварки — где применяется, каким оборудованием выполняется, плюсы и минусы

Сварка, резка, пайка осуществляется не только с использованием ацетиленового огня. Всё больше мастеров отдают предпочтение водородной сварке.

Причиной тому экологическая польза и полная безопасность. Рабочий процесс не занимает много времени, сохраняя при этом высокую эффективность.

Мы детальнее расскажем о том, как сделать водородную сварку у себя дома.

Характеристика

Отметим, что сварка водородом — это один из видов газопламенной. Этот метод уже многие годы используется в самых разных сферах. В качестве газа здесь используется ацетилен.

В процессе водородной вместо ацетилена используют водород, смешанный с кислородом. Это позволило достичь большей эффективности, создавая узкие и высококачественные швы.

Но и такого метода существует свой недостаток — в процессе сварки в ванне возникает большое количество шлака. Чтобы избежать этого, газовую смесь смешивают с органическими веществами, чтобы гасить кислород.

Подобными веществами выступают чаще всего углеводороды с температурой кипения от 30 до 80°С: бензин, гексан, гептан и прочие.

Другой преградой во время рабочего процесса стала необходимость выбора мощного источника подачи газа. Баллоны с водородом использовать слишком небезопасно.

При работе со сжиженным водородом в больших объемах человек рискует получить удушье или головокружение!

Небольшим недостатком также является, огонь водорода, который невозможно увидеть при дневном свете, поэтому в аппарате применяют специальные датчики.

Водородная сварка не подходит для работы с нержавеющей сталью. Только для сварки железных изделий или элементов из малоуглеродистых сталей.

Режимы работы, области применения водородной сварки

Источником питания для аппарата водородной сварки может служить как электрическая трёхфазная сеть, так и домашняя. Аппарат может работать в двух режимах: ручном и автоматическом. Температура огня в горелке может достигать 600-2500°С.

Использовать аппарат атомно-водной сварки намного проще, чем может показаться. Необходимый режим работы можно задать за несколько минут, определив потребности газа и нагрева прямо на месте.

Преимущество водорода в том, что он не загрязняет воздух отходами производства. Это связано с тем, оборудование, работающее на углеводороде, выделяют чистый пар.

Водород образовывается внутри аппарата. Сварщик заливает воду внутрь, а там она расщепляется на атомы O2 и Н.

Таким образом получается энергетически мощная газовая смесь для сварочных работ. Работоспособность техники поддерживается 1,5 литрами дистиллированной воды и электрическим током.

Всегда нужно носить специальную одежду и защитные очки.

С помощью этого аппарата вы можете паять, сваривать, напылять порошком, наплавлять, проводить кислородную резку. Правильный режим работы позволит делать самые разные задачи: как соединять тонкие элементы, так и резать крепкие листы стали большой толщины.

Интересно, что эти аппараты используются не только в промышленности, но в стоматологии, ювелирном деле, ремонте холодильных машин и радиаторов и т.д.

Высокий уровень безопасности во время сварки достигается специальной системой автоматического отключения. Если давление в аппарате достигнет критической точки, он выключается.

Плюсы и минусы

Водородная сварка имеет ряд положительных качеств:

• высокий уровень эффективности,
• высокая безопасность во время рабочего процесса,
• экологическая польза — отсутствие загрязнения,
• портативность и удобство,
• можно работать с разными материалами: металлы, стекло, сплавы,
• может работать только на воде и его не нужно перезаряжать.

Но даже при таких преимуществ, способ имеет свои негативные стороны:

• обычные аппараты подойдут только для деталей небольшой толщины, а для больших элементов понадобиться более мощная техника,
• сварочные швы в медных деталях будут пористыми.

Огонь сжиженного водорода не виден при дневном свете.

Техника безопасности

Мы не раз говорили о безопасности водородной сварки. Однако некоторая опасность все равно существует. Кислородные редукторы при неосторожном обращении могут загореться и взорваться.

Представляем вам основные правила безопасности:

1. Внимательно следите за расстоянием между горелкой и взрывоопасными веществами.
2. Не забывайте дышать свежим воздухом в перерывах между работой.
3. Всегда носите специальные защитные очки, чтобы избежать воздействия яркого света. Иначе вы рискуете повредить сетчатку, а также кровеносные сосуды глаз разлетающимся шлаком или металлическими частичками.
4. Баллоны с газом следует транспортировать на тележке и в защитном колпаке. Ни в коем случае не роняйте и не сталкивайте баллоны. Также не ставьте их рядом с местом сварки или резки.
5. Удерживайте горелку строго в другом направлении от источника питания. Если нет такой возможности, защитите источник стальным щитом.
6. Во время каждого перерыва отключайте аппарат, и гасите огонь горелки.

Может показаться, что водородная сварка металлов практически не отличается от газовой. Но она смогла открыть новые возможности и сферы применения.

При грамотном отношении к технике безопасности можно в итоге сделать высококачественный и надежный сварочный шов. При этом не пострадает ни окружающая среда, ни люди, выполняющие сварку.

Водородно кислородная сварка

Высокоэффективное водородно-кислородное пламя может служить качественной альтернативой ацетилено-кислородному пламени в процессах сварки, резки и пайки. Частично, водородно-кислородная сварка может стать заменой свариванию в среде инертных газов. Этот метод, в отличие от стандартных, является практически безвредным, поскольку продуктом горения в данном процессе является пар. Водородная сварка выполненная своими руками для исполнителей, владеющих навыками газовой сварки своими руками, не требует длительного переучивания, достаточным является краткий инструктаж

Особенности водородно-кислородной сварки

История газовой сварки насчитывает около ста лет. Основным горючим газом повсеместно являлся ацетилен. Исследования ученых показали, что использование водорода вместо ацетилена позволяет получить такую же производительность и высокое качество сварного шва при сварке углеродистых сталей и других материалов. Водородная газовая сварка является разновидностью процессов газопламенной обработки материалов, происходящих с использованием смеси горючего газа с кислородом.

Трудность состояла в том, что ацетилено-кислородное пламя по отношению к расплавленному железу является восстановительным, а водородно-кислородное – окислительным. Сварочная ванна при использовании водорода в качестве горючего газа покрывалась сплошным слоем шлака, шов становился пористым и хрупким. Проблему помогло решить использование органических веществ, обладающих способностью связывать кислород. В качестве таких добавок стали применять углеводороды, имеющие температуру кипения в пределах 30-80 градусов. Это могут быть бензины, гексан, гептан, толуол, бензол. Необходимое для процесса их количество крайне мало.

Особенности водородного пламени

После решения технологических вопросов затруднением оставалась газовая смесь для сварки в связи с отсутствием эффективного источника водорода. Использование водородных баллонов является крайне нерентабельным. К тому же, такие баллоны – источник повышенной опасности. Сжиженный водород может стать причиной сильных обморожений, большие концентрации этого вещества вызывают удушье и головокружения. Также, опасной особенностью водородного пламени является невидимость при дневном свете. Определить его можно только при помощи специальных датчиков.

Создание электролизеров

Решением проблемы стали электролизеры – аппараты, которые с помощью электрической энергии позволяют получать сразу, причем в оптимальном соотношении, и водород, и кислород. Очередной сложностью оказалась громоздкость оборудования, необходимого для выработки достаточного для промышленных целей количества горючей смеси. Существующие ранее передвижные аппараты могли обеспечить только потребности ювелиров и зубных техников. Стационарные аппараты, способные сваривать металл толщиной 5-6 мм, весили порядка 300 кг. В конце прошлого века был создан передвижной электролизер, с помощью которого стала возможна портативная газовая сварка с достаточным временем работы без дозаправки и приемлемой производительностью в условиях промышленности и на строительных площадках.

Принцип работы водородно-кислородных электролизеров

Водородно-кислородные газосварочные аппараты представляют собой электролизеры, в которых под воздействием электричества вода разлагается на кислород и водород. Сварочное оборудование может работать от бытовой или трехфазной электросети. Смесь водорода и кислорода подается по шлангу в стандартную ацетилено-кислородную сварочную горелку. Сущность газовой сварки с использованием водорода такая же, как и обычной газовой сварки.

Водородно – кислородный сварочный аппарат

Единственное отличие – применение водородно-кислородной смеси вместо привычных ацетилен-кислородной и пропан-кислородной.

Сварочные водородно-кислородные аппараты разной мощности позволяют решить практически все задачи, ставящиеся перед газопламенной обработкой материалов. С их помощью осуществляют: сварку, наплавку, пайку, термоупрочнение, порошковое напыление и порошковую наплавку, кислородную резку – ручную и машинную. Различные режимы газовой сварки с водородом дают возможность выполнения широкого спектра работ – от микросварки и микропайки пламенем толщиной с иголку до резки стальных листов толщиной порядка 300 мм. Работа аппаратов может вестись и в ручном, и в автоматическом режимах.

Даже малогабаритные переносные аппараты при такой незначительной мощности – 1,8 кВт, потребляемой от двухфазной бытовой сети, могут решить проблему сваривания и резки листов из черного и цветного металла толщиной до 2 мм. Температуру чистого пламени можно легко отрегулировать от 600 до 2600 градусов. Такие электролизеры популярны среди стоматологов, ювелиров, ремонтников холодильных агрегатов.

Более мощные модели водородно-кислородных сварочных аппаратов, позволяющие сваривать металл толщиной до 3 мм, приобрели популярность на станциях технического обслуживания, где применение взрывоопасных баллонов с кислородом и пропаном запрещено. Простая система контроля производительности позволяет использовать аппарат в самых труднодоступных зонах при ремонте блоков двигателей, радиаторов, ступиц, во время кузовных работ. В случае достижения предельных уровней давления и электролита встроенная контрольная система подает сигнал. Происходит автоматическое отключение аппарата от источника электрического питания. Такие меры предосторожности обеспечивают двойную пожарную и взрывобезопасность.

Для профессионалов

Для работников аварийных служб разработаны специальные аппараты, позволяющие сваривать трубы с толщиной стенки до 5 мм в условиях отсутствия трехфазной сети. Эти электролизеры можно применять для заварки дефектных зон чугунного и цветного литья, ручной и машинной резки металлов с толщиной стенки до 30 мм. Такие способы газовой сварки осуществляют с питанием подогревающего пламени резака от аппарата и подачей режущего кислорода из баллона. Данная технология позволяет получать более чистый рез, чем при использовании ацетилена и пропана. При этом процессе не происходит науглероживание и закаливание металла, отсутствуют грат и загрязняющие атмосферу выбросы оксида азота. Такие модели электролизеров позволяют вести безопасную кислородную резку в тоннелях, колодцах, метрополитенах, где запрещается использование пропана и ацетилена. Некоторые аппараты подобного типа дают возможность проводить работы при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Водородная газовая сварка видео наглядно демонстрирует ход сварочного процесса с применением электролизера.

Наиболее часто сварка в среде защитных газов выполняется в углекислом газе и аргоне. Подробнее о технологии читайте в этой статье.

Преимущества использования водородно-кислородных электролизеров

Современные производители газосварочного оборудования предлагают электролизно-водные сварочные аппараты, обладающие рядом преимуществ по сравнению с традиционными способами сварки с использованием пропана и ацетилена.

Ключевые особенности аппаратов:

• Аппараты легки в эксплуатации – перезарядка нужна редко, а ее трудоемкость значительно ниже, чем трудозатраты при перезарядке генератора.
• Быстрый выход в рабочий режим – 1-5 мин, в зависимости от необходимого расхода газа и температуры окружающей среды.
• Возможность получения значительной мощности при небольших габаритных размерах оборудования.
• Экологическая чистота сварочного процесса. Работа с ацетиленом сопровождается загрязнением среды токсичными оксидами азота. При сварке в помещениях норматив по содержанию азота, как правило, не выдерживается, что отрицательно сказывается на здоровье работников. В водородно-кислородных аппаратах единственным продуктом горения является абсолютно безвредный водяной пар.
• Аппараты являются пожаровзрывобезопасным оборудованием как при работе, так и при хранении. Защитная одежда при водородно-кислородной сварке такая же, как и при обычной газовой: плотная роба, рукавицы, очки для газовой сварки.

Использование ацетиленовых генераторов и баллонов является целесообразным исключительно в полевых условиях при отсутствии источников электроэнергии. Во всех других случаях громоздкое газосварочное оборудование могут заменить высокоэффективные, удобные, долговечные аппараты, работающие на электричестве и воде.

Современный метод пайки металлов, как работает водородная сварка

В современном мире поиск технологий, не несущих вред экологии окружающей среды, стал модной особенностью этого времени. Не обошла эта тенденция и сварочные работы. Несмотря на то, что сварка применяется уже более ста лет, основным рабочим газом остается ацетилен, но в последнее время все более популярной становится водородная сварка. Что это за метод? Есть ли отличия от обычной дуговой? Об этом, а также об особенностях этого типа сварки и об используемом оборудовании расскажем подробнее.

Особенности

Водородное пламя — прекрасная альтернатива сварке ацетиленом. При этом данная технология практически безвредна, так как во время горения дуги задействован только водород, а именно водяной пар. Но при всей безопасности, шов в результате может получиться тонким и пористым, а в сварочной зоне образоваться много шлака. Во избежание тонких и слабых швов в процессе сварочных работ к водороду добавляют другие газы. Основные 5 наименований:

Эти кислородные соединения облегчают процесс сварки. Их добавляют по чуть-чуть, поэтому стоимость работ весьма низкая, по сравнению с другими видами сварки.

Водородное пламя при горении абсолютно не видно, особенно при дневном освещении. Для его контроля применяются специальные датчики.

Использование баллонов с газом, в данном случае водородом, невозможно, так как высок риск утечки. Высокая концентрация водорода в помещении может вызвать приступ удушья и головокружение, а также спровоцировать взрыв.

По причине невозможного использования сжиженного газа в баллонах, его стали извлекать из воды. Для этого потребовались специальные аппараты, заполненные водой. При прохождении электрического тока через воду, она распадается на кислород и водород, количество последнего вполне хватает для сварочных работ.

Для выработки водорода посредством электролиза стали производить специальные сварочные аппараты — электролизеры, в которых дистиллят вырабатывает оптимальное количество как кислорода, так и водорода. Изначально электролизеры были довольно громоздкими, но впоследствии стали более компактными и мобильными, что совсем не повлияло на качество сварных соединений.

Преимущества и недостатки

Сварка в водородной среде пока не так известная как аргонодуговая, или же ручная. Однако, у этого метода имеется ряд положительных моментов, о которых необходимо знать:

• максимальное время входа в рабочий режим всего 5 минут;
• сварочный аппарат не требует частой перезарядки, а это экономия времени;
• компактность оборудования не влияет на мощность;
• обеспечение высоких рабочих температур позволяет работать с тугоплавкими металлами, стеклом и даже керамикой;
• готовые соединения не подвергаются окислению;
• работа аппарата от обычной бытовой сети;
• оборудование на основе воды абсолютно пожаробезопасно;
• для работы без сбоев достаточно наличие воды (по возможности, дистиллированной) и источника электрического тока;
• возможность сварки мелких довольно мелких деталей.

К достоинствам водородной сварки можно отнести то, что высокая рабочая температура горелки позволяет не только сваривать металл аккуратными и прочными швами, но и осуществлять его резку.

Перечисленные положительные свойства сварки водородом позволяют осуществлять работы при плохой вентиляции, в закрытых помещениях, туннелях, шахтах, подвалах, а также в замкнутых пространствах.

При многообразии положительных моментов, недостатком данного метода можно считать только зависимость сварочного аппарата от электрической сети.

О процессе

Для осуществления сварочных работ в водородной среде необходимо использовать качественное оборудование. Сварочный аппарат — электролизер играет далеко не последнюю роль в получении аккуратного соединения. Его основными составляющими являются:

• горелка для подачи газа к заготовкам;
• шланг для соединения элементов;
• охладитель — обогатитель, в котором скапливается лишняя влага;
• регулятор мощности тока;
• регулятор уровня пламени (гаситель).

Процесс сварки водородом проходит намного быстрее, чем у других типов. Началом служит распад дистиллята на составляющие. После этого водород из одноатомного становится двухатомным, высвобождая энергию, ускоряющую процесс соединения. Благодаря такому водороду сварные швы получаются не только аккуратными, но и герметичными.

Водородная сварка подходит практически для соединения любых металлов, даже для вольфрама. При работе с изделиями из нержавеющей стали водород растворяется в расплавленном никеле, а при взаимодействии с медью швы получаются рыхлыми и слабыми, но не окисляются.

При работе со сваркой водородом обязательным условием является направление струи пламени в противоположную от электролизера сторону, так как рабочая температура в водородной среде варьируется от 250°С до 3000°С. По этой же причине не стоит пренебрегать защитной амуницией и использовать при работе специальную одежду, обувь и очки для сварочных работ.

Аппарат своими руками

Приобрести сварочный электролизер можно в любой точке мира без особых усилий, но такая покупка нанесет сильный удар по бюджету.

Так как цена на водородные резаки довольно высока, намного экономичнее сделать своими руками. Для самостоятельного создания электролизера потребуется:

• Основная емкость. В домашних условиях для этого подойдет обычная стеклянная банка с полиэтиленовой крышкой. Минимальный объем банки пол литра. В крышке необходимо прорезать отверстия для выводов проводов, электродных контактов и газоотводной трубки. Отверстия герметизируют хорошим клеем или герметиком. Банка заполняется электролитом.
• Электроды. В качестве электродов могут выступать полоски из нержавейки.
• Гидродозатор. Это второй сосуд в схеме, в котором газы насыщаются парами горючих веществ.
• Емкость с водой. Это третий сосуд, в который отправляются насыщенные газы, он осуществляет функцию блокировки выхода газов.
• Игла от шприца. Она будет обеспечивать выход газов.
• Трансформатор. Для него подойдет аналогичный прибор из телевизора старого образца. Надо только снять вторичную обмотку и самостоятельно намотать новую медную.
• Горелка. Для этой функции прекрасно подходит игла от капельницы, так как она толще, чем игла от обычного шприца.

После закрепления всех элементов и соединения их между собой необходимо проверить герметичность всех выходов. От качества сборки зависит длительность службы аппарата.

Сварочные работы с применением водорода набирают популярность. Этот способ сваривания металлов (и не только) является самым экологически безопасным по сравнению с другими. Наиболее востребован такой метод среди непрофессионалов и в домашних условиях.

Соблюдение техники безопасности и правил индивидуальной защиты предотвратит возникновение пожароопасных и чрезвычайных ситуаций. Не стоит работать водородом вблизи от легковоспламеняющихся веществ.

Доступность схем и материалов для создания сварочного электролизера своими руками позволит изготовить его достаточно быстро и без особых затрат. Кроме того собственноручно сделанный резак лучше подходит для сварки мелких деталей.

Технология водородной сварки своими руками

В настоящее время сваривать, резать и паять детали можно не только ацетиленовым пламенем. Сегодня, все чаще прибегают к использованию водородного. Это обусловлено тем, что атомно водородная сварка является абсолютно безвредной. Водородный сварочный аппарат позволяет производить сварку быстро и эффективно, при этом работа характеризуется абсолютной безопасностью. В статье рассмотрим как произвести водородную сварку своими руками.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СВАРКИ ВОДОРОДОМ

Начнем с того, что сварка водородом является разновидностью газопламенной . Газовая сварка своими руками активно применяется уже на протяжении многих лет. Горючим газом здесь выступает ацителин. При водородной сварке вместо ацителина применяется водород, который смешивается с кислородом. Такой метод оказался более эффективным. В результате получается тонкий и качественный шов, однако, у подобного способа есть один минус, который заключается в том, что в процессе сварки в сварочной ванне образуется много шлака . Чтобы этого не происходило в газовую смесь добавляют небольшое количество органических веществ, которые гасят кислород. В качестве таких веществ обычно используются углеводороды, температура кипения которых варьируется в промежутке 30-80°С: бензин, гексан, гептан, бензол.

Еще одной трудностью, с которой приходилось сталкиваться при сварке водородом стал выбор эффективного источника подачи газа. Использовать водородный баллон нецелесообразно и к тому же очень опасно.

СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОРОДНОГО СВАРОЧНОГО АППАРАТА

Сварочный водородный аппарат может функционировать как от электрической трехфазной сети, так и от бытовой. Также применяется в ручном и автоматическом режимах. В процессе работы в горелку подаются смесь кислорода и водорода, температурный режим пламени составляет 600-2500°С.

Стоит отметить, что атомно-водородная сварка с таким аппаратом отличается простотой использования. Обычно нужный рабочий режим задается в считанные минуты, что зависит от требуемого расхода газа и температуры в месте, где производится процесс. При сварке водородом, в отличие от ацетилена, окружающая среда не загрязняется вредными веществами. Это обусловлено тем, что приборы, в которых как горючее выступает углеводород, выделяют только чистый пар. Работает аппарат благодаря водороду, который вырабатывается в самом приборе. Он образуется за счет того, что вода (которая заливается вручную) расщепляется на атомы кислорода и водорода, в результате чего образуется газовая смесь с большой энергией, которая необходимо для проведения сварки. Для эффективной работы такого устройства нужно 1,5 литра дистиллированной воды и электричество.

Несмотря на то, что водородный сварочный аппарат безопасен, в процессе эксплуатации стоит надеть защитную одежду и очки.

Используя такие приборы можно выполнить такие процедуры как: пайка, сваривание, порошковое напыление, наплавка, кислородная резка. Исходя из того, какой рабочий режим выбрать, можно выполнить самые разные по сложности работы: от соединения деталей маленькой толщины до резки толстых и прочных стальных листов. Помимо основного своего предназначения, такие аппараты активно применяются у стоматологов, ювелиров, мастеров по ремонту холодильников, а также во время кузовных работ , при обслуживании и ремонте радиаторов и т.д.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ВОДОРОДНОЙ СВАРКИ

Соединение деталей подобным способом обладает множеством преимуществ, о которых нельзя не упомянуть:

• высокая эффективность,
• безопасность выполнения сварочных работ,
• экологичность, поскольку в атмосферу не выделяются вредные токсины,
• аппараты компактные и удобные в управлении,
• подходят для обработки деталей, выполненных из различных материалов: сталь, стекло, чугун, цветные металлы,
• работают на воде, для нормального бесперебойного функционирования не требуются другие составляющие,
• сварочный аппарат не нужно перезаряжать.

Несмотря на большое количество плюсов, выделяются и некоторые недостатки:

• маленькие горелки могут применяться исключительно для тонких изделий, для толстых деталей нужны мощные сварочные аппараты,
• если вы соединяете детали из меди или из легированной стали, то полученные швы будут сопровождаться множеством пор,
• пламя от чистого водорода практически невозможно рассмотреть невооруженным глазом.

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СВАРКЕ ВОДОРОДОМ

Несмотря на то, что в статье неоднократно упоминалось о том, что водородная сварка своими руками – это безопасный процесс, все же пренебрегать мерами осторожности не стоит, т.к. это чревато воспламенением кислородных редукторов и как следствие взрывом.

Поэтому стоит соблюдать следующие правила:

• Следите за тем, чтобы газовая горелка не находилась слишком близко к воспламеняющимся и огнеопасным веществам.
• Если процесс производится в небольшом помещении, то делайте перерывы и периодически выходите на свежий воздух.
• Осуществляя сварочные работы обязательно надевайте защитные очки, иначе яркие лучи могут негативно сказаться на состоянии сетчатки и кровеносной оболочке глаз . Разбрызгивающийся металл и шлак очень опасны для открытых глаз .
• Если вы используете газовые баллоны, то перевозите их на тележке и обязательно надевайте на них защитный колпак. Важно, чтобы во время перевозки баллоны не соприкасались друг с другом и не падали. В участке, где металл сваривается или режется нельзя хранить кислородные баллоны.
• Осуществляя сварку водородом, горелку надо держать по направлению к противоположной стороне от источника питания. Если вы не в состоянии соблюсти это правило, то оградите источник посредством железного щита.
• Если во время работы вы делаете перерыв, то пламя горелки обязательно надо тушить.

Исходя из вышеописанного можно сделать вывод, что технология выполнения соединения металлов посредством водородной сварки идентична газовой. Однако, атомно водородная сварка значительно расширила спектр возможностей выполнения различных процессов. Если выполнять все условия эксплуатации, то в конечном результате можно получить качественный и прочный шов при полной безопасности и безвредности как для окружающей среды, так и для людей, выполняющих сварку.

Источники:

http://svarkaprosto.ru/tehnologii/vodorodnaya-svarka
http://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/gazovaya-i-gazozashhitnaya-svarka/vodorodnaya-svarka.html
http://prosvarku.info/tehnika-svarki/vodorodnaya-svarka
http://elsvarkin.ru/texnologiya/vodorodno-kislorodnaya-svarka/
http://svarkoy.ru/teoriya/vodorodnaya-svarka.html
http://zen.yandex.ru/media/id/5bf3137cd8320000adc8b015/5bfb8a46a6e16e00a906168c

Лучшая цена на водородный сварочный аппарат — Выгодные предложения на водородный сварочный аппарат от мировых продавцов водородных сварочных аппаратов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для установки водородной сварки. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший водородный сварочный аппарат в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой водородный сварочный аппарат на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в установке водородной сварки и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести водородный сварочный аппарат по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Основные сведения о стержневых электродах с низким содержанием водорода

Сварка

палкой остается ключевым моментом для множества сварочных работ, отчасти потому, что материалы, используемые во многих сферах применения, продолжают поддаваться процессу, и это то, что многие сварщики хорошо знают.Когда дело доходит до сварки штангой, электроды E7018 Американского общества сварки (AWS; Майами, Флорида) являются обычным выбором, поскольку они обеспечивают подходящие механические и химические свойства для различных применений, а также низкий уровень водорода, что помогает предотвратить образование трещин, вызванное водородом .

Основные сведения о стержневых электродах E7018 с низким содержанием водорода могут быть полезны для понимания их работы, характеристик и получаемых сварных швов. Как правило, стержневые электроды E7018 обеспечивают низкий уровень разбрызгивания и плавную, стабильную и тихую дугу.Эти характеристики присадочного металла дают сварщику хороший контроль над дугой и сводят к минимуму необходимость очистки шва после сварки — как важные факторы в приложениях, требующих особого внимания к качеству сварки и тепловложению, так и при соблюдении строгих сроков.

Эти электроды обеспечивают хорошую скорость наплавки и хорошее проплавление, что означает, что сварщики могут добавить больше сварочного металла в шов за определенное время, чем многие другие электроды (например, E6010 или E6011), и при этом обычно могут избежать дефектов сварного шва, таких как отсутствие сварного шва. слияние.Добавление к этим электродам таких элементов, как железо, марганец и кремний, обеспечивает явные преимущества, включая (но не ограничиваясь) способность успешно сваривать грязь, мусор или прокатную окалину.

Хорошее зажигание и перезапуск дуги, помогающее устранить такие проблемы, как пористость в начале сварки, являются дополнительным преимуществом стержневых электродов E7018. Для хорошего повторного зажигания (повторного возникновения дуги) необходимо сначала удалить кремний, образующийся на конце электрода.Однако важно проверить все требования перед сваркой, поскольку некоторые нормы или процедуры не допускают повторного зажигания стержневых электродов.

Как указано в их классификации AWS, стержневые электроды E7018 обеспечивают предел прочности на разрыв не менее 70 000 фунтов на квадратный дюйм (обозначен цифрой «70») и могут использоваться во всех положениях сварки (обозначенных цифрой «1»). Цифра «8» относится к покрытию с низким содержанием водорода, а также к средней проникающей способности электрода и типам тока, которые необходимы для работы.Наряду со стандартной классификацией AWS стержневые электроды E7018 могут иметь дополнительные обозначения, такие как «h5» и «H8», которые относятся к количеству диффундирующего водорода, осаждаемого присадочным металлом в сварном шве. Обозначение h5, например, указывает на то, что наплавленный металл имеет 4 мл или меньше диффузионного водорода на 100 г металла шва.

Электроды с обозначением «R», такие как E7018 h5R, прошли специальные испытания и были признаны производителем влагостойкими. Чтобы получить это обозначение, продукт должен выдерживать воздействие влаги в пределах заданного диапазона после воздействия температуры 80 ° F и относительной влажности 80% в течение девяти часов.

Наконец, использование «-1» в классификации стержневых электродов (например, E7018-1) означает, что продукт предлагает улучшенную ударную вязкость, что помогает противостоять растрескиванию в критических областях применения или при более низких температурах.

Электроды с низким содержанием водорода E7018

могут работать с источником питания постоянного тока (CC), который обеспечивает либо переменный ток (AC), либо положительный электрод постоянного тока (DCEP). Присадочные материалы E7018 содержат дополнительные стабилизаторы дуги и / или железный порошок в покрытии, чтобы поддерживать стабильную дугу при сварке с использованием переменного тока.Основным преимуществом использования переменного тока с электродами E7018 является устранение дуги, которая может возникнуть при сварке постоянным током с использованием неидеального заземления или при сварке намагниченных деталей. Несмотря на наличие дополнительных стабилизаторов дуги, сварка на переменном токе может быть не такой гладкой, как сварка на постоянном токе, однако из-за непрерывных изменений направления тока, которые происходят до 120 раз в секунду.

При сварке током DCEP эти электроды могут обеспечить более легкое управление дугой и более привлекательный сварной шов, так как направление тока постоянное.Для достижения наилучших результатов следуйте рекомендациям производителя по рабочим параметрам для диаметра электрода.

Как и любой процесс и любой электрод, правильная техника сварки штучными электродами E7018 важна для обеспечения хорошего качества сварки. Удерживайте дугу на коротком расстоянии — в идеале электрод должен находиться чуть выше сварочной ванны — для поддержания стабильной дуги и минимизации вероятности образования пористости.

При сварке в плоском и горизонтальном положениях наведите / перетащите электрод на 5–15 градусов от направления движения, чтобы снизить вероятность улавливания шлака в сварном шве.При сварке в вертикальном положении вверх направьте / подтолкните электрод вверх на 3–5 градусов при движении вверх и используйте технику легкого плетения, чтобы предотвратить провисание сварного шва. Ширина сварного шва обычно должна быть в два с половиной раза больше диаметра сердечника электрода для плоских и горизонтальных швов и в два с половиной или в три раза больше диаметра сердечника для вертикальных сварных швов.

Наконечники электродов

E7018 обычно отправляются от производителя в герметичной упаковке, чтобы защитить их от повреждений и захвата.Важно сохранить эту упаковку в целости и сохранности в чистом, сухом месте, пока продукты не будут готовы к использованию. После открытия стержневых электродов следует обращаться с чистыми сухими перчатками, чтобы предотвратить прилипание грязи и мусора к покрытию и исключить возможность поглощения влаги. После открытия электроды также следует хранить в духовке при температуре, рекомендованной производителем.

Некоторые нормы определяют, как долго стержневые электроды могут находиться вне герметичной упаковки или печи для хранения, и можно ли и как часто восстанавливать присадочный металл (т.е.е. через специальную выпечку для удаления впитанной влаги), прежде чем их нужно выбросить. Всегда сверяйтесь с применимыми спецификациями и кодами, чтобы узнать о требованиях каждой работы.

Металлы-наполнители с низким содержанием водорода

При выборе присадочного металла разработчик может потребовать «электроды с низким содержанием водорода». Такие электроды могут потребоваться для сведения к минимуму возможности образования трещин, связанных с водородом. В некоторых случаях инженер может указать электроды с низким содержанием водорода, поскольку он полагает, что эти электроды также будут обеспечивать наплавку сварных швов с высоким минимальным уровнем ударной вязкости.Хотя это может быть правдой, этого нельзя предполагать. В этой статье будет рассмотрен вопрос о выборе присадочных металлов, устойчивых к водородному растрескиванию, а также обеспечивающих хорошие механические свойства.

Термин «с низким содержанием водорода» используется около 60 лет. Он был впервые введен, чтобы отличить эту классификацию электрода для дуговой сварки защищенным металлом (SMAW) (например, E7018) от других электродов SMAW с низким содержанием водорода (например, E6010). Они были созданы, чтобы избежать водородного растрескивания высокопрочных сталей, таких как броневые листы.

Путаница в отношении термина
Хотя так называемые «электроды с низким содержанием водорода» существуют уже много лет, существует некоторая путаница в том, что подразумевается под этим термином. Это обозначение используется во многих кодах и спецификациях, однако ни «электроды с низким содержанием водорода», ни «электроды с низким содержанием водорода» не перечислены в Стандартных терминах и определениях сварки Американского общества сварки (AWS) (AWS A3.0-94) 2. Это может стать неожиданностью для некоторых, особенно для инженеров, которые указали, что «разрешены электроды только с низким содержанием водорода», или «все сварные швы должны быть с низким содержанием водорода», или что «все сварочные процессы должны быть с низким содержанием водорода.«Без формального определения термин« с низким содержанием водорода »может пониматься инженерами, подрядчиками или инспекторами по-разному, что может привести к путанице и конфликтам.

Ссылка

«Электрод с низким содержанием водорода» означает электрод SMAW Наиболее близкое к формальному определению электроды SMAW с низким содержанием водорода можно найти в спецификации присадочного металла AWS A5.13. В данной спецификации перечислено несколько классификаций электродов с покрытиями с «низким содержанием водорода».Эти классификации должны иметь уровень влажности покрытия менее 0,6% при испытании при 1800 ° F (980 ° C) в соответствии с AWS A5.1. Этот уровень влажности соответствует относительно низкому уровню диффузионного водорода в наплавленном металле сварного шва, обычно менее 16 мл / 100 г. Например, AWS A4.3 «Стандартные методы определения диффузионного водорода» 4 показывает, что при сварке E7018 при 70 ° F и относительной влажности 60% влажность покрытия 0,6% соответствует примерно 12 мл / 100 г диффундирующего водорода.Многие из сегодняшних продуктов E7018 имеют фактическое содержание влаги в покрытии намного ниже максимального значения 0,6% в состоянии поставки. В таблице 1 перечислены электроды SMAW с низким содержанием водорода, содержащиеся в A5.1.

Таблица 1. Электроды AWS SMAW с покрытием с низким содержанием водорода EXX15-х EXX16-х EXX18-x

Рисунок 1.«Рыбий глаз» на поверхности излома цельносварного металла при растяжении.

Может ли водород влиять на механические свойства? Влияние водорода можно наблюдать при механических испытаниях; однако его влияние на результаты испытаний ограничено. Высокое содержание водорода в образце для растяжения может вызвать появление «рыбьего глаза» на поверхности излома, как показано на рисунке 1. Кроме того, присутствие водорода может снизить пластичность (что выражается в удлинении и уменьшении площади).Однако водород обычно не влияет на ударную вязкость, предел прочности на разрыв или предел текучести. Только в тяжелых случаях это может повлиять на предел прочности на разрыв. Поскольку электроды SMAW с низким содержанием водорода, такие как E7018, также должны иметь минимальный заданный уровень энергии удара с V-образным надрезом по Шарпи (CVN), низкий уровень водорода иногда приравнивается к минимальному уровню CVN. Это привело к тому, что некоторые люди стали указывать на низкое содержание водорода, когда на самом деле хотят получить ударную вязкость.Лучшим подходом является определение требований к ударной вязкости, поскольку нет автоматической связи между низким содержанием диффундирующего водорода в сварном шве и значениями CVN. Фактически, некоторые отложения с высоким содержанием водорода могут обеспечивать относительно высокие уровни ударной вязкости. Например, по классификации E6010 (не с низким содержанием водорода, 30–50 мл / 100 г) минимальное требование CVN составляет 20 фут-фунтов при температуре минус 20 ° F.

Использование термина в кодах и спецификациях Некоторые нормы и спецификации относятся к контролю за водородом с точки зрения либо (1) требований электродов SMAW с низким содержанием водорода, либо (2) установления конкретных ограничений на диффузионный водород.В Правилах по сварке конструкций — сталь (AWS D1.1-2000) 5 есть положения, касающиеся водорода, в таблице предварительного нагрева (таблица 2). В таблице категория «А» применима к «дуговой сварке в защитном металлическом корпусе электродами с невысоким содержанием водорода». Минимальные температуры предварительного нагрева, указанные в категории «A», выше, чем в категории «B», поскольку категория «B» предназначена для «дуговой сварки в защитном металлическом корпусе электродами с низким содержанием водорода, дуговой сварки под флюсом, дуговой сварки металлическим газом, дуговой сварки порошковой проволокой». В «Промежуточных рекомендациях: оценка, ремонт, модификация и проектирование сварных стальных конструкций моментных рам »6, опубликованных Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA), проводится сравнение между электродами SMAW с низким содержанием водорода и электродами FCAW и SAW.В этом документе говорится: «Все электроды, которые используются для дуговой сварки порошковой проволокой (как в среде защитного газа, так и с самозащитой), а также для дуговой сварки под флюсом, считаются с низким содержанием водорода». Подразумевается предположение, что FCAW и SAW обеспечат наплавку сварных швов с уровнями диффундирующего водорода, аналогичными электродам SMAW с низким содержанием водорода.

Таблица 2. Дополнительные обозначения водорода Диффузионный водород, мл / 100 г H8 8 h5 4 h3 2

Уровни водорода в наплавленном шве
Как упоминалось выше, определения «наплавленный шов с низким содержанием водорода» не существует.Слово «низкий» является неточным описанием. Предпочтительный метод контроля уровня водорода в наплавленном шве состоит в использовании дополнительных обозначений водорода, определенных Американским обществом сварщиков. Эти обозначения представлены в виде суффикса на классификация электродов (например, H8, h5 и h3) .Производитель присадочного металла может добавить обозначение водорода к классификации электродов, если присадочный металл соответствует требованиям по диффузионному водороду в применимом AWS A5.x спецификация присадочного металла. Ниже приведены примеры требований к обозначению:

Во избежание растрескивания, вызванного водородом, уровень водорода в материале должен поддерживаться на определенном максимальном уровне. Этот уровень является функцией восприимчивости микроструктуры, ограничения (или ограничения) и остаточных напряжений. Подверженность микроструктуры водородному растрескиванию часто увеличивается с увеличением прочности стали. Следовательно, для более прочных сталей требуются более низкие уровни водорода.Недостаточно просто заявить «использовать низкое содержание водорода». Например, «низкий» для стали 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм может не быть «низким» для стали 100 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Вместо того, чтобы требовать, чтобы «могли использоваться только электроды с низким содержанием водорода», инженеры и изготовители должны использовать такие утверждения, как «только электроды или комбинации электрод-флюс, способные наплавить металл шва с максимальным содержанием диффундирующего водорода 8 мл / 100 г (H8 ) разрешены «.

Коды, использующие водородные обозначения
Кодекс по сварке конструкций AWS D1.1 также содержит несколько положений, в которых используются водородные обозначения (например,г., H8). Например, категория «D» в таблице минимальных температур предварительного нагрева и промежуточного прохода (Таблица 3.2) допускает только «… электроды или комбинации электрод-флюс, способные наплавить металл шва с максимальным содержанием диффундирующего водорода 8 мл / 100 г (H8). » Это хороший пример правильного использования H-обозначений.

Кодекс AWS D1.1 также предлагает альтернативный метод определения минимальной температуры предварительного нагрева (Приложение XI), который использует три уровня диффузионного водорода. В Приложении XI категория h2 называется «сверхнизким водородом» и составляет менее 5 мл / 100 г.Категория h3 помечена как «с низким содержанием водорода» — менее 10 мл / 100 г. Третья категория, h4, — это неконтролируемый уровень водорода. Хотя категория h3 помечена как «с низким содержанием водорода», это не определяет электрод с низким содержанием водорода как менее 10 мл / 100 г. Фактическое значение диффундирующего водорода также можно использовать для расчета минимальной температуры предварительного нагрева с помощью этого метода вместо использования категорий h2, h3 и h4.

План контроля разрушения согласно Кодексу AWS по сварке мостов7 (AWS D1.5-95) — еще один прекрасный пример контроля за водородом.Этот код требует для сварки критических элементов разрушения:

h26, H8 или h5, когда минимальный указанный предел текучести составляет 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм или меньше
H8 или h5, когда минимальный указанный предел текучести больше 50 тысяч фунтов на квадратный дюйм

Кроме того, электроды SMAW могут использоваться для прихваточной сварки без предварительного нагрева, если электрод имеет обозначение h5 согласно AWS D1.5.

Другие агентства, такие как Военное ведомство США8 и Американское бюро судоходства9, также устанавливают ограничения на уровни диффузионного водорода.Оба используют пределы 15, 10 и 5 мл / 100 г, а военная спецификация имеет более строгий предел 2 мл / 100 г для некоторых приложений. Сегодня в Соединенных Штатах отдается предпочтение логарифмической системе (т.е. h26, H8, h5 и h3).

Прочие вопросы
Использование электрода H8 или даже h5 с контролируемым диффузионным водородом не гарантирует устранения проблем, связанных с водородом во время или после сварки. Помимо электрода, на уровень диффундирующего водорода и возможность растрескивания могут влиять несколько других факторов.Это тоже следует учитывать.

Состояние поверхности основного металла (загрязнение маслами, жиром, грязью, влагой, кислотой, ржавчиной и другими водородсодержащими материалами может повысить уровень водорода
)
Относительная влажность воздуха (влажные условия обычно приводят к более высокому уровню водорода)
Сварочный защитный газ (выше содержание влаги приводит к более высокому уровню водорода)
Условия хранения расходных материалов (неправильное или продолжительное хранение может привести к более высокому уровню водорода)
Сварочные процедуры (электрический вылет, напряжение дуги, скорость подачи проволоки и другие параметры могут влиять на диффузионный водород)

Выводы

• «Электрод с низким содержанием водорода» относится только к электроду SMAW, имеющему влажность покрытия менее 0.6%
  
• Максимальный уровень диффузионного водорода, связанный с электродами SMAW с низким содержанием водорода, вызывает путаницу, поскольку электроды SMAW с покрытием с низким содержанием водорода не привязаны к какому-либо конкретному уровню водорода
  
• «Низкое содержание водорода» не следует указывать для достижения определенных ударных свойств. Если требуется ударная вязкость, ее следует указать отдельно от предельных значений по водороду (если таковые имеются)
  
• Должностные инструкции должны быть написаны ясно и точно относительно использования «низкого содержания водорода».»Намерение специалиста должно быть указано таким образом, чтобы подрядчик понимал, что требуется.
  
• Если у подрядчика есть какие-либо вопросы относительно намерений инженера или если спецификации не ясны, подрядчик должен получить разъяснения перед сваркой. Например, если в контракте указано «использовать только электроды с низким содержанием водорода», то подрядчик может спросить: «Разрешен ли только SMAW, или можно ли также использовать другие процессы?»
  
• Дополнительные обозначения водорода (e.g., H8 и h5) являются предпочтительным способом определения определенного уровня диффундирующего водорода в наплавленном шве и должны использоваться при необходимости
  
• Наконец, существуют приложения, в которых электроды с низким содержанием водорода не требуются или где предпочтительны электроды SMAW с низким содержанием водорода, такие как E6010. Следовательно, следует избегать использования бланкетного заявления «используйте низкое содержание водорода».

Ссылки

1. Роберт О’Кон. «Сварка электродами с низким содержанием водорода: взгляд в прошлое с советами на сегодняшний день.»Практическая сварка сегодня. Март / апрель 2000 г., стр. 33-35.

»

2. Американское сварочное общество. Стандартные термины и определения сварки. (ANSI / AWS A3.0-94), 1994.

.

3. Американское сварочное общество. Технические условия на электроды из углеродистой стали для дуговой сварки защищенных металлов. (ANSI / AWS A5.1-91), 1994.

.

4. Американское сварочное общество. Стандартные методы определения содержания диффузионного водорода в металле сварного шва из мартенситной, бейнитной и ферритной стали
, полученном дуговой сваркой.(AWS A4.3-93), 1993, стр. 16.

5. Американское сварочное общество. Правила структурной сварки — Сталь. (AWS D1.1: 2000), 2000.

6. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям. Временные рекомендации: оценка, ремонт, модификация и проектирование сварных стальных конструкций каркаса. (FEMA
267), август 1995 г., стр. 8-11.

7. Американское сварочное общество. Правила мостовой сварки. (AWS D1.5-95), 1995.

.

8. Вооруженные силы США. Военная спецификация — Электроды — Сварка, порошковая сварка, сталь обычной прочности и низколегированная сталь (MIL-E-24403 / 1D), 14 ноября
1985 г.

9. Американское бюро судоходства. Требования правил к материалам и сварке, часть 2, 1997 г.

Welder High Frequency Hho Welder Water Welder для продажи от китайского производителя, завода, завода и поставщика на ECVV.com

Технические характеристики

Сварка Высокочастотный сварочный аппарат hho для продажи

1.Что такое аппарат водно-кислородной сварки

Аппарат для водно-кислородной сварки ювелирных изделий

способен разделять чистую мягкую воду (h3O) на водород и кислород, используя небольшое количество электроэнергии с помощью специального процесса. эти газы затем смешиваются и доставляются для использования в самых разных областях применения, таких как нагрев, пайка, резка и т. д. В которых в настоящее время в качестве топлива используется сжиженный нефтяной газ или другой газ. При сгорании это топливо не выделяет парниковых газов или загрязняющих веществ и горит практически со 100% эффективностью.

2. Почему я использовал кислородно-водородный Портативный сварочный аппарат для ювелирных изделий, сварочный аппарат для ювелирных изделий?

1. Простая и безопасная работа:

h3o портативный сварочный аппарат цена алюминиевый сварочный аппарат производит кислородно-водородный газ автоматически,
газовый баллон больше не требуется. Машина автоматически выключится, когда давление газа станет слишком высоким
(если выход газа не может быть использован).Машина включится автоматически, когда давление газа станет недостаточным. выход газа регулируется.

2. Быстрая сварка:

температура кислородно-водородного пламени высока до 2800 градусов, он может быстро нагреть место сварки до точки плавления примерно за
1 секунду, чтобы закончить сварку.

3. W Elding Precis ely

пламя концентрированное, что позволяет добиться сварки точных устройств.

4. Гладкая ш Отрезок

При горении кислородно-водородным пламенем не образуется карбид, поэтому нет черных пятен, избегайте второй обработки очистки и полировки.

5. Экологичность:

Генератор кислорода / кислородно-водородный сварочный аппарат Топливо для кислородно-водородного сварочного аппарата поступает из воды, после сгорания образуется водяной пар, никакого вреда для окружающей среды не наносится.

6. Энергосбережение:

Водородно-кислородный генератор на водном топливном элементе экономит энергию более чем на 30% по сравнению с другим способом газовой сварки. При добавлении стоимости кислорода он позволяет сэкономить более 40% затрат.

Производство водорода | Водород

Метод: Электролиз
Вкратце: Процесс, при котором вода (h3O) расщепляется на водород (h3) и кислород (O2) с подводом энергии и тепла в случае высокотемпературного электролиза.
На практике: Электрический ток разделяет воду на составные части. Если используется возобновляемая энергия, газ имеет нулевой углеродный след и известен как зеленый водород.

Метод: Риформинг — особенно риформинг природного газа, но также и биогаза
Вкратце: Основные способы превращения природного газа, в основном метана, в водород включают реакцию либо с паром (паровой риформинг или паровой риформинг метана, когда используется метан), кислородом (частичное окисление), либо с обоими последовательно (автотермический риформинг)
На практике: Паровой риформинг: в качестве окислителя используется чистый водяной пар.Реакция требует введения тепла («эндотермический»).

Метод: Водород из других промышленных процессов, которые создают водород в качестве побочного продукта.
Вкратце: Электрохимические процессы, такие как промышленное производство каустической соды и хлора, производят водород как побочный продукт.
На практике: Производство хлора и каустической соды сводится к пропусканию электрического тока через рассол (раствор соли — хлорида натрия — в воде).Рассол диссоциирует и рекомбинирует посредством обмена электронов (доставляемых током) на газообразный хлор, растворенную каустическую соду1 и водород. По характеру химической реакции хлор, каустическая сода и водород всегда производятся в фиксированном соотношении: 1,1 тонны каустика и 0,03 тонны водорода на тонну хлора.

Реформинг

Паровой риформинг метана (SMR):

Как уже было описано выше, в настоящее время большая часть производимого сегодня водорода производится с помощью процесса с интенсивным выбросом CO2, называемого паровым риформингом метана.

Высокотемпературный пар (700–1000 ° C) используется для производства водорода из источника метана, например природного газа. При паровом риформинге метана метан реагирует с паром под давлением 3–25 бар (1 бар = 14,5 фунта на квадратный дюйм) в присутствии катализатора с образованием водорода, монооксида углерода и относительно небольшого количества диоксида углерода. Паровой риформинг эндотермический — то есть для протекания реакции в процесс необходимо подводить тепло.

Затем в так называемой «реакции конверсии водяного газа» монооксид углерода и водяной пар реагируют с использованием катализатора с образованием диоксида углерода и большего количества водорода.На заключительном этапе процесса, называемом «адсорбция при переменном давлении», диоксид углерода и другие примеси удаляются из газового потока, оставляя практически чистый водород. Паровой риформинг также можно использовать для производства водорода из других видов топлива, таких как этанол, пропан или даже бензин.

Для химиков:

Реакция парового риформинга метана
Ch5 + h3O (+ тепло) → CO + 3h3

Реакция конверсии водяного газа
CO + h3O → CO2 + h3 (+ небольшое количество тепла)

Частичное окисление

При частичном окислении метан и другие углеводороды в природном газе реагируют с ограниченным количеством кислорода (обычно из воздуха), которого недостаточно для полного окисления углеводородов до диоксида углерода и воды.При доступном количестве кислорода меньше стехиометрического, продукты реакции содержат в основном водород и монооксид углерода (и азот, если реакция проводится с воздухом, а не с чистым кислородом), а также относительно небольшое количество диоксида углерода и других соединений. Впоследствии, в реакции конверсии водяного газа, монооксид углерода реагирует с водой с образованием диоксида углерода и большего количества водорода.

Частичное окисление — это экзотермический процесс , , при котором выделяется тепло.Этот процесс обычно намного быстрее, чем паровой риформинг, и требует меньшего размера реактора. Как видно из химических реакций частичного окисления, в этом процессе первоначально образуется меньше водорода на единицу входящего топлива, чем получается при паровом риформинге того же топлива.

Для химиков:

Реакция частичного окисления метана
Ch5 + ½O2 → CO + 2h3 (+ тепло)

Реакция конверсии водяного газа
CO + h3O → CO2 + h3 (+ небольшое количество тепла)

Источник: энергетика.gov

Паровой риформинг метана (ПМР) для биогаза
Процесс SMR можно также использовать для производства водорода из биогаза.

Электролиз

Несмотря на то, что водород можно получить множеством способов, наиболее интересной, но и многообещающей частью является получение водорода путем электролиза воды.

В этом процессе электролиз расщепляет воду на водород и кислород с помощью электричества.Если используемое электричество происходит из возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнце, а произведенный водород используется в топливных элементах, то весь энергетический процесс не будет создавать чистых выбросов. В данном случае речь идет о «зеленом водороде».

Электролизер состоит из источника постоянного тока и двух электродов с покрытием из благородного металла, разделенных электролитом. Электролит или ионный проводник может быть жидкостью, например проводящим раствором едкого калия (гидроксид калия, КОН) для щелочного электролиза.
В щелочном электролизере катод (отрицательный полюс) теряет электроны в водном растворе.

Вода диссоциирует, что приводит к образованию водорода (h3) и гидроксид-ионов (OH —
Носители заряда движутся в электролите к аноду. На аноде (положительный полюс) электроны поглощаются отрицательными анионами OH -. Анионы ОН — окисляются с образованием воды и кислорода. Кислород поднимается на аноде. Мембрана предотвращает смешивание продуктовых газов h3 и O2, но пропускает ионы OH -.Электролизеры состоят из отдельных ячеек и узлов центральной системы (баланс завода). Комбинируя электролитические ячейки и батареи, производство водорода можно адаптировать к индивидуальным потребностям.

Электролизеры различаются по материалам электролита и температуре, при которой они работают: низкотемпературный электролиз (LTE), включая щелочной электролиз (AE) , электролиз с протонообменной мембраной (PEM ) и анионообменная мембрана ( AEM) электролиз (также известный как щелочной PEM) и высокотемпературный электролиз (HTE).Последняя группа, в первую очередь, включает электролиз твердого оксида (SOE ), но он все еще находится на продвинутой стадии исследований и разработок, и продукты еще не коммерчески доступны. Ожидается, что по достижении рыночной зрелости его преимущества будут включать повышенную эффективность преобразования и возможность производства синтез-газа непосредственно из пара и CO 2 для использования в различных приложениях, таких как синтетическое жидкое топливо (E4tech 2014, IEA 2015b).

Высокотемпературный электролиз особенно интересен, когда рядом с электролизером есть источник тепла (как это часто бывает на промышленных предприятиях или), более экономически эффективен, чем традиционный электролиз при комнатной температуре.Действительно, часть энергии поставляется в виде тепла, которое либо бесплатно, либо дешевле, чем электричество, а также потому, что реакция электролиза более эффективна при более высоких температурах.
Выбор той или иной технологии электролиза зависит от потребностей и местных условий.

Водород похож на электричество в том смысле, что его использование не вызывает никаких выбросов. Его углеродный след связан с его производственным режимом. В случае водорода, полученного путем электролиза, его углеродный след водорода напрямую связан с источником электричества.Таким образом, водород, производимый из безуглеродных возобновляемых источников или атомной энергии, не содержит углерода. Водород, произведенный с помощью сетки, имеет ту же углеродную интенсивность, что и смесь сетки.

Водород как побочный продукт

Как объяснено выше, водород получают путем отделения от его соединения.

Если производство водорода может быть первой целью процесса разделения, то также может быть, что процесс разделения направлен в первую очередь на производство другой молекулы и получение водорода в качестве побочного продукта.

Производство хлора и каустической соды сводится к пропусканию электрического тока через рассол (раствор соли — хлорида натрия — в воде). Рассол диссоциирует и рекомбинирует посредством обмена электронов (доставляемых током) на газообразный хлор, растворенную каустическую соду и водород. По характеру химической реакции хлор, каустическая сода и водород всегда производятся в фиксированном соотношении: 1,1 тонны каустика и 0,03 тонны водорода на тонну хлора.

Ряд исследований был направлен на количественную оценку доступного промышленного остаточного водорода.В рамках проекта ЕС «Дороги 2 HyCom» (Maisonnier et al. 2007) среди прочих результатов была получена карта, показывающая места производства водорода в Европе. На этой карте источники водорода были разбиты на три категории: категория «коммерсант» поставляет водород другим промышленным потребителям, а категория «зависимая» сохраняет водород на месте для собственного использования. Только «побочный продукт» водород больше не используется в процессе или на месте; только эта категория может быть доступна для других приложений, таких как электромобили на топливных элементах.