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Sauerstoff-Acetylen-Verbrennungsprozess

1903
  • Edmond Fouché
  • Charles Picard
Autogenschweißen ist ein Verfahren im Maschinenbau zum Verbinden von Metallen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Beim Autogenschweißen wird eine Flamme durch die Verbrennung von Acetylen ([latex]C_2H_2[/latex]) mit reinem Sauerstoff erzeugt. Die Reaktion erfolgt in zwei Stufen. Die erste Reaktion im inneren, weißglühenden Kegel ist unvollständig und erzeugt Kohlenmonoxid und Wasserstoff: [latex]2C_2H_2 + 2O_2 \rightarrow 4CO + 2H_2[/latex]. Diese heißen Gase reagieren dann mit dem Luftsauerstoff in der äußeren Hülle, wodurch die Verbrennung abgeschlossen wird.

Der zweistufige Verbrennungsprozess ist der Schlüssel für die Wirksamkeit des Autogenschweißens. Die Primärreaktion, [latex]2C_2H_2 + 2O_2 \rightarrow 4CO + 2H_2[/latex], ist stark exotherm und konzentriert sich auf den kleinen inneren Kegel der Flamme, der Temperaturen von ca. 3.500 °C (6.330 °F) erreicht und damit das am heißesten brennende übliche Brenngas ist. Diese intensive, lokal begrenzte Hitze ist ideal, um schnell und effizient ein Schmelzbad zu erzeugen.

Die Sekundärreaktion findet in der größeren, bläulichen äußeren Flammenhülle statt, wo die Produkte der ersten Reaktion (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) unter Verwendung von Sauerstoff aus der Umgebungsluft verbrannt werden: [latex]4CO + 2H_2 + 3O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O[/latex]. Diese sekundäre Verbrennung setzt zusätzliche Wärme frei, allerdings über einen viel größeren Bereich, der dazu dient, das Metall vor der Schweißung vorzuwärmen und das geschmolzene Schweißbad vor Luftsauerstoff und Stickstoff zu schützen. Dieser Schutzschild aus verbrannten Gasen verhindert die Oxidation und Versprödung des Schweißguts, was für die Herstellung einer festen, dehnbaren Verbindung entscheidend ist. Das Gleichgewicht zwischen den beiden Stufen wird durch das am Brenner eingestellte Sauerstoff-Acetylen-Verhältnis gesteuert, das unterschiedliche Flammeneigenschaften (neutral, aufkohlend oder oxidierend) ermöglicht, die für verschiedene Metalle und Anwendungen geeignet sind.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Maschinenbau und Maschinen

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Revolutionär

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung von Acetylen durch Edmund Davy im Jahr 1836
  • Entwicklung der Lötlampe im späten 19. Jahrhundert
  • Kommerzielle Produktion von flüssigem Sauerstoff nach dem Linde-Frankl-Verfahren
  • Erfindung von Hochdruckgasflaschen zur Lagerung und zum Transport

Anwendungen

  • Schweißen von hoch- und niedriglegierten Stählen
  • Löten und Lötschweißen
  • Metallerwärmung zum Biegen und Formen
  • Autogenschneiden von Eisenmetallen
  • Unterwasserschweißen und -schneiden
  • Hartauftragsschweißen und Metallspritzen

Patente:

NA

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Bezogen auf: Acetylen-Sauerstoff, Verbrennung, Schweißen, chemische Reaktion, Flamme, Acetylen, Sauerstoff, Stöchiometrie, Innenkegel, Außenhülle.

Historischer Kontext

Sauerstoff-Acetylen-Verbrennungsprozess

1890
1899-01-01
1900
1903
1906
1910
1910
1890
1897
1900
1900
1903-05-10
1910
1910
1910

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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