Применение азота на операциях сварки

В процессе операций предварительного прогрева, сварки и отжига внутрь оболочки прибора поддувают инертный (аргон), нейтральный (азот) или восстановительный газы.

Обычно применяют предварительно осушенный и подогретый азот, который выполняет следующие функции: вытесняет из оболочки прибора воздух и создает нейтральную среду (т. е. предохраняет внутреннюю арматуру прибора от окисления кислородом воздуха при высоких температурах заварки); поглощает водяные пары, образующиеся при сгорании газа, и тем самым предотвращает их конденсацию внутри оболочек (поглощение водяных паров азотом тем интенсивней, чем суше азот и выше его температура); препятствует излишней деформации стекла колбы в зоне нагрева; способствует взаимному растворению свариваемых стекол и образованию расплава двух стекол в шве.

Предотвращает перегрев деталей внутренней арматуры прибора — снижает их температуру на 100—150°С).

Однако с повышением давления азота усиливается циркуляция нагретого газа внутри колбы, что может вызвать конденсацию паров воды, ранее поглощенных азотом, на холодных участках оболочки.

С повышением давления азота ухудшается качество отжига заваренных колб (особенно если азот поддувается в холодном состоянии), так как холодный азот повышает скорость охлаждения стеклооболочки и тем самым увеличивает вероятность возникновения напряжений.

В последнее время вместо азота начинает применяться диоксид углерода, который благодаря большей плотности и меньшей загрязненности воздухом позволяет заваривать приборы совершенно без окисления внутренней арматуры.

Поддержание нейтральной газовой среды вокруг катода и других электродов внутренней арматуры может быть достигнуто также предварительным трехразовым наполнением колб азотом до заварки (газовая промывка) или откачкой колб до Р ~ 10 Па с последующим однократным заполнением их азотом.

Азот, применяемый в электровакуумном производстве, должен содержать не более 0,005% кислорода. Если в азоте содержится 0,1% кислорода (что соответствует его парциальному давлению 10 Па), то последний может вызвать при Т = 300400°С окисление молибденовых, никелевых, медных деталей внутренней арматуры прибора. О содержании в азоте паров воды судят по его температуре точки росы. Чем ниже температура точки росы, тем более сухим является азот. Азот, применяемый на заварке, должен иметь температуру точки росы не выше — 50°С.

Чтобы очистить азот от органических соединений (например, метана), его пропускают через керамические кольца, пропитанные палладием, или через окисленную медь, нагретую до 650—750°С:

Очистка азота от кислорода производится с помощью металлической меди, нагретой до 300—350°С: