1、焊接工藝氣焊和全面研究第一章氣焊與氣割（一）氣焊氣割的氣體和設(shè)備氣焊的氣體和設(shè)備氣焊是利用氣體燃燒所產(chǎn)生的高溫火焰來進(jìn)行焊接的，如圖1所示。火焰一方面把工件接頭的表層金屬熔化，同時把金屬焊絲熔入接頭的空隙中，形成金屬熔池。當(dāng)焊炬向前移動，熔池金屬隨即凝固成為焊縫，使工件的兩部分牢固地連接成為一體。氣焊示意圖圖1氣焊 1-焊絲；2-焊嘴；3-工件氣焊的優(yōu)點(diǎn)氣焊的溫度比較低，熱量分散， 加熱速度慢，生產(chǎn)率低，焊件變形較嚴(yán)重。但火焰易控制，操作簡單，靈活，氣焊設(shè)備不用電源，并便于某些工件的焊前預(yù)熱。所以，氣焊仍得到較廣泛的應(yīng)用。一般用于厚度在3mm以下的低碳鋼薄板，管件的焊接，銅、鋁等有色金屬的焊接

2、及鑄鐵件的焊接等。.氣焊火焰調(diào)節(jié)氧氣、乙炔氣體的不同混合比例可得到中性焰、氧化焰和碳化焰三種性質(zhì)不同的火焰。如圖2所示。 圖2 氣焊火焰氧乙炔焰按氧氣與乙炔混合比值的不同，可分為中性焰、碳化焰(也叫還原焰)和氧化焰三種，其構(gòu)造和形狀見圖 (1)中性焰。中性焰燃燒后無過剩的氧和乙炔，它由焰心、內(nèi)焰和外焰三部分組成，見圖。火焰呈中性。焰心由未經(jīng)燃燒的氧氣和乙炔組成，外表分布有一層碳素微粒層，熾熱的碳粒發(fā)出明亮的白光形成尖亮而明顯的輪廓，離焰心尖端24毫米處化學(xué)反應(yīng)最激烈，因此溫度最高，為31003200。內(nèi)焰由乙炔的不完全燃燒產(chǎn)物(一氧化碳和氫氣)組成，具有還原性，呈杏核形的深藍(lán)色線條。 外焰是一

3、氧化碳和氫氣與大氣中的氧完全燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣。主要用于焊接低碳鋼、低合金鋼、高鉻鋼、不銹鋼、紫銅、錫青銅、鋁及其合金等。(2)碳化焰。碳化焰燃燒后的氣體中尚有部分乙炔未燃燒，焰心的輪廓不清，外焰特別長，當(dāng)乙炔過剩量很大時會冒黑煙。火焰由焰心、內(nèi)焰和外焰三部分組成，見圖。碳化焰最高溫度為2700-3000，火焰具有還原性。乙炔過剩，火焰中有游離狀態(tài)碳及過多的氫，焊接時會增加焊縫含氫量，焊低碳鋼有滲碳現(xiàn)象。主要用于高碳鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、鋁、青銅及鑄鐵等的焊接或焊補(bǔ)。 氧化焰氧化焰在氧乙炔氣體燃燒后有過剩的氧氣，由于氧氣過剩氧化燃燒進(jìn)行得很激烈，造成焰心、內(nèi)焰、外焰成為一體。氧過剩火

4、焰，有氧化性，焊鋼件時焊縫易產(chǎn)生氣孔和變脆。最高溫度31003300。主要用于焊接黃銅、錳黃銅、鍍鋅鐵皮等。 氣焊的設(shè)備（1）氧氣瓶 氧氣瓶是運(yùn)送和貯存高壓氧氣的容器，其容積為40L，工作壓力為15Mpa。按照規(guī)定，氧氣瓶外表漆成天藍(lán)色，并用黑漆標(biāo)明“氧氣”字樣。保管和使用時應(yīng)防止沾染油污；放置時必須平穩(wěn)可靠，不應(yīng)與其他氣瓶混在一起；不許曝曬、火烤及敲打，以防爆炸。使用氧氣時，不得將瓶內(nèi)氧氣全部用完，最少應(yīng)留100200kpa，以便在再裝氧氣時吹除灰塵和避免混進(jìn)其他氣體氧氣瓶乙炔瓶 乙炔瓶是貯存和運(yùn)送乙炔的容器，國內(nèi)最常用的乙炔瓶公稱容積為40L，工作壓力為。其外形與氧氣瓶相似，外表漆成白色，

5、并用紅漆寫上“乙炔”、“不可近火”等字樣。在瓶體內(nèi)裝有浸滿丙酮的多孔性填料，可使乙炔穩(wěn)定而又安全地貯存在瓶內(nèi)。使用乙炔瓶時，除應(yīng)遵守氧氣瓶使用要求外，還應(yīng)該注意：瓶體的溫度不能超過3040；搬運(yùn)、裝卸、存放和使用時都應(yīng)豎立放穩(wěn)，嚴(yán)禁在地面上臥放并直接使用，一旦要使用已臥放的乙炔瓶，必須先直立后靜止20min，再連接乙炔減壓器后使用；不能遭受劇烈的震動等典型的幾種乙炔瓶減壓器 減壓器將高壓氣體降為低壓氣體的調(diào)節(jié)裝置。對不同性質(zhì)的氣體，必須選用符合各自要求的專用減壓器 。通常，氣焊時所需的工作壓力一般都比較低，如氧氣壓力一般為，乙炔壓力最高不超過。因此，必須將氣瓶內(nèi)輸出的氣體壓力降壓后才能使用。減

6、壓器的作用是降低氣體壓力，并使輸送給焊炬的氣體壓力穩(wěn)定不變，以保證火焰能夠穩(wěn)定燃燒。減壓器在專用氣瓶上應(yīng)安裝牢固。各種氣體專用的減壓器，禁止換用或替用。氧氣減壓器氧氣減壓器YQY-12氧氣減壓器用于介質(zhì)為氧氣。參數(shù)指標(biāo)：型號：YQY-12 輸入壓力MPA：15壓力調(diào)節(jié)范圍MPA：0.1-1.25 公稱流量M3/H：40進(jìn)口螺紋：G5/8出口螺紋：氧氣減壓器實(shí)例及圖解YQE-213乙炔減壓器用于介質(zhì)為乙炔氣。參數(shù)指標(biāo)：型號：YQE-213 輸入壓力MPA：3壓力調(diào)節(jié)范圍MPA：0.01-0.15 公稱流量M3/H：5進(jìn)口螺紋：回火保險器正常氣焊時，火焰在焊炬的焊嘴外面燃燒，但當(dāng)氣體供應(yīng)不足、焊嘴

7、阻塞、焊嘴太熱或焊嘴離焊件太近時，火焰會沿乙炔管路往回燃燒。這種火焰進(jìn)入噴嘴內(nèi)逆向燃燒的現(xiàn)象稱為回火。如果回火蔓延到乙炔瓶，就可能引起爆炸事故。回火保險器的作用就是截留回火氣體，保證乙炔瓶的安全。 干式乙炔回火防止器技術(shù)參數(shù):1.使介質(zhì):溶解乙炔氣 焊炬 焊炬的作用是將乙炔和氧氣按一定比例均勻混合，由焊嘴噴出，點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生氣體火焰。常用的氧乙炔射吸式焊炬如圖4-21所示。各種型號的焊炬均配備35個大小不同的焊嘴，以便焊接不同厚度的焊件時使用。焊炬模型H01系列射吸式焊炬（二） 氣焊接頭形式與坡口形式G01型割炬參數(shù)（三）氣焊工藝及操作要領(lǐng)氣焊工藝 （1）焊絲和焊劑氣焊所用的焊絲是沒有藥皮的金

8、屬絲；其成分與工件基本相同，原則上要求焊縫與工件達(dá)到相等的強(qiáng)度。焊接合金鋼、鑄鐵和有色金屬時，熔池中容易產(chǎn)生高熔點(diǎn)的穩(wěn)定氧化物，如 Cr2O3、SiO2和Al2O3等，使焊縫中夾渣。故在焊接時，使用適當(dāng)?shù)暮竸膳c這類氧化物結(jié)成低熔點(diǎn)的熔渣，以利浮出熔池。因?yàn)榻饘傺趸锒喑蕢A性，所以一般都用酸性焊劑，如硼砂、硼酸等。焊鑄鐵時，往往有較多的SiO2出現(xiàn)，因此通常又會采用堿性焊劑，如碳酸鈉和碳酸鉀等。使用時，通常用焊絲蘸在端部送入熔池。焊接低碳鋼時，只要接頭表面干凈，不必使用焊劑焊接規(guī)范氣焊的接頭型式和焊接空間位置等工藝問題的考慮，與手工電弧焊基本相同。氣焊的焊接規(guī)范則主要是確定焊絲的直徑、焊嘴的

9、大小以及焊嘴對工件的傾斜角度。焊絲的直徑是根據(jù)工件的厚度而定。焊接厚度為 3 mm以下的工件時，所用的焊絲直徑與工件的厚度基本相同。焊接較厚的工件時，焊絲直徑應(yīng)小于工件厚度。焊絲直徑一般不超過 6 mm。焊炬端部的焊嘴是氧炔混合氣體的噴口，如圖1所示。每把焊炬?zhèn)溆幸惶卓趶讲煌暮缸欤附雍竦墓ぜ?yīng)選用較大口徑的焊嘴。焊嘴的選擇見表4-2。4-2 焊接鋼材用的焊嘴 （4-2）焊嘴號 12345工件厚度（mm ） 1.5 13 24 47 711氣焊基本操作要領(lǐng)（1）點(diǎn)火、調(diào)節(jié)火焰與滅火 點(diǎn)火時，先微開氧氣閥門，再打開乙炔閥門，隨后點(diǎn)燃火焰。這時的火焰是碳化焰。然后，逐漸開大氧氣閥門，將碳化焰調(diào)整

10、成中性焰。同時，按需要把火焰大小也調(diào)整合適。滅火時，應(yīng)先關(guān)乙炔閥門，后關(guān)氧氣閥門。 焊嘴傾角與焊件厚度的關(guān)系（2）基本焊法 氣焊時，一般用左手拿焊絲，右手拿焊炬，兩手的動作要協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。 焊接熱源從接頭右端向左端移動，并指向待焊部分的操作法，稱為左焊法，焊嘴軸線的投影應(yīng)與焊縫重合，與焊縫一般保持3050的夾角。左焊法主要適用于焊接厚度3mm以下的薄板和低熔點(diǎn)的金屬。這種焊法容易掌握，應(yīng)用最普遍。 焊接熱源從接頭左端向右端移動并指向已焊部分的操作法，稱之為右焊法。這種焊法適用于焊接厚度較大、熔點(diǎn)較高的焊件。 （3）焊絲的填充 起焊時，不但要注意熔池的形成情況，還要將焊絲末端置于外

11、層火焰下進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)熔池形成后，才可將焊絲送人熔池，接著將焊絲迅速提起，同時，火焰向前動，以便形成新的熔池。待新的熔池形成后，再將被火焰預(yù)熱的焊絲送如入熔池，如此循環(huán)，就形成了焊縫。在操作過程中，應(yīng)掌握好焊炬向前移動的速度，使熔池的形狀和大小始終保持一致。氣焊厚度lmm時，可不填充焊絲。 （4）焊嘴傾角的選擇 焊接中，要注意掌握好焊嘴與工件的夾角 。大，火焰熱量散失小，工件加熱快，溫度高。當(dāng)焊接厚度大、熔點(diǎn)較高或?qū)嵝暂^好的焊件時，要大一些。 焊接開始時，為了較快地加熱工件和迅速形成熔池，應(yīng)大些，可取8090；正常焊接時，一般保持在3050之間；當(dāng)焊接結(jié)束時，應(yīng)適當(dāng)減小，以便更好地填滿弧坑和避

12、免焊穿。 （5）焊嘴和焊絲的擺動 焊接中，焊嘴和焊絲應(yīng)作均勻協(xié)調(diào)的擺動，才能獲得優(yōu)質(zhì)、美觀的焊縫。焊嘴和焊絲的擺動有三個方向： 沿焊縫方向作前進(jìn)運(yùn)動，不斷熔化焊件和焊絲而形成焊縫； 在垂直于焊縫方向作上下跳動； 在焊縫寬度方向作橫向擺動（或圓圈運(yùn)動）。焊炬擺動方法焊嘴焊絲 焊嘴和焊絲的擺動方法 （6）焊縫的連接 后焊焊縫與先焊焊縫連接時，應(yīng)用火焰將原熔池周圍充分加熱，待已凝固的熔池及附近的焊縫金屬重新熔化又形成熔池后，方可熔入焊絲。焊接重要焊件時，接頭處必須重疊810mm。 （7）收尾 焊到焊縫終端時，結(jié)束焊接的過程稱為收尾。收尾時，由于焊件溫度較高，散熱條件較差，故應(yīng)減小焊嘴的傾角和加快焊接

13、速度，并要多加焊絲，以防止熔池面積擴(kuò)大或產(chǎn)生燒穿。收尾時，還要用溫度較低的外焰保護(hù)熔池，直至熔池填滿，方可使火焰慢慢地離開熔池。總之，氣焊收尾的要領(lǐng)是：傾角小，焊速增，送絲快，熔池滿。 若出現(xiàn)熔池不清晰且有氣泡、火花飛濺加大或熔池內(nèi)金屬沸騰的現(xiàn)象，說明火焰選擇不當(dāng)，此時應(yīng)及時將火焰調(diào)節(jié)成中性焰。 難點(diǎn)：堆平焊波氣焊時，一般用左手拿焊絲，右手拿焊炬，兩手的動作要協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。焊嘴軸線的投影應(yīng)與焊縫重合，同時要注意掌握好焊嘴與焊件的夾角，如圖4-22。焊件愈厚，愈大。在焊接開始時，為了較快地加熱焊件和迅速形成熔池，應(yīng)大些。正常焊接時，一般保持在3050范圍內(nèi)。當(dāng)焊接結(jié)束時，應(yīng)適當(dāng)減小

14、，以便更好地填滿熔池和避免焊穿。焊炬向前移動的速度應(yīng)能保證焊件熔化并保持熔池具有一定的大小。焊件熔化形成熔池后，再將焊絲適量地點(diǎn)入熔池內(nèi)熔化。（四）氣 割1.氣割過程氧氣切割簡稱氣割，是一種切割金屬的常用方法，如圖所示。氣割時，先把工件切割處的金屬預(yù)熱到它的燃燒點(diǎn)，然后以高速純氧氣流猛吹。這時金屬就發(fā)生劇烈氧化，所產(chǎn)生的熱量把金屬氧化物熔化成液體。同時，氧氣氣流又把氧化物的熔液吹走， 工件就被切出了整齊的缺口。只要把割炬向前移動，就能把工件連續(xù)切開。氣割過程1-割縫；2-割嘴；3-氧氣流；4-工件；5-氧氣物；6-預(yù)熱火焰 金屬氣割的兩個件條件（1）金屬的燃燒點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn)。 （2）金屬氧化物

15、的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬的熔點(diǎn)。 純鐵、低碳鋼、中碳鋼和普通低合金鋼都能滿足上述條件，具有良好的氣割性能。高碳鋼、鑄鐵、不銹鋼，以及銅、鋁等有色金屬都難以進(jìn)行氧氣切割。氣割操作氣割所用的割炬如圖所示。工作時，先點(diǎn)燃預(yù)熱火焰，使工件的切割邊緣加熱到金屬的燃燒點(diǎn)，然后開啟切割氧氣閥門進(jìn)行切割。割炬及其操作演示 低碳鋼的氣割過程 低碳鋼的切割過程如下圖所示。氣割過程氧流割口氧化物預(yù)熱火焰割嘴 （1） 預(yù)熱 氣割開始時，利用氧-乙炔焰將工件切割處預(yù)熱到能發(fā)生劇烈氧化的溫度（燃點(diǎn)）約1300，呈黃白色。預(yù)熱火焰開始時可采用氧化焰，以縮短預(yù)熱時間，正常切割時用中性焰。 （2）燃燒 噴出高速切割氧流，使已預(yù)熱的金屬

16、燃燒，生成氧化物。 （3） 熔化與吹除 金屬燃燒生成的氧化物以及與反應(yīng)表面毗鄰的一部分金屬被燃燒熱熔化后，再被氣流吹掉，完成切割過程。切割過程示意圖氧流割口氧化物預(yù)熱火焰割嘴C2H2+O2O2C2H2+O2切割要求1、根據(jù)鋼板厚度選用割嘴，并按照規(guī)定調(diào)節(jié)工藝規(guī)范 2、檢查切割氧流線（風(fēng)線）。流線應(yīng)為筆直清晰的圓柱體，若流線不規(guī)則，要關(guān)閉所有閥門修整割嘴。3、氣割工件采用氧化焰，火焰的大小應(yīng)根據(jù)工件的厚度適當(dāng)調(diào)整。4、氣割時割嘴對準(zhǔn)氣割線一端加熱工件至熔融狀態(tài)，開快風(fēng)使金屬充分燃燒，工件燒穿后再開始沿氣割線移動割嘴。5、切割要在鋼板中間開始的，如割圓，應(yīng)在鋼板上先割出孔，如鋼板較厚可先鉆孔，再由

17、孔開始切割6、氣割薄板時，割嘴不能垂直于工件，需偏斜5度10度，火焰能率要小，氣割速度要快。7、氣割厚板，割嘴垂直于工件，距表面35mm，切割終了割嘴向切割方向的反向傾斜510度，以利收尾時割縫整齊。8、使用拖輪切割弧線，割槍不可抬太高，尤其割小弧線厚板應(yīng)使割槍與工件平行。9、工作時應(yīng)常用針疏通割嘴，割嘴過熱應(yīng)浸入水中冷卻。10、氣割特殊鋼材，按工藝要求。 11、 氣割完畢要除去熔渣，并對工件進(jìn)行檢查切割質(zhì)量要求氣割切口表面應(yīng)光滑干凈，而且粗細(xì)紋路要一致，氣割的氧化鐵渣容易脫落；氣割切口縫隙較窄，而且寬窄一致；氣割切口的鋼板邊緣棱角沒有熔化等。 切口質(zhì)量的評定內(nèi)容及等級劃分 1、表面粗糙度：表

18、面粗糙度是指切割面波紋峰與谷之間的距離（了取任意五點(diǎn)的平均值），用G表示 。2、平面度：平面度是指沿切割方向垂直于切割面上的凸凹程度。按被切割鋼板厚度的百分比計(jì)算，用B表示 。3、上緣熔化程度上緣熔化程度是指氣割過程中燒塌情況，表現(xiàn)為是否產(chǎn)生塌角及形成間斷或連續(xù)性的熔滴及熔化條狀物，用S表示。 4、掛渣：掛渣是指切斷面的下緣附著鐵的氧化物，按其附著多少和剝離難易程度來區(qū)分等級，用Z表示 。5缺陷的極限間距：缺陷的極限間距是指沿切線方向的切割面上，由于振動和間斷等原因，出現(xiàn)溝痕，使表面粗糙度突然下降，其溝痕深度為，溝痕寬度不超過5mm者稱為缺陷。缺陷的極限間距用Q表示 。6、直線度：直線度是指切

19、割直線時，沿切割方向?qū)⑵鹬箖啥诉B成的直線同冠蓋如云切割面之間的間隙，用P表示 。 7、垂直度：垂直度是指實(shí)際切斷面與被切割金屬表面的垂線之間的最大偏差常見缺陷的產(chǎn)生原因及防止方法（1） 切口過寬且表面粗糙切口過寬且表面粗糙是由于氣割氧氣壓力過大造成的。切割氧氣壓力過低時，切割的熔渣便吹不掉，切口的熔渣粘在一起不易去除。因此氣割時，應(yīng)將切割氧氣壓力調(diào)整適宜。（2） 切口表面不齊或棱角熔化切口表面不齊或棱角熔化產(chǎn)生的原因是預(yù)熱火焰過強(qiáng)，或切割速度過慢；火焰能率過小時，切割過程容易中斷且切口表面不整齊，所以，為保證切口規(guī)則，預(yù)熱火焰能率大小要適宜。（3）切口后拖量大切割速度過快致使切割后拖量過大，不易切透，嚴(yán)重時會使熔渣向上飛，發(fā)生回火。切割時，可根據(jù)熔渣流動情況進(jìn)行判斷，采用較為合理的切割速度，從而消除過大的后拖。提高切口表面質(zhì)量的途徑（1） 切割氧氣壓力大小要適當(dāng)切割氧墳力過大時，使切口過寬，切口表面粗糙，同時浪費(fèi)氧氣；過小時，氣割的氧化鐵渣吹不掉，切口的熔渣容易粘在一起不易清除。（2） 預(yù)熱火焰能率要適當(dāng)預(yù)熱火焰能率過大時，鋼板切口表面的棱角被熔化，尤其是在氣割薄件時會產(chǎn)生前面割 開，后面粘在一起的現(xiàn)象；火焰能率過小時，氣割過程容易中斷，而且切口表面不整齊。（3）氣割速度要適當(dāng)氣割