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1、气焊与气割方法介绍 气焊的气体和设备 气焊是利用气体燃烧所产生的高温火 焰来进行焊接的 如图1所示 火焰一 方面把工件接头的表层金属熔化 同 时把金属焊丝熔入接头的空隙中 形 成金属熔池 当焊炬向前移动 熔池 金属随即凝固成为焊缝 使工件的两 部分牢固地连接成为一体 图1气焊 1 焊丝 2 焊嘴 3 工件 气焊优缺点 气焊的温度比较低 热量分散 加热速度慢 生产率低 焊件变 形较严重 但火焰易控制 操作 简单 灵活 气焊设备不用电源 并便于某些工件的焊前预热 所以 气焊仍得到较广泛的应用 一般用于厚度在3mm以下的低 碳钢薄板 管件的焊接 铜 铝 等有色金属的焊接及铸铁件的焊 接等 气焊火焰
2、调节氧气 乙炔气体的不同混合比例可 得到中性焰 氧化焰和碳化焰三种性质 不同的火焰 如图2所示 图2 气焊火焰 氧乙炔焰按氧气与乙炔混合比值的不同 可分为中 性焰 碳化焰 也叫还原焰 和氧化焰三种 其构造 和形状见图 1 中性焰 中性焰燃烧后无过剩的氧和乙炔 它 由焰心 内焰和外焰三部分组成 见图 火焰呈中 性 焰心由未经燃烧的氧气和乙炔组成 外表分布有 一层碳素微粒层 炽热的碳粒发出明亮的白光形成 尖亮而明显的轮廓 离焰心尖端2 4毫米处化学 反应最激烈 因此温度最高 为3100 3200 内焰由乙炔的不完全燃烧产物 一氧化碳和氢气 组成 具有还原性 呈杏核形的深蓝色线条 外焰是一氧化碳和氢
3、气与大气中的氧完全燃烧 后产生的二氧化碳和水蒸气 主要用于焊接低碳钢 低合金钢 高铬钢 不锈钢 紫铜 锡青铜 铝及其合金等 2 碳化焰 碳化焰燃烧后的气体中尚有部 分乙炔未燃烧 焰心的轮廓不清 外焰特别 长 当乙炔过剩量很大时会冒黑烟 火焰由 焰心 内焰和外焰三部分组成 见图 碳化 焰最高温度为2700 3000 火焰具有还 原性 乙炔过剩 火焰中有游离状态碳及过 多的氢 焊接时会增加焊缝含氢量 焊低碳 钢有渗碳现象 主要用于高碳钢 高速钢 硬质合金 铝 青铜及铸铁等的焊接或焊补 氧化焰 氧化焰在氧乙炔气体燃烧后有 过剩的氧气 由于氧气过剩氧化燃烧进 行得很激烈 造成焰心 内焰 外焰成 为一体
4、 氧过剩火焰 有氧化性 焊钢件时焊缝 易产生气孔和变脆 最高温度 3100 3300 主要用于焊接黄铜 锰 黄铜 镀锌铁皮等 气焊的设备 1 氧气瓶 氧气瓶是运送和贮存高压氧气的容器 其 容积为40L 工作压力为15Mpa 按照规 定 氧气瓶外表漆成天蓝色 并用黑漆标明 氧气 字样 保管和使用时应防止沾染油污 放置时必须平稳可靠 不应与其他气瓶混 在一起 不许曝晒 火烤及敲打 以防爆炸 使用氧气时 不得将瓶内氧气全部用完 最少应留100 200kpa 以便在再装氧气 时吹除灰尘和避免混进其他气体 氧气瓶 乙炔瓶 乙炔瓶是贮存和运送乙炔的容器 国内最常用的 乙炔瓶公称容积为40L 工作压力为1
5、5Mpa 其外 形与氧气瓶相似 外表漆成白色 并用红漆写上 乙 炔 不可近火 等字样 在瓶体内装有浸满丙酮的多 孔性填料 可使乙炔稳定而又安全地贮存在瓶内 使 用乙炔瓶时 除应遵守氧气瓶使用要求外 还应该注 意 瓶体的温度不能超过30 40 搬运 装卸 存放和使用时都应竖立放稳 严禁在地面上卧 放并直接使用 一旦要使用已卧放的乙炔瓶 必 须先直立后静止20min 再连接乙炔减压器后使用 不能遭受剧烈的震动等 典型的几种乙炔瓶 减压器 减压器将高压气体降为低压气体的调 节装置 对不同性质的气体 必须选用符 合各自要求的专用减压器 通常 气焊 时所需的工作压力一般都比较低 如氧气 压力一般为0 2
6、 0 4Mpa 乙炔压力最 高不超过0 15Mpa 因此 必须将气瓶 内输出的气体压力降压后才能使用 减压 器的作用是降低气体压力 并使输送给焊 炬的气体压力稳定不变 以保证火焰能够 稳定燃烧 减压器在专用气瓶上应安装牢 固 各种气体专用的减压器 禁止换用或 替用 氧气减压器 几种典型的减压器 氧气减压器 YQY 12氧气减压器 用于介质为氧气 参 数指标 型号 YQY 12 输入压力MPA 15 压力调节范围MPA 0 1 1 25 公称流量M3 H 40 进口螺纹 G5 8 出口螺纹 M16 1 5 氧气减压器实例及图解 YQE 213乙炔减压器 用于介质为乙炔气 参 数指标 型号 YQE
7、 213 输入压力MPA 3 压力调节范围MPA 0 01 0 15 公称流量M3 H 5 进口螺纹 框架出口螺纹 M16 1 5 回火保险器 正常气焊时 火焰在焊炬的焊嘴外 面燃烧 但当气体供应不足 焊嘴阻塞 焊嘴太热或焊嘴离焊件太近时 火焰 会沿乙炔管路往回燃烧 这种火焰进入 喷嘴内逆向燃烧的现象称为回火 如果 回火蔓延到乙炔瓶 就可能引起爆炸事 故 回火保险器的作用就是截留回火气 体 保证乙炔瓶的安全 干式乙炔回火防 止器 技术参数 1 使介质 溶解乙炔气 2 工作压力 0 01MPa 0 15MPa 3 流量 当工作v压力为 0 1MPa时 流量 Q 3M H2 4 外型尺寸 31 2
8、x92mm 焊炬 焊炬的作用是将乙炔和氧气按一 定比例均匀混合 由焊嘴喷出 点 火燃烧 产生气体火焰 常用的氧 乙炔射吸式焊炬如图4 21所示 各 种型号的焊炬均配备3 5个大小不 同的焊嘴 以便焊接不同厚度的焊 件时使用 焊炬模型 G01系列射吸式割炬 H01系列射吸式焊炬 气焊工艺及操作要领 气焊工艺 1 焊丝和焊剂 气焊所用的焊丝是没有药皮的金属丝 其成分与工件 基本相同 原则上要求焊缝与工件达到相等的强度 焊接合金钢 铸铁和有色金属时 熔池中容易产生高 熔点的稳定氧化物 如 Cr2O3 SiO2和Al2O3等 使焊缝中夹渣 故在焊接时 使用适当的焊剂 可 与这类氧化物结成低熔点的熔渣
9、以利浮出熔池 因 为金属氧化物多呈碱性 所以一般都用酸性焊剂 如 硼砂 硼酸等 焊铸铁时 往往有较多的SiO2出现 因此通常又会采用碱性焊剂 如碳酸钠和碳酸钾等 使用时 通常用焊丝蘸在端部送入熔池 焊接低碳钢时 只要接头表面干净 不必使用焊剂 2 焊接规范 气焊的接头型式和焊接空间位置等工艺问题的考虑 与手工电弧焊基本相同 气焊的焊接规范则主要 是确定焊丝的直径 焊嘴的大小以及焊嘴对工件的 倾斜角度 焊丝的直径是根据工件的厚度而定 焊接厚度为 3 mm以下的工件时 所用的焊丝直径与工件的厚度 基本相同 焊接较厚的工件时 焊丝直径应小于工 件厚度 焊丝直径一般不超过 6 mm 焊炬端部的焊嘴是氧
10、炔混合气体的喷口 如图1所 示 每把焊炬备有一套口径不同的焊嘴 焊接厚的 工件应选用较大口径的焊嘴 焊嘴的选择见表4 2 表4 2 焊接钢材用的焊嘴 表4 2 焊接钢材用的焊嘴 焊嘴号 12 345 工件厚 度 mm 1 51 32 44 77 11 气焊基本操作要领 1 点火 调节火焰与灭火 点火时 先微开氧气阀门 再打 开乙炔阀门 随后点燃火焰 这时的 火焰是碳化焰 然后 逐渐开大氧气 阀门 将碳化焰调整成中性焰 同时 按需要把火焰大小也调整合适 灭 火时 应先关乙炔阀门 后关氧气阀 门 焊嘴倾角与焊件厚度的关系 2 堆平焊波 气焊时 一般用左手拿焊丝 右手拿焊炬 两 手的动作要协调 沿焊
11、缝向左或向右焊接 焊嘴轴 线的投影应与焊缝重合 同时要注意掌握好焊嘴与 焊件的夹角 如图4 22 焊件愈厚 愈大 在 焊接开始时 为了较快地加热焊件和迅速形成熔池 应大些 正常焊接时 一般保持 在30 50 范围内 当焊接结束时 应适当减小 以便更好 地填满熔池和避免焊穿 焊炬向前移动的速度应能 保证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 再将焊丝适量地点入熔池内熔化 气 割 1 气割过程 氧气切割简称气割 是一种切割金属的常用方 法 如图4 23 所示 气割时 先把工件切割 处的金属预热到它的燃烧点 然后以高速纯氧 气流猛吹 这时金属就发生剧烈氧化 所产生 的热量把金属氧化物
12、熔化成液体 同时 氧气 气流又把氧化物的熔液吹走 工件就被切出了 整齐的缺口 只要把割炬向前移动 就能把工 件连续切开 气割过程 1 割缝 2 割嘴 3 氧气流 4 工件 5 氧气 物 6 预热火焰 金属气割的两个条件 1 金属的燃烧点应低于其熔点 2 金属氧化物的熔点应低于金属的熔点 纯铁 低碳钢 中碳钢和普通低合金钢都 能满足上述条件 具有良好的气割性能 高 碳钢 铸铁 不锈钢 以及铜 铝等有色金 属都难以进行氧气切割 割操作 气割所用的割炬如图4 2所示 工作时 先 点燃预热火焰 使工件的切割边缘加热到 金属的燃烧点 然后开启切割氧气阀门进 行切割 割炬及其操作演示 操作规程 准备工作
13、1 熟悉图纸和工艺文件 详细了解工件的材 质 规格和公差要求等 2 将割枪装在固定的胶管接头上 检查氧气 表 乙炔保险壶工作是否正常及割枪射吸力 是否良好 3 使用氧气瓶时 应将瓶放稳并放气吹去接 头处的尘杂物 再装氧气表 当瓶内气压低 于工作压力时 必须更换 且移动气瓶应避 免撞击 严禁沾油 气割 1 根据钢板厚度选用割嘴 并按照规定 调节工艺规范 2 检查切割氧流线 风线 流线应为笔 直清晰的圆柱体 若流线不规则 要关闭 所有阀门修整割嘴 3 气割工件采用氧化焰 火焰的大小应根 据工件的厚度适当调整 4 气割时割嘴对准气割线一端加热工件至 熔融状态 开快风使金属充分燃烧 工件 烧穿后再开始
14、沿气割线移动割嘴 5 切割要在钢板中间开始的 如割圆 应 在钢板上先割出孔 如钢板较厚可先钻孔 再由孔开始切割 6 气割薄板时 割嘴不能垂直于工件 需偏斜 5度 10度 火焰能率要小 气割速度要快 7 气割厚板 割嘴垂直于工件 距表面3 5mm 切割终了割嘴向切割方向的反向倾斜5 10度 以利收尾时割缝整齐 8 使用拖轮切割弧线 割枪不可抬太高 尤其 割小弧线厚板应使割枪与工件平行 9 工作时应常用针疏通割嘴 割嘴过热应浸入 水中冷却 10 气割特殊钢材 按工艺要求 11 气割完毕要除去熔渣 并对工件进行检查 气割切口的质量要求 气割切口表面应光滑干净 而且粗细纹路 要一致 气割的氧化铁渣容易
15、脱落 气割 切口缝隙较窄 而且宽窄一致 气割切口 的钢板边缘棱角没有熔化等 切口质量的评定内容及等级划分 1 表面粗糙度 表面粗糙度是指切割面 波纹峰与谷之间的距离 了取任意五点的 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 按被切割钢板厚度 的百分比计算 用B表示 3 上缘熔化程度上缘熔化程度是指气割过 程中烧塌情况 表现为是否产生塌角及形成 间断或连续性的熔滴及熔化条状物 用S表 示 4 挂渣 挂渣是指切断面的下缘附着铁的 氧化物 按其附着多少和剥离难易程度来区 分等级 用Z表示 5缺陷的极限间距 缺陷的极限间距是指 沿切线方向的切割面上 由于振动和间断
16、等原因 出现沟痕 使表面粗糙度突然下 降 其沟痕深度为0 32 1 2mm 沟痕 宽度不超过5mm者称为缺陷 缺陷的极 限间距用Q表示 6 直线度 直线度是指切割直线时 沿 切割方向将起止两端连成的直线同冠盖如 云切割面之间的间隙 用P表示 7 垂直度 垂直度是指实际切断面与被 切割金属表面的垂线之间的最大偏差 常见缺陷的产生原因及防止方法 1 切口过宽且表面粗糙 切口过宽且表面粗糙是由于气割氧气压力过大造成的 切割氧气压力过低时 切割的熔渣便吹不掉 切口的熔 渣粘在一起不易去除 因此气割时 应将切割氧气压力 调整适宜 2 切口表面不齐或棱角熔化 切口表面不齐或棱角熔化产生的原因是预热火焰过强 或切割速度过慢 火焰能率过小时 切割过程容易中断 且切口表面不整齐 所以 为保证切口规则 预热火焰 能率大小要适宜 3 切口后拖量大 切割速度过快致使切割后拖量过大 不易切透 严重时 会使熔渣向上飞 发生回火 切割时 可根据熔渣流动 情况进行判断 采用较为合理的切割速度 从而消除过 大的后拖 提高切口表面质量的途径 1 切割氧气压力大小要适当 切割氧坟力过大时 使切口过宽 切口表面粗糙 同时浪费
