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1、第六章气焊与气割,第一节气体火焰第二节气焊第三节气割【焊接实例】【练习与思考】,1,第六章气焊与气割,气焊与气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧产生的气体火焰的热量作为热源，进行金属材料的焊接或切割的加工工艺方法。气焊的应用范围越来越小，但在铜、铝等有色金属及铸铁的焊接领域仍有其独特优势。气割和焊接几乎是同时诞生的“孪生兄弟”，构成金属材料的一“裁”一“缝”，气割和焊接一样也是应用量最大、覆盖面广的重要加工工艺方法。,2,第一节气体火焰,气焊与气割的热源是气体火焰。产生气体火焰的气体：可燃气体和助燃气体。可燃气体有：乙炔、液化石油气等，助燃气体是氧气。气焊常用的是氧气与乙炔燃烧产生的气体火焰-
2、氧乙炔焰；气割的预热火焰除氧乙炔焰外，还有氧气与液化石油气燃烧产生的气体火焰-氧液化石油气火焰等。,3,一、产生气体火焰的气体1.氧气在常温、常态下氧是气态。氧气本身不能燃烧，但能帮助其他可燃物质燃烧，具有强烈的助燃作用。气焊与气割对氧气的要求是纯度越高越好。气焊与气割用的工业用氧气一般分为两级：一级纯度氧气含量不低于99.2%，二级纯度氧气含量不低于98.5%。一般情况下，由氧气厂和氧气站供应的氧气可以满足气焊与气割的要求。对于质量要求较高的气焊应采用一级纯度的氧。气割时，氧气纯度不应低于98.5%。,4,小提示工业中常用的高压氧气，如果与油脂等易燃物质相接触时，就会发生剧烈的氧化反应而使易
3、燃物自行燃烧，甚至发生爆炸。在操作中，切不可使氧气瓶瓶阀、氧气减压器、焊炬、割炬、氧气皮管等沾染上油脂。,5,小提示乙炔与铜或银长期接触后生成的乙炔铜（Cu2C2）或乙炔银（Ag2C2）是一种爆炸性的化合物，它们受到剧烈震动或者加热到110C120C就会引起爆炸。凡是与乙炔接触的器具设备禁止用银或含铜量超过70%的铜合金制造。乙炔和氯、次氯酸盐等反应会发生燃烧和爆炸，所以乙炔燃烧时，绝对禁止用四氯化碳来灭火。,7,3.液化石油气液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）等碳氢化合物，在常压下以气态存在，在0.8MPa1.5MPa压力下，就可变成液态，便于装入瓶
4、中储存和运输，液化石油气由此而得名。液化石油气与乙炔一样，与空气或氧气形成的混合气体具有爆炸性，但比乙炔安全得多。液化石油气的火焰温度比乙炔的火焰温度低，其在氧气中的燃烧温度为2800C2850C；液化石油气在氧气中的燃烧速度低，约为乙炔的三分之一，其完全燃烧所需氧气量比乙炔所需氧气量大。因此，用于气割时，金属预热时间稍长，但其切割质量容易保证，割口光洁，不渗碳，质量比较好。,8,小提示可燃气体除了乙炔、液化石油气外，还有丙烯、天然气、焦炉煤气、氢气.丙炔、丙烷与丙烯的混合气体,乙炔与丙烯的混合气体,乙炔与丙烷的混合气体,乙炔与乙烯的混合气体.丙烷、丙烯、液化石油气为原料，再辅以一定比例的添加
5、剂的气体,经雾化后汽油。这些气体主要用于气割，但综合效果均不及液化石油气。,9,二、气体火焰的种类与性质1.氧乙炔焰根据混合比的大小不同，可得到性质不同的三种火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰.1焰芯3内焰3外焰,10,2.氧液化石油气火焰焰心分解产物较少,内焰不像乙炔那样明亮,而有点发蓝,外焰则显得比氧乙炔焰清晰而且较长。液化石油气的着火点较高,使得点火较乙炔困难,必须用明火才能点燃。目前氧液化石油气火焰主要用于气割，并部分的取代了氧乙炔焰。,11,第二节气焊,气焊是利用气体火焰作热源的一种熔焊方法。常用氧气和乙炔混合燃烧的火焰进行焊接，故又称为氧乙炔焊。,1混合气管2焊件3焊缝4焊丝5气焊火焰6
6、焊嘴,12,一、气焊原理、特点及应用1.气焊原理气焊是利用可燃气体和氧气通过焊炬按一定的比例混合，获得所要求的火焰能率和性质的火焰作为热源，熔化被焊金属和填充金属，使其形成牢固的焊接接头。2.气焊的特点及应用气焊的优点是：设备简单，操作方便，成本低，适应性强，在无电力供应的地方可方便焊接；可以焊接薄板、小直径薄壁管；焊接铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金时质量较好。气焊的缺点是：火焰温度低，加热分散，热影响区宽，焊件变形大和过热严重，接头质量不如焊条电孤焊容易保证；生产率低，不易焊较厚的金属；难以实现自动化。气焊主要用于焊接薄板、小直径薄壁管、铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金等。此外气焊
7、火焰还可用于钎焊、喷焊和火焰矫正等。,13,二、气焊焊接材料1气焊丝气焊丝在气焊中起填充金属作用，与熔化的母材一起形成焊缝。常用的气焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝和铸铁气焊丝等。,14,2.气焊熔剂气焊熔剂是气焊时的助熔剂，其作用是与熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣，覆盖在熔池表面，使熔池与空气隔离，能有效防止熔池金属的继续氧化，改善了焊缝的质量。焊接有色金属（如铜及铜合金、铝及铝合金）、铸铁及不锈钢等材料时，通常必须采用气焊熔剂。气焊熔剂可以在焊前直接撒在焊件坡口上或者蘸在气焊丝上加入熔池。,15,气焊熔剂牌号:气焊熔剂牌号用
8、CJ加三位数表示，其编制方法为：CJXXX。CJ表示气焊熔剂；第一位数表示气焊熔剂的用途类型：“1”表示不锈钢及耐热钢用熔剂；“2”表示铸铁气焊用熔剂；“3”表示铜及铜合金气焊用熔剂；“4”表示铝及铝合金气焊用熔剂；第二、三位数表示同一类型气焊熔剂的不同牌号。,16,三、气焊设备及工具气焊设备及工具主要有：氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、减压器、焊炬等。1氧气胶管2焊炬3乙炔胶管4一乙炔瓶5一乙炔减压器6氧气减压器7氧气瓶,17,1氧气瓶氧气瓶外表涂天蓝色，瓶体上用黑漆标注“氧气”字样。常用气瓶的容积为40L，在15MPa压力下，可贮存6m3的氧气。,18,2.乙炔瓶乙炔瓶外表涂白色，并用红漆标
9、注“乙炔”字样。瓶口装有乙炔瓶阀，但阀体旁侧没有侧接头，因此必须使用带有夹环的乙炔减压器。乙炔瓶的工作压力为1.5MPa，在瓶体内装有浸满着丙酮的多孔性填料，能使乙炔安全地贮存在乙炔瓶内。,19,3.液化石油气瓶液化石油气瓶外表面涂银灰色漆并用红漆写有“液化石油气”字样。按用量及使用方式，气瓶容量有15kg、20kg、30kg、50kg等多种规格。工业上常采用30kg，如企业用量大，还可以制成容量为1t、2t或更大的贮气罐。气瓶最大工作压力1.6MPa，水压试验的压力为3MPa。,20,4.减压器减压器又称压力调节器，它是将气瓶内的高压气体降为工作时的低压气体的调节装置。（1）减压器的作用及分
10、类减压器的作用是将气瓶内的高压气体（如氧气瓶内的氧气压力最高达15MPa，乙炔瓶内的乙炔压力最高达1.5MPa）降为工作时所需的压力（氧气的工作压力一般为0.1MPa0.4MPa，乙炔的工作压力最高不超过0.15MPa），并保持工作时压力稳定。减压器按用途不同可分为氧气减压器、乙炔减压器、液化石油气减压器等；按构造不同可分为单级式和双级式两类；按工作原理不同可分为正作用式和反作用式两类。目前常用的是单级反作用式减压器。,21,（2）氧气减压器单级反作用式氧气减压器的构造及工作原理。,22,a）非工作状态b）工作状态1-高压表2-高压室3-低压室4-调压弹簧5-调压手柄6-薄膜7-通道8-活门9
11、-活门弹簧10-低压表,23,当减压器在非工作状态时，调压手柄向外旋出，调压弹簧处于松弛状态，使活门被活门弹簧压下，关闭通道，由气瓶流入高压室的高压气体不能从高压室流入低压室。当减压器工作时，调压手柄向内旋入，调压弹簧受压缩而产生向上的压力，并通过弹性薄膜将活门顶开，高压气体从高压室流入低压室。气体从高压室流入低压室时，由于体积膨胀而使压力降低，起到了减压作用。气体流入低压室后，对弹性薄膜产生了向下的压力，并传递到活门，影响活门的开启。当低压室的气体输出量降低而压力升高时，活门的开启度缩小，减小了流入低压室的气体，使低压室内气体压力不会增高。同样，当低压室的气体输出量增加而压力降低时，活门的开
12、启度增大，流入低压室的气体增多，使低压室内气体压力增高。这种自动调节作用，使低压室内气体的压力稳定地保持着工作压力，这就是减压器的稳压作用。,24,（3）乙炔减压器乙炔瓶用减压器的构造、工作原理和使用方法与氧气减压器基本相同，所不同的是乙炔减压器与乙炔瓶的连接是用特殊的夹环并借用紧固螺钉加以固定。,25,（4）液化石油气用减压器液化石油气用的减压器的作用也是将气瓶内的压力降至工作压力和稳定输出压力，保证供气量均匀。一般民用的减压器稍加改制即可用于切割一般厚度的钢板。另外，液化石油气减压器也可以直接使用丙烷减压器。如果用乙炔瓶灌装液化石油气，则可使用乙炔减压器。（5）减压器常见故障及排除减压器常
13、见故障及其排除方法见表6-7。,26,5.焊炬（1）焊炬的作用及分类焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接的工具。焊炬的作用是将可燃气体和氧气按一定比例混合，并以一定的速度喷出燃烧而生成具有一定能量、成分和形状稳定的火焰。焊炬按可燃气体与氧气混合的方式不同，可分为射吸式焊炬（也称低压焊炬）和等压式焊炬两类，现在常用的是射吸式焊炬，等压式焊炬可燃气体的压力和氧气的压力是相等，不能用于低压乙炔，所以目前很少使用。（2）射吸式焊炬的构造及原理焊炬工作时，打开氧气阀，氧气即从喷嘴口快速射出，并在喷嘴外围造成负压（吸力）；再打开乙炔调节阀，乙炔气聚集在喷嘴的外围。由于氧射流负压的作用，聚集
14、在喷嘴外围的乙炔气很快被氧气吸出，并按一定的比例与氧气混合，经过射吸管、混合气管从焊喷嘴出。,27,1乙炔阀2乙炔导管3氧气导管4氧气阀5喷嘴6射吸管7混合气管8焊嘴,焊炬型号的表示方法：焊炬型号是由汉语拼音字母H、表示结构形式和操作方式的序号及规格组成。H016表示手工操作的可焊接最大厚度为6mm的射吸式焊炬。,28,使用小提示：对于新使用的射吸式焊炬，必须检查其射吸情况。即接上氧气胶管，拧开氧气阀和乙炔阀，将手指轻轻按在乙炔进气管接头上，若感到有一股吸力，则表明射吸能力正常，若没有吸力，甚至氧气从乙炔接头上倒流，则表明射吸能力不正常，则不能使用。,29,6输气胶管氧气管为黑色，乙炔管为红色
15、。通常氧气管内径为8mm，乙炔管内径为10mm，氧气管与乙炔管强度不同,氧气管允许工作压力为1.5MPa，乙块管为0.5MPa。胶管长度不能短于5m，一般在1015m为宜。焊炬用橡皮管禁止油污及漏气,并严禁互换使用。7其他辅助工具（1）护目镜气焊用护目镜，一般宜用37号的黄绿色镜片。（2）点火枪手枪式点火枪点火最为安全方便。火柴点火时，火柴应从焊嘴的后面送到焊嘴或割嘴上，以免手被烧伤。此外还有清理工具，如钢丝刷、手锤、铿刀；连接和启闭气体通路的工具，如钢丝钳、铁丝、皮管夹头、扳手等及清理焊嘴的通针。,30,四、气焊工艺1接头形式对接接头是气焊采用的主要接头形式，角接接头、卷边接头一般只在薄板焊
16、接时使用，搭接接头、T形接头很少采用。,31,2、焊接方向气焊时，按照焊炬和焊丝的移动的方向，可分为左向焊法和右向焊法两种。右向焊法，焊炬指向焊缝,焊接过程自左向右,焊炬在焊丝面前移动。右向焊法适合焊接厚度较大，熔点及导热性较高的焊件，但不易掌握，一般较少采用。左向焊法，焊炬是指向焊件未焊部分，焊接过程自右向左，而且焊炬是跟着焊丝走。这种方法操作简便，容易掌握，适宜于薄板的焊接，是普遍应用的方法。左向焊法缺点是焊缝易氧化，冷却较快，热量利用率低。,32,3、气焊工艺参数气焊工艺参数包括焊丝、气焊熔剂、火焰的性质及能率、焊嘴的倾斜角度、焊接方向、焊接速度等。(1)焊丝焊丝的型号、牌号选择应根据焊件材料的力学性能或化学成分选择。焊丝直径主要根据焊件的厚度来决定。在开坡口焊件的第一、二层焊缝,应选用较细的焊丝,以后各层焊缝可采用较粗焊丝。焊丝直径还和焊接方向有关,一般右向焊时所选用的焊丝要比左向焊时粗些。,33,(2)气焊熔剂一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂。而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂。(3)火焰的性质及能率1)火焰的性质：中性焰适用于焊接
