气焊和气割

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气焊和气割

一、气焊的特点和应用 气焊是利用气体火焰作热源，来熔化母材和填充金属的一种焊接方法。最常用的是氧乙炔焊，即利用乙炔（可燃气体）和氧（助燃气体）混合燃烧时所产生氧乙炔焰，来加热熔化工件与焊丝，冷凝后形成焊缝的焊接的方法。 ) l1 ~( M8 x& j乙炔利用纯氧助燃，与在空气中相比，能大大提高火焰温度（约达3000℃以上）。它与电弧焊相比，气焊火焰的温度低，热量分散，加热速度缓慢，故生产率低，工件变形严重，焊接的热影响区大，焊接接头质量不高。但是气焊设备简单、操作灵活方便，火焰易于控制，不需要电源。所以气焊主要用于焊接厚度小于3mm以下的低碳钢薄板，铜、铝等有色金属及其合金，以及铸铁的焊补等。此外，也适用于没有电源的野外作业。 二、气焊的设备与工具以及辅助器具 # K# @* M# R8 G. h$ ]气焊所用设备及管路系统见挂图或实物 ) z/ q5 K' R- m; M) [' g+ v1.氧气瓶 氧气瓶是贮存和运输高压氧气的容器。容积为40升，贮氧的最大压力为15兆帕（MPa）。按规定氧气瓶外表漆成天蓝色。并用黑漆标明“氧气”字样。 6 p  o6 V$ ~6 m氧气的助燃作用很大，如在高温下遇到油脂，就会有自然燃爆炸的危险。所以应正确地使用和保管氧气瓶：放置氧气瓶必须平稳可靠，不应与其它气瓶混在一起；气焊工作地与其它火源要距氧气瓶5米以上；禁止撞击氧气瓶；严禁沾染油脂等。   G1 S1 e& n6 Z. r+ L8 R氧气瓶口装有瓶阀，用以控制瓶内氧气进出，手轮逆时针方向旋转则可开放瓶阀，顺时针旋转则关闭。 2.减压器 减压器的作用是将高压氧气瓶中高压氧气减压至焊矩所需的工作压力（约0.1～0.3MPa）从焊接使用；同时减压器还有稳压作用，以保证火焰能稳定燃烧。减压器的构造和工作情况见挂图和实物，减压器使用时，先缓慢打开氧气瓶阀门，然后旋转减压器的调节手柄，待压力达到所需要时为止；停止工作时，先松开调节螺钉，再关闭氧气瓶阀门。 - R" g  x' F9 q- c  o3.乙炔瓶 乙炔瓶是贮存和运输乙快的容器，其外形与氧气瓶相似，但其表面涂成白色，并用红漆写上“乙炔”字样。 3 d' K7 r* H( R# K# C在乙炔瓶内装有浸满丙酮的多孔性填料，丙酮对乙炔有良好的溶解能力，可使乙炔稳定而安全地贮存在瓶中，在乙炔瓶上装有瓶阀，用方孔套筒扳手启闭。使用时，溶解在丙酮中的乙炔就分离出来。通过乙炔瓶阀流出，而丙酮仍留在瓶内，以便溶解再次压入的乙炔，一般乙炔瓶上亦要安装减压器。 . k, U# E/ l" O2 K* S8 K4.焊矩 ! h  S$ [* [: d$ A$ B$ a- A3 c* H3 H焊矩是使乙炔和氧气按一定比例混合，并获得稳定气焊火焰的工具，焊矩的构造和外观见挂图与实物。常用的焊矩是低压焊矩或称射吸式焊矩，其型号有H01-2、H01-6、H01-12等多种，H—表示焊矩；01—表示射吸式；2、6、12等表示可焊接的最大厚度（mm）。 ! n# [* Q6 T7 a射吸式焊接包括：乙炔接头、氧气接头、手柄、乙炔阀门、氧气阀门、射吸式管、混合管、喷咀等组成。每把焊矩都配有5个不同规格的焊咀（1、2、3、4、5，数字小则焊咀孔径小），以适用不同厚度的工件的焊接。 - j. q$ e+ z: l; Z  F9 `! v% E( T5.辅助器具与防护用具 3 P3 m9 u  j: v. R辅助器具有：通针、橡皮管、点火器、钢丝刷、手锤、锉刀等。 防护用具有：气焊眼镜、工作服、手套、工作鞋、护脚布等。 三、焊丝与焊剂 1.焊丝 焊丝是气焊时起填充作用的金属丝。焊丝的化学成分直接影响到焊接质量和焊缝的力学性能。各种金属焊接时，应采用相应的焊丝。在焊接低碳钢时，常用的气焊丝的牌号有H08和H08A等。焊丝的直径要根据焊件厚度来选择（见表）。焊丝使用前，应清除表面上的油脂和铁锈等。 焊丝直径与焊件厚度的关系（单位mm） 焊件厚度     0．5～2     2～3     3～5     5～10 焊丝直径     1～2     2～3     3～4     3～5 2．焊剂 0 }2 \0 l5 H  j( ^焊剂在气焊时的作用是：保护熔池，减少空气的侵入，去除气焊时熔池中形成的氧化杂质；增加熔池金属的流动性。焊剂可预先涂在焊件的待焊处或焊丝上，也可在气焊过程中将高温的焊丝端部在盛装焊剂的器具中定时地沾上焊丝，再添加到熔池。 ; U. E$ i; _3 c低碳钢气焊时一般不使用焊剂。在气焊铸铁﹑合金钢和有色金属时，则需用相应的焊剂。用于气焊铸铁﹑铜合金时的焊剂为硼酸﹑硼砂和碳酸钠等；用于焊接不锈钢的焊剂为101等。 % O7 g' z+ D% K四、气焊火焰（氧乙炔焰） 氧与乙炔混合燃烧所形成的火焰称为氧乙炔焰。通过调节氧气阀门和乙炔阀门，可改变氧气和乙炔的混合比例得到三种不同的火焰；中性焰、氧化焰和碳化焰。 1.中性焰 当氧气与乙炔的作用比为1～1.2时，所产生的火焰称为中性焰，又称为正常焰。它由焰芯，内焰和外焰组成，靠近焊咀处为焰芯，呈白亮色；其次为内焰。呈兰紫色，此处温度最高，约3150℃，距焰心前端2～4mm处，焊接时应用此处加热工件和焊丝，最外层为外焰，呈桔红色。 / F8 D, @" g2 G中性焰是焊接时常用的火焰，用于焊接低碳钢、中碳钢、合金钢、紫铜、铝合金等材料。 6 r8 J% ^+ Y7 h3 o% @, x2.碳化焰 6 K% \2 c% ^8 a9 K* W当氧气和乙炔的体积比小于1时，则得到碳化焰。由于氧气较少，燃烧不完全。整个火焰比中性焰长。且温度也较低，碳化焰中的乙炔过剩，适用于焊接高碳钢、铸铁和硬质合金材料。用碳化焰焊接其它材料时，会使焊缝金属增碳，变得硬而脆。 ' @8 q$ i+ h; _1 D3.氧化焰   L% Z  i' {% R  F& R/ m当氧气和乙炔的体积比大于1.2时，则形成氧化焰。由于氧气较多，燃烧剧烈，火焰长度明显缩短，焰心呈锥形，内焰几乎消失，并有较强的丝丝声，氧化焰中由于氧多。易使金属氧化，故用途不广，仅用于焊接黄铜，以防止锌的蒸发。 五、气焊的基本操作技术 气焊操作时，一般右手持焊矩，将拇指位于乙炔开关处，食指位于氧气开关处，以便于随时调节气体流量。用其它三指握住焊矩柄，右手拿焊丝气焊的基本操作有：点火、调节火焰、施焊和熄火等几个步骤。 * o- p8 h$ W2 C* o+ ]1.点火、调节火焰与熄火 点火时先微开氧气阀门，然后打开乙炔阀门，用明火（可用的电子枪或低压电火花等）点燃火焰。这时的火焰为碳化焰，然后逐渐开大氧气阀，将碳化焰调整为中性焰，如继续增加氧气（或减少乙炔）就可得到氧化焰。 ! f6 {* h# r2 n1 ~: U点火归，可能连续出现“放炮”声，原因是乙炔不纯，应放出不纯惭炔，重新点火；有时出现不易点火，原因是氧气量过大，这时应重新微关氧气阀门。点火时，拿火源的手不要正对焊咀，也不要指向他人，以防烧伤。 焊接完毕需熄火时，应先关乙炔阀门，再关氧气阀门，以免发生回火和减少烟尘。 2.堆平焊波 （1）焊件准备 将焊件表面的氧化皮、铁锈、油污和脏物等用钢丝刷、砂布等进行清理，使焊件露出金属表面。 （2）焊缝起头 9 k% O+ M# T8 b$ b; O7 _+ Q一般低碳钢用中性火焰，左向焊法。即将焊矩自左向右焊接，使火焰指向待焊部分，填充的焊丝端头位于火焰的前下方一起焊时，由于刚开始加热，焊矩倾斜角应大些（50～70）,有利于工件预热，且焊咀轴线投影与焊缝重合。同时在起焊处应使火焰往复运动，保证焊接区加热均匀。待焊件由红色熔化成白亮而清晰的熔池，便可熔化焊丝，而后立即将焊丝抬起，火焰向前均匀移动，形成新的熔池。 （3）正常焊接 为了获得优质而美观的焊缝和控制熔池的热量、焊矩和焊丝应作出均匀协调的运动；即沿焊件接缝的纵向运动；焊矩沿焊缝做横向摆动；焊丝在垂直焊缝方向送进并作上下移动。 （4）焊缝收尾 当焊到焊缝终点时，由于端部散热条件差，应减小焊矩与焊件的夹角。（20～30°），同时要增加焊接速度和多加一些焊丝，以防熔池扩大，形成烧穿。 六、气割 气割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧气流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法，它与气焊是本质不同的过程，气焊是熔化金属，而气割是金属在纯氧中燃烧。 1.金属氧气切割的条件 ' b  v0 P' s8 B7 F3 u9 C3 p" Q（1）金属材料的燃烧点必须低于其熔点，这是金属氧气切割的基本条件，否则切割是金属先熔化而变为熔割过程，使割口过宽也不整齐。 （2）燃烧生成的金属氧化物的熔点，应低于金属本身的熔点，同时流动性要好，否则切割过程不能正常进行。 （3）金属燃烧时释放大量的热，而且金属本身的导热性要低。 3 _7 I6 q$ J3 S9 a+ A/ z: ?只有满足上述条件的金属材料才能进行气割，如纯铁、低碳钢、中碳钢、普通钢、合金钢等。高碳钢、铸铁、高合金钢、铜、铝等有色金属与合金均难进行气割。 - L0 ?/ O0 s8 q5 t( N4 L2.气割过程 : |% ^8 C: @, K# E气割时用割矩代替焊矩，其余设备与气焊相同，割矩的外形与结构见实物。气割时先用氧乙炔火焰将割口附近的金属预热到燃点（约1300℃,呈黄白色），然后打开割矩上的切割氧气阀门，高压氧气射流使高温金属立即燃烧，生成的氧化物（即氧化铁、呈熔融状态）同时被氧气流吹走。金属燃烧产生的热量和氧乙炔火焰一起又将邻近的金属预热到燃点，沿切割线以一定的速度移动割矩，即可形成割口。 ! p2 Y+ S9 _# d5 T% J0 j