第二节 气焊气割火焰及工艺参数的选择
气焊与气割主要工艺参数

在多层焊时,第一、二层应选用较细的焊丝,以后各层可采用较粗的焊丝。
一般平焊应比其它焊接位置选用粗一号的焊丝,右焊法比左焊法选用的焊丝要适当粗一些。
2.火焰性质的选择一般来说,需要尽量减少元素的烧损时,应选用中性焰;对需要增碳及还原气氛时,应选用碳化焰;当母材含有低沸点元素[如锡(Sn)、锌(Zn)等]时,需要生成覆盖在熔池表面的氧化物薄膜,以阻止低熔点元素蒸发,应选用氧化焰。
总之,火焰性质选择应根据焊接材料的种类和性能。
由于气焊焊接质量和焊缝金属的强度与火焰种类有很大的关系,因而在整个焊接过程中应不断地调节火焰成分,保持火焰的性质,从而获得质量好的焊接接头。
不同金属材料的气焊所采用焊接火焰的性质参照表2—1。
3.火焰能率的选择火焰能率指单位时间内可燃气体(乙炔)的消耗量,单位为L/h。
火焰能率的物理意义是单位时间内可燃气体所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型号和焊嘴号码大小来决定的。
焊嘴号越大火焰能率也越大。
所以火焰能率的选择实际上是确定焊炬的型号和焊嘴的号码。
火焰能率的大小主要取决于氧、乙炔混合气体中,氧气的压力和流量(消耗量)及乙炔的压力和流量(消耗量)。
流量的粗调通过更换焊炬型号和焊嘴号码实现;流量的细调通过调节焊炬上的氧气调节阀和乙炔调节阀来实现。
火焰能率应根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。
如焊接较厚的焊件、熔点较高的金属、导热性较好的铜、铝及其合金时,就要选用较大的火焰能率,才能保证焊件焊透;反之,在焊接薄板时,为防止焊件被烧穿,火焰能率应适当减小。
平焊缝可比其它位置焊缝选用稍大的火焰能率。
在实际生产中,在保证焊接质量的前提下,应尽量选择较大的火焰能率。
4.焊嘴倾斜角的选择焊嘴的倾斜角是指焊嘴中心线与焊件平面之间的夹角。
详见图2—4。
焊嘴的倾斜角度的大小主要是根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置等因素综合决定的。
当焊嘴倾斜角大时,因热量散失少,焊件得到的热量多,升温就快;反之,热量散失多,焊件受热少,升温就慢。
气焊及气割工艺规程

气焊及气割工艺规程1气焊工艺1.1焊丝及焊剂1.1.1气焊用的焊丝起填充作用,与溶化的母材一起组成焊缝金属。
因此,根据工件的化学成分选用成分、类型相同的焊丝见表17.1.2.1中性焰a)中性焰是氧乙炔混合比为1.1~2.2b)特征为亮白色的焰心端部有淡白色火焰闪动,时隐时现。
c)内焰区气体为一氧化碳和氢,无过多氧,也没有游离碳呈暗紫色。
d)内焰并非中性,而是具有一定的还原性。
e)焰心外2mm~4mm处温度最高。
达到3150℃左右,气焊时焰心离开工件表面2mm~4mm热效率最高。
f)适用于低碳钢、中碳钢、低合金钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及铝合金、铜、镁合金和灰口铸铁焊接等。
1.2.2碳化焰a)氧乙炔混合比小于1.1b)特征是内焰呈淡白色。
c)有较强的还原作用,也有一定的渗碳作用。
d)适用于黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等焊接。
1.2.3氧化焰a)氧乙炔混合比小于1.2b)特征是焰心端部无淡白色火焰闪动,内外焰分不清。
c)氧化焰有过多的氧,具有氧化性。
d)适用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等的焊接。
1.3气焊的工艺参数1.3.1火焰能率火焰能率是由焊矩型号及焊嘴的大小决定的,在实际生产中,可根据工件厚度选择焊矩型号及焊嘴。
气焊时,对于一种型号的焊矩及焊嘴号,还可以在一定范围内调节火焰的大小。
气焊紫铜等导热性强的工件,应选用较大型号的焊矩及焊嘴。
水平位置焊接时,则选用较小的焊矩及焊嘴。
见表19焊丝直径是根据工件厚度选用的,选择焊丝直径可参考表20a)焊嘴倾斜角度是指焊嘴与工件平面间略小于90度的夹角,火焰热量散损小,工件加热快,温度高。
b)焊嘴倾角大小可根据工件厚度、火焰大小、工件加热和工件材质等确定。
c)气焊低碳钢时,左向焊焊嘴倾角约30°~50°,右向焊嘴倾角约50°~60°,开始焊接时,为了加热快,焊嘴倾角要大,可80°~90°,焊接结束时,为了填满弧坑,避免烧穿,焊嘴倾角要减小。
第二章气焊与气割ppt课件

(3)氧气瓶在使用时,应直立放置,安放稳固,防止倾 倒。只有在特殊情况下才允许卧放,但瓶头一定要 垫高,并防止滚动。
(4)氧气瓶在开启时,操作人员应站在出气口的侧面, 先拧开瓶阀吹掉出气口内的杂质,再与氧气减压阀 连接。开启和关闭氧气瓶阀时不能用力过猛。
(5)氧气瓶内的氧气不能全部用完,至少要保留0.10.3MPa,以便于充氧时便于鉴别其体性质及吹除瓶 阀内的杂质,还可以防止使用中可燃气体倒流或空 气进入瓶内。
焰、外焰都缩短,内焰很短,几乎看不到。氧化焰的焰芯呈淡
紫蓝色,轮廓不明显;外焰呈蓝色,火焰挺直,燃烧时发出急
剧的“嘶嘶”声。氧化焰的长度取决于氧气的压力和火焰中氧
气的比例,氧气的比例越大,则整个火焰就越短,噪声也就越
大。
氧化焰的温度可达3100~3400℃。由于氧气的供应量较多,
使整个火焰具有氧化性。如果焊接一般碳钢时,采用氧化焰就
注意事项
(1)乙炔与铜或者银长期接触后,就会生成 乙炔铜或者乙炔银,这些是一种爆炸性很 强的化合物。它们只要剧烈震动或者加热 到110-120 ℃就会引起爆炸。 凡是与乙炔接触的器具设备禁止使用含铜超 过70%的铜合金制造。 乙炔和氯,次氯酸眼反应会发生燃烧和爆炸, 所以乙炔燃烧时,禁止使用四氯化碳灭火。
广,可用于焊接高碳钢、中合金钢、高合金钢、
铸铁、铝和铝合金等材料。
(3)氧化焰
氧化焰是氧与乙炔的体积的比值(O2/C2H2)大子1.2时的
混合气燃烧形成的气体火焰,氧化焰中有过剩的氧,在尖形焰
芯外面形成了一个有氧化性的富氧区,其构造和形状如图2—
2(c)所示。
氧化焰由于火焰中含氧较多,氧化反应剧烈,使焰芯、内
(5)工作时,乙炔的压力不能超过0.15MPa,输出流量 不能超过1.5-2.5m³/h
气体火焰切割工艺及参数

气体火焰切割工艺及参数影响气割过程的主要参数影响气体火焰切割过程(包括切割速度和质量)的主要工艺因素有:①切割氧的纯度;②切割氧的流量、压力及氧流形状;③切割氧流的流速、动量和攻角;④预热火焰的功率;⑤被切割金属的成分、性能、表面状态及初始温度;⑥其他工艺因素。
其中切割氧流起着主导作用。
切割氧流既要使金属燃烧,又要把燃烧生成的氧化物从切口中吹掉。
因此,切割氧的纯度、流量、流速和氧流形状对气割质量和切割速度有重要的影响。
⑴切割氧的纯度氧气的纯度是影响气割过程和质量的重要因素。
氧气纯度差,不但切割速度大为降低、切割面粗糙、切口下缘沾渣,而且氧气消耗量的增加。
氧气纯度从99.5%降到98%,即下降1.5%,切割速度下降25%,而耗氧量增加50%。
一般认为,氧气纯度低于95%,就不能气割,要获得无粘渣的气割切口,氧气纯度需达到99.6%。
⑵切割氧流量切割厚度12mm钢板时氧气流量对切割速度的影响如图1所示。
由图可见,随着氧流量的增加,切割速度逐渐增大,切割速度提高,但超过某个界限值反而降低。
因此,对某一钢板厚度存在一个最佳氧流量值,此时不但切割质量最高,而且切割质量最好。
⑶切割氧压力随着切割氧压力的提高,氧流量相应增加,因此能够切割板厚度随之增大。
但压力增加到一定值,可切割的厚度也达到最大值,再增大压力,可切割的厚度反而减小。
切割氧压力对切割速度的影响大致相同。
如图2所示。
由图2可见,用普通割嘴气割时,在压力较低的情况下,随着压力增加,切割速度也提高,但当压力超过0.3MP以后,切割速度反而下降;再继续加大压力,不但切割速度降低,而且切口加宽,切口断面粗糙。
用扩散形割嘴气割时,如果切割氧压力符合割嘴的设计压力,则压力增大时,由于切割氧流的流速和动量增大,所以切割速度比用普通割嘴时也有所增加。
气割工艺参数气割的工艺参数包括预热火焰功率、氧气压力、切割速度、割嘴到工件的距离以及切割倾角等。
⑴预热火焰的选择预热火焰是影响气割质量的重要工艺参数。
气焊气割火焰及工艺参数的选择.pdf

气焊气割火焰及工艺参数的选择一、气焊气割火陷气焊的火焰是用来对焊件和填充金属进行加热、熔化和焊接的热源;气割的火焰是预热的热源;火焰的气流又是熔化金属的保护介质。
焊接火焰直接影响到焊接质量和焊接生产率,气焊气割时要求焊接火焰应有足够的温度,体积要小,焰芯要直,热量要集中;还应要求焊接火焰具有保护性,以防止空气中的氧、氮对熔化金属的氧化及污染。
(一)焊接切割的火焰分类气焊气割的气体火焰包括氧—乙炔焰、氢氧焰及液化石油气体[丙烷(C3H8)含量占50%~80%,此外还有丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等]燃烧的火焰。
乙炔与氧混合燃烧形成的火焰,称为氧—乙炔焰。
氧—乙炔焰具有很高的温度(约3200℃),加热集中,因此,是气焊气割中主要采用的火焰。
氢与氧混合燃烧形成的火焰,称为氢氧焰。
氢氧焰是最早的气焊利用的气体火焰,由于其燃烧温度低(温度可达2770℃),且容易发生爆炸事故,未被广泛应用于工业生产,目前主要用于铅的焊接及水下火焰切割等。
液化石油气燃烧的温度比氧-乙炔火焰要低(丙烷在氧气中燃烧温度为2000~2850℃)。
液化石油气体燃烧的火焰主要用于金属切割,用于气割时,金属预热时间稍长,但可以减少切口边缘的过烧现象,切割质量较好,在切割多层叠板时,切割速度比使用乙炔快20%~30%。
液化石油气体燃烧的火焰除越来越广泛地应用于钢材的切割外,还用于焊接有色金属。
国外还有采用乙炔与液化石油气体混合,作为焊接气源。
乙炔(C2H2)在氧气(O2)中的燃烧过程可以分为两个阶段,首先乙炔在加热作用下被分解为碳(C)和氢(H2),接着碳和混合气中的氧发生反应生成一氧化碳(CO),形成第一阶段的燃烧;随后在第二阶段的燃烧是依靠空气中的氧进行的,这时一氧化碳和氢气分别与氧发生反应分别生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
上述的反应释放出热量,即乙炔在氧气中燃烧的过程是一个放热的过程。
氧—乙炔火焰根据氧和乙炔混合比的不同,可分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种类型,其构造和形状如图2—2所示。
焊接工艺第二章气焊与气割_OK

爆炸极限(%) 在氧气的
气体
温度
可燃气体 ----------------------------------- 燃烧速度
(J/L) (℃) (℃) 的体积比 与空气
与氧气 (m/s)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2021/8/27
15
二 气焊接头的种类及坡口形式
1.气焊接头的种类 常用的气焊接头形式有卷边接头、对接接头及角接接头等几种。
2.气焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 参照国家标准GB/T985-1988,根据板厚查处装配间隙。
三 气焊焊接参数
包括焊丝的牌号、直径,熔剂,火焰性质与火焰能率,焊嘴的倾角,焊接方 向和焊接速度等。
乙炔 52754 3087 335
1.15
2.2~81 2.8~93
7.5
丙烷 99227 2526 481
3.5
2.3~9.5
2.0
丙烯 93868 2900 500
3.5
2.0~11
2.0
甲烷 33494 2538
1.5
4.8~14 5.0~59.2
氢 10048 2160
0.3~0.4 3.3~81.5 4.65~93.9
5.橡皮管
氧气橡皮管应为黑色,内径8mm,乙炔橡皮管应为红色,内径10mm,连接焊
炬或割炬的橡皮管不能短于5m一般在10~15m为宜,太长会增加气体流动的阻
力2。021/8/27
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6.回火保险器
火焰切割参数的选择

火焰切割参数的选择火焰切割参数主要包括预热火焰能率、切割气体压力、割嘴与工件表面的距离、割嘴倾角以及切割速度等。
火焰切割规范是决定切割质量的重要因素,(如图)列出了手工气割低碳钢时的规范参数。
(1)预热火焰及能率。
预热火焰采用中性焰,火焰能率要根据工件厚度正确选择,工件的厚度越大,要求预热火焰的能率就越大,反之则小。
当预热火焰过大时,切口表面的棱角易熔化,造成切口不齐;预热火焰过小时,切割过程容易中断。
(2)切割氧气压力。
切割氧气的压力也要根据工件厚度进行合理选择,工件越厚,需要的切割氧气压力越大。
当压力过大时,不但浪费氧气,而且切口也会变宽、粗糙;压力过小时,切割过程缓慢,易形成熟渣或产生割不透现象。
(3)割嘴与工件表面的距离。
割嘴与工件表面的距离要根据预热火焰长度和工件厚度而定,一般以焰心末端距工件表面3。
5咖为宜。
当工件较厚时,该间距适当减小,以防止边缘熔化;工件厚度较小时,间距适当增大,以减小淬硬层厚度。
(4)气割倾角。
直线气割时,当工件厚度小于20mm时,割嘴应向切割相反的方向倾斜一定角度(后倾),一般8。
20一厚度的工件,后倾角在20。
30。
之间,随工件厚度的减小,后倾角逐渐加大,最大可达到45。
以上;当工件厚度在20—30mm之间时,割嘴与工件一般保持垂直;当工件厚度大于30删时,起割时一般为5。
—10。
的前倾角,割透后与工件垂直,切割结束时与工件成5。
—10。
的后倾角。
采用机械切割及手工曲线切割时,—般割嘴与工件垂直。
(5)气割速度。
气割速度与割件厚度及割嘴的形状有关,割件越厚,气割速度越慢;割件越薄,速度越快。
速度过快,会产生很大的后拖量或割不透,并造成割缝表面不平整,切割质量降低。
速度过慢,会使割件边缘熔化,割缝加宽,有时还造成割缝两侧金属熔化并戳在一起,不能形成工件的分离,达不到切割的目的。
气割的速度一般通过熔渣的流动情况和听切割时产生的声音来加以判断,切割速度合适时,熔渣与火花垂直向下飞去。
【管理资料】气焊与气割讲述介绍汇编

四、操作要点
1、焊炬和焊丝的摆动
(1)向焊接方向移动 (2)沿焊缝横向摆动 (3)打圆 圈摆动 (4)上下跳动
2、起焊 (1)开始加热焊件时,采用较大的焊接倾角。 (2)形成熔池后,立即加焊丝。
3、收尾 : 倾角小、焊速快、加丝快、慢离开。 4、火焰调节 : 一般采用中性焰 5、火焰高度:保持焰芯尖端离焊件2~4mm 6、焊缝接头:对接头处充分加热,形成熔池后填丝。 7、钢板厚度不同时的火焰偏向
气焊、气割用氧纯度:一级99%,二级98.5%,满灌 压力14.7Mpa。 1、压缩纯氧的危害性
(1)增加氧程度和压力,氧化反应加剧。
(2)当压缩纯氧与矿物油、油脂、可燃粉尘接触,发 生自燃、构成火灾或爆炸。
(3)氧气几乎和所有可燃性气体和蒸汽混合形成爆炸 混合物。
2、使用要求 (1)严禁用以通风换气。 (2)严禁作为气动工具动力源。 (3)严禁接触油脂和有机物。 (4)禁止用来吹扫工作服。
第六节 焊割炬
一、构造原理 1、焊炬 (分射吸式和等压式) 2、割据 与焊炬 不同点:多一套切割用氧的管子
上及多种生产领域) 6、安全特点 引起灼烫事故、火灾、爆炸。
第二节 气焊与切割火焰及工艺参数
一、气焊火焰 氧—乙炔火焰由焰心、内焰、外焰组成。 焰心—1000度,内焰—3150度,为焊接区,外
焰—桔红色,温度较低。 火焰按混合气体的比例分:氧与乙炔=1.1~1.2为中性焰;
应用广,用于低碳钢、中碳钢、不锈钢等。氧与乙 炔<1.1为碳化焰,温度为2700~3000度,用于焊接铸铁、 高碳钢、硬合金、镁合金。氧与乙炔>1.2,为氧化焰, 温度:3100~3300度,因混合气体有过量的氧,一般6Mn钢、优质碳素钢等薄板制造,厚度2.5~4mm 气瓶储存量分别为10Kg、15Kg、30Kg。气瓶银灰 色,红色书写“液化石油气”字样。
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第二节气焊气割火焰及工艺参数的选择一、气焊气割火陷气焊的火焰是用来对焊件和填充金属进行加热、熔化和焊接的热源;气割的火焰是预热的热源;火焰的气流又是熔化金属的保护介质。
焊接火焰直接影响到焊接质量和焊接生产率,气焊气割时要求焊接火焰应有足够的温度,体积要小,焰芯要直,热量要集中;还应要求焊接火焰具有保护性,以防止空气中的氧、氮对熔化金属的氧化及污染。
(一)焊接切割的火焰分类气焊气割的气体火焰包括氧—乙炔焰、氢氧焰及液化石油气体[丙烷(C3H8)含量占50%~80%,此外还有丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等]燃烧的火焰。
乙炔与氧混合燃烧形成的火焰,称为氧—乙炔焰。
氧—乙炔焰具有很高的温度(约3200℃),加热集中,因此,是气焊气割中主要采用的火焰。
氢与氧混合燃烧形成的火焰,称为氢氧焰。
氢氧焰是最早的气焊利用的气体火焰,由于其燃烧温度低(温度可达2770℃),且容易发生爆炸事故,未被广泛应用于工业生产,目前主要用于铅的焊接及水下火焰切割等。
液化石油气燃烧的温度比氧-乙炔火焰要低(丙烷在氧气中燃烧温度为2000~2850℃)。
液化石油气体燃烧的火焰主要用于金属切割,用于气割时,金属预热时间稍长,但可以减少切口边缘的过烧现象,切割质量较好,在切割多层叠板时,切割速度比使用乙炔快20%~30%。
液化石油气体燃烧的火焰除越来越广泛地应用于钢材的切割外,还用于焊接有色金属。
国外还有采用乙炔与液化石油气体混合,作为焊接气源。
乙炔(C2H2)在氧气(O2)中的燃烧过程可以分为两个阶段,首先乙炔在加热作用下被分解为碳(C)和氢(H2),接着碳和混合气中的氧发生反应生成一氧化碳(CO),形成第一阶段的燃烧;随后在第二阶段的燃烧是依靠空气中的氧进行的,这时一氧化碳和氢气分别与氧发生反应分别生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
上述的反应释放出热量,即乙炔在氧气中燃烧的过程是一个放热的过程。
氧—乙炔火焰根据氧和乙炔混合比的不同,可分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种类型,其构造和形状如图2—2所示。
(二)中性焰中性焰是氧与乙炔体积的比值(O2/C2H2)为1.1~1.2的混合气燃烧形成的气体火焰,中性焰在第一燃烧阶段既无过剩的氧又无游离的碳。
当氧与丙烷容积的比.值(O2/C3H8)为3.5时,也可得到中性焰。
中性焰有三个显著区别的区域,分别为焰芯、内焰和外焰,如图2—2(a)所示。
图2-2 氧—乙炔焰的构造和形状1.焰芯 2.内焰 3.外焰1.焰芯中性焰的焰芯呈尖锥形,色白而明亮,轮廓清楚。
焰芯由氧气和乙炔组成,焰芯外表分布有一层由乙炔分解所生成的碳素微粒,由于炽热的碳粒发出明亮的白光,因而有明亮而清楚的轮廓。
在焰芯内部进行着第一阶段的燃烧。
焰芯虽然很亮,但温度较低(800~1200℃),这是由于乙炔分解而吸收了部分热量的缘故。
2.内焰内焰主要由乙炔的不完全燃烧产物,即来自焰芯的碳和氢气与氧气燃烧的生成物一氧化碳和氢气所组成。
内焰位于碳素微粒层外面,呈蓝白色,有深蓝色线条。
内焰处在焰芯前2~4mm 部位,燃烧量激烈,温度最高,可达3100~3150℃。
气焊时,一般就利用这个温度区域进行焊接,因而称为焊接区。
由于内焰中的一氧化碳(CO)和氢气(H2)能起还原作用,所以焊接碳钢时都在内焰进行,将工件的焊接部位放在距焰芯尖端2~4mm处。
内焰中的气体中一氧化碳的含量占60%~66%,氢气的含量占30%~34%,由于对许多金属的氧化物具有还原作用,所以焊接区又称为还原区。
3.外焰处在内焰的外部,外焰的颜色从里向外由淡紫色变为橙黄色。
在外焰,来自内焰燃烧生成的一氧化碳和氢气与空气中的氧充分燃烧,即进行第二阶段的燃烧。
外焰燃烧的生成物是二氧化碳和水。
外焰温度为1200~2500℃。
由于二气化碳(CO2)和水(H2O)在高温时容易分解,所以外焰具有氧化性。
中性焰应用最广泛,一般用于焊接碳钢、紫铜和低合金钢等。
中性焰的温度是沿着火焰轴线而变化的,如图2—3所示。
中性焰温度最高处在距离焰芯末端2~4mm的内焰的范围内,此处温度可达3150℃,离此处越远,火焰温度越低。
图2-3 中性焰的温度分布情况此外,火焰在横断面上的温度是不同的,断面中心温度最高,越向边缘,温度就越低。
由于中性焰的焰芯和外焰温度较低,而且内焰具有还原性,内焰不但温度最高还可以改善焊缝金属的性能,所以,采用中性焰焊接切割大多数的金属及其合金时,都利用内焰。
(三)碳化焰碳化焰是氧与乙炔的体积的比值(O2/C2H2)小于1.1时的混合气燃烧形成的气体火焰,因为乙炔有过剩量,所以燃烧不完全。
碳化焰中含有游离碳,具有较强的还原作用和一定的渗碳作用。
碳化焰可分为焰芯、内焰和外焰三部分,如图2—2(b)所示。
碳化焰的整个火焰比中性焰长而柔软,而且随着乙炔的供给量增多,碳化焰也就变得越长、越柔软,其挺直度就越差。
当乙炔的过剩量很大时,由于缺乏使乙炔完全燃烧所需要的氧气,火焰开始冒黑烟。
碳化焰的焰芯较长,呈蓝白色,由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和碳素微粒组成。
碳化焰的外焰特别长,呈橘红色,由水蒸汽、二氧化碳、氧气、氢气和碳素微粒组成。
碳化焰的温度为2700~3000℃。
由于在碳化焰中有过剩的乙炔,它可以分解为氢气和碳,在焊接碳钢时,火焰中游离状态的碳会渗到熔池中去,增高焊缝的含碳量,使焊缝金属的强度提高而使其塑性降低。
此外,过多的氢会进入熔池,促使焊缝产生气孔和裂纹。
因而碳化焰不能用于焊接低碳钢及低合金钢。
但轻微的碳化焰应用较广,可用于焊接高碳钢、中合金钢、高合金钢、铸铁、铝和铝合金等材料。
(四)氧化焰氧化焰是氧与乙炔的体积的比值(O2/C2H2)大子1.2时的混合气燃烧形成的气体火焰,氧化焰中有过剩的氧,在尖形焰芯外面形成了一个有氧化性的富氧区,其构造和形状如图2—2(c)所示。
氧化焰由于火焰中含氧较多,氧化反应剧烈,使焰芯、内焰、外焰都缩短,内焰很短,几乎看不到。
氧化焰的焰芯呈淡紫蓝色,轮廓不明显;外焰呈蓝色,火焰挺直,燃烧时发出急剧的“嘶嘶”声。
氧化焰的长度取决于氧气的压力和火焰中氧气的比例,氧气的比例越大,则整个火焰就越短,噪声也就越大。
氧化焰的温度可达3100~3400℃。
由于氧气的供应量较多,使整个火焰具有氧化性。
如果焊接一般碳钢时,采用氧化焰就会造成熔化金属的氧化和合金元素的烧损,使焊缝金属氧化物和气孔增多并增强熔池的沸腾现象,从而较大地降低焊接质量。
所以,一般材料的焊接,绝不能采用氧化焰。
但在焊接黄铜和锡青铜时,利用轻微的氧化焰的氧化性,生成的氧化物薄膜覆盖在熔池表面,可以阻止锌、锡的蒸发。
由于氧化焰的温度很高,在火焰加热时为了提高效率,常使用氧化焰。
气割时,通常使用氧化焰。
(五)各种火焰的适用范围以上叙述的中性焰、碳化焰、氧化焰,因其性质不同,适用于焊接不同的材料。
氧与乙炔不同体积比值(O2/C2H2)对焊接质量关系很大。
各种金属材料气焊时火焰种类的选择详见表2—1。
表2—1 各种金属材料气焊火焰的选择二、气焊与气割主要工艺参数(一)气焊主要工艺参数气焊的焊接工艺参数包括焊丝的牌号和直径、熔剂、火焰种类、火焰能率、焊炬型号和焊嘴的号码、焊嘴倾角和焊接速度等。
由于焊件的材质、气焊的工作条件、焊件的形状尺寸和焊接位置、气焊工的操作习惯和气焊设备等的不同,所选用的气焊焊接工艺参数不尽相同。
下面对一般的气焊工艺参数(即焊接规范)及其对焊接质量的影响分别说明如下:1.焊丝直径的选择焊丝的直径应根据焊件的厚度、坡口的形式、焊缝位置、火焰能率等因素确定。
在火焰能率一定时,即焊丝熔化速度在确定的情况下,如果焊丝过细,则焊接时往往在焊件尚未熔化时焊丝已熔化下滴,这样,容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊缝宽窄不一等缺陷;如果焊丝过粗,则熔化焊丝所需要的加热时间就会延长,同时增大了对焊件的加热范围,使工件焊接热影响区增大,容易造成组织过热,降低焊接接头的质量。
焊丝直径常根据焊件厚度初步选择,试焊后再调整确定。
碳钢气焊时焊丝直径的选择可参照表2—2。
表2-2 焊件厚度与焊丝直径的关系(mm)在多层焊时,第一、二层应选用较细的焊丝,以后各层可采用较粗的焊丝。
一般平焊应比其它焊接位置选用粗一号的焊丝,右焊法比左焊法选用的焊丝要适当粗一些。
2.火焰性质的选择一般来说,需要尽量减少元素的烧损时,应选用中性焰;对需要增碳及还原气氛时,应选用碳化焰;当母材含有低沸点元素[如锡(Sn)、锌(Zn)等]时,需要生成覆盖在熔池表面的氧化物薄膜,以阻止低熔点元素蒸发,应选用氧化焰。
总之,火焰性质选择应根据焊接材料的种类和性能。
由于气焊焊接质量和焊缝金属的强度与火焰种类有很大的关系,因而在整个焊接过程中应不断地调节火焰成分,保持火焰的性质,从而获得质量好的焊接接头。
不同金属材料的气焊所采用焊接火焰的性质参照表2—1。
3.火焰能率的选择火焰能率指单位时间内可燃气体(乙炔)的消耗量,单位为L/h。
火焰能率的物理意义是单位时间内可燃气体所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型号和焊嘴号码大小来决定的。
焊嘴号越大火焰能率也越大。
所以火焰能率的选择实际上是确定焊炬的型号和焊嘴的号码。
火焰能率的大小主要取决于氧、乙炔混合气体中,氧气的压力和流量(消耗量)及乙炔的压力和流量(消耗量)。
流量的粗调通过更换焊炬型号和焊嘴号码实现;流量的细调通过调节焊炬上的氧气调节阀和乙炔调节阀来实现。
火焰能率应根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。
如焊接较厚的焊件、熔点较高的金属、导热性较好的铜、铝及其合金时,就要选用较大的火焰能率,才能保证焊件焊透;反之,在焊接薄板时,为防止焊件被烧穿,火焰能率应适当减小。
平焊缝可比其它位置焊缝选用稍大的火焰能率。
在实际生产中,在保证焊接质量的前提下,应尽量选择较大的火焰能率。
4.焊嘴倾斜角的选择焊嘴的倾斜角是指焊嘴中心线与焊件平面之间的夹角。
详见图2—4。
焊嘴的倾斜角度的大小主要是根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置等因素综合决定的。
当焊嘴倾斜角大时,因热量散失少,焊件得到的热量多,升温就快;反之,热量散失多,焊件受热少,升温就慢。
一般低碳钢气焊时,焊嘴的倾斜角度与工件厚度的关系详见图2—4。
一般说来,在焊接工件的厚度大、母材熔点较高或导热性较好的金属材料时,焊嘴的倾斜角要选得大一些;反之,焊嘴倾斜角可选得小一些。
图2-4 焊嘴倾斜角与焊件厚度的关系焊嘴的倾斜角度在气焊的过程中还应根据施焊情况进行变化。
如在焊接刚开始时,为了迅速形成熔池,采用焊嘴的倾斜角度为80°~90°;当焊接结束时,为了更好地填满弧坑和避免焊穿或使焊缝收尾处过热,应将焊嘴适当提高,焊嘴倾斜角度逐渐减小,并使焊嘴对准焊丝或熔池交替地加热。