气焊工艺技术讲座

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2. 氧气的制取
(1) 化学方法 加热氯酸钾、高锰酸钾制取氧气; (2) 水电解法
(3) 空气分离法
3. 对氧气纯度的要求
工业用氧气分为两个等级,其中,一级纯度不低于 99.2%;二级纯度不低于98.5%。对一些质量要求较 高的气焊应采用一级纯度的氧气。气割时,延期纯度 应不低于98.5%。
氧气瓶
(2)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1.5Mpa。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
焊炬端部的焊嘴是氧炔混合气体的喷口,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。
焊接钢材用的焊嘴
焊嘴号 1
2
3
4
5
工件厚 <1.5 度
(mm )
1~3
2~4
4~7
7~11
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。
温度: 3100~3400℃ 体积比值:O2/C2H2>1.2 特征:氧过剩,富氧区,氧化性。 作用:氧化、熔池沸腾 区域:焰芯、外焰;内焰极短,几乎看不 见。
氧化焰的氧化性对一般碳钢会造成熔化金属 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,较大降低 焊接质量。对黄铜和锡青铜,轻微氧化焰生 成的氧化物薄膜覆盖在熔池表面,可以阻止 锌、锡的蒸发。火焰加热,提高效率,常使 用氧化焰。气割时,通常使用氧化焰。
当板厚大于5mm时,只有在万不得已的情况 下,才采用气焊,一般情况下应采用电弧焊或其 它焊接方法。气焊有色金属的焊接接头的类型, 一般来说,气焊纯铜时最常用的是对接接头,而 其它接头类型应尽量少用;气焊黄铜时,一般采 用对接接头。
2.气焊前准备
(一)焊丝与焊件的处理 气焊前要重视对焊件的清理,清除焊丝及焊
或:O2/C3H8=3.5 (丙烷) 三个显著区别的区域:焰芯、内焰和 外焰
2)碳化焰
温度: 2700~3000℃ 体积比值:O2/C2H2<1.1 特征:燃烧不完全,乙炔过剩越多,碳化焰也就 变得越长、越柔软,其挺直度就越差,甚至冒黑 烟。 作用:还原、渗碳 区域:焰芯、内焰和外焰
3)氧化焰
气焊工艺
◆李辉
气焊设备工具连接图
图1气焊 1-焊丝;2-焊嘴;3-工件
气焊原理: 气焊是利用可燃气体与助燃气
体混合燃烧后,产生的高温火焰 对金属材料进行熔化焊接的一种 方法。
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
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。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。
G01系列射吸式割炬
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。
二、乙炔 (C2H2 )
1. 乙炔的性质
乙炔是气焊气割中最常用的一种可燃气体,它具有 低热值、火焰温度高、火焰对金属无有害化学作用、 制取方便等特点。乙炔燃烧的火焰温度可高达3100 ~3200℃。
乙炔是一种易燃易爆的气体,当压力超过 0.15MPa
时很容易发生爆炸。如果气体温度达到580 ℃ ~600℃,乙炔就会自行爆炸。当乙炔的含量 再2.2%~81%范围内与空气形成的混合气体, 或乙炔的含量在2.8%~90%范围内与氧气形成 的混合气体,遇明火都会立即爆炸。
(a) 中性焰:氧与乙炔充分燃烧,混合比例为1.1~1.2, 没有氧气与乙炔过剩,颜色为蓝白色。最高温度 3050~3150℃。焊接时,焰芯末端离熔池3~5mm。我们气 焊时使用中性焰。
(b) 氧化焰:氧气和乙炔的混合比大于1.2,氧过剩火焰 ,有氧化性,最高温度3100~3300℃。
(c) 碳化焰 :混合比小于1.1,乙炔过剩,内焰为淡白色 。最高温度2700~3000℃。
C2H2+O2=2CO+H2
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。
过 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。 。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。
色金属的焊接及铸铁件的焊接等。
气焊与气割用材料
氧气(O2 ) 1. 氧气的性质
氧气是一种无色、无味、无毒气体,在标准状态 (0℃,0.1MPa)下的密度是1.429kg/m3 ,比空气 重(空气为1.293kg/m3 )。当温度降到-183℃时可 由气态变成浅蓝色的液态,当温度降到-218℃时液 态氧就会变成浅蓝色的固态。
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 始沿气割线移动割嘴。
焊嘴倾角与焊件厚度的关系
气焊火焰
气焊火焰调节氧气、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 。三种火焰如图:
气焊火焰
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。
气焊火焰
作用:加热、熔化和焊接;火焰气流是熔化金属 的保护介质。
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。
氧气减Байду номын сангаас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
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0.2~0.4Mpa,乙炔压力最高不超
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,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。
用于介质为乙炔气。参 数指标:
型号:YQE-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。
)产工生业,用其乙化炔学,反主应要如利下用:水分解电石(CaC2
CaC2+2H2O C2H2 + Ca(OH)2 +Q
从上面的化学方程式可以看出,每一个体 积的乙炔充分燃烧需要2.5个体积的氧气, 如果在氧炔吹管里供给足够的氧气,所产 生的火焰很容易使被烧的金属氧化,影响 焊按质量。因此,在气焊时,常用氧气需 要量的一半。因为氧气少,乙炔燃烧不充 分,造成不完全燃烧区域,产生一氧化碳 和氢气,这个反应可表示如下:
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 :Φ31.2x92mm
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。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。
影响:焊接质量和焊接生产率。 分类: 氧乙炔焰:约3200℃,加热集中,普遍采用。 氢氧焰: 2770℃,最早使用,易爆炸。 液化石油气体: 2000~2850℃,预热长,过烧
少,质量好,速度快。 其他:丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等。
1)中性焰
温度: 3150℃ 体积比值:O2/C2H2=1.1~1.2
各种金属材料气焊火焰的选择
接头形式和焊前准备
1. 气焊接头形式
气焊可以焊接平、立、横、仰各种 空间位置的焊缝。气焊时主要采用对接接 头,而角接接头和卷边接头只是在焊接薄 板时采用,很少采用塔接接头和T形接头, 因为这种接头会使焊件焊后产生较大变形 。
角接接头
卷边接头
气焊0.5~1mm的薄钢板时,宜采用卷边接头及 角接接头;当板厚小于或等于3mm时,亦可采用不 开坡口的对接接头;当板厚小于或等于4mm时,可 采用搭接接头或T形接头,但由于这种接头在焊后 会使焊件产生较大的变形,所以很少采用气焊,通 常都选用电弧焊或气体保护焊的方法施焊;
接接头表面的油污、铁锈及水分等,以保证焊接
接头质量。
各种金属材料气焊火焰的选择
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
。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。
气割操作
气割所用的割炬。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。
准备工作
1、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。
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 。
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