氣焊操作規程
一:氣焊工安全操作規程
1)焊工操作時,必須穿戴好必要的勞保,電焊工焊接時須使用面罩,清渣時應戴
防護眼鏡,氣焊工應帶防護眼鏡。
2)嚴禁在有壓力的容器管路上焊接,在距焊接場所5m以內嚴禁存放易燃易爆物
品,裝過易燃介質器焊接時,須用堿水或蒸氣徹底清洗指殘介質,扣開刀孔或手
孔確實無誤后,方可旋焊。
3)在焊修乙炔氣發生器前,必須用清水沖洗干凈并用明火試爆,確實無誤后,
方可旋焊。
4)移動式乙炔氣發生器附近,嚴禁接觸火源距焊接現場保持10米以上.
5)乙炔氣發生器應設防爆及防止回火的安全裝置,經常檢查發生器及回火防止
器水注,不宜過高或過低,儀表和安全應定期檢驗,確保靈敏可靠.
6)氧氣瓶及減壓器嚴焊接觸油脂。
7)氧乙炔氣瓶應妥善搬運存放,避免碰撞和震動不得在陽光下爆曬并應避開熱
源。
8)減壓器裝上后,應先開起氣瓶,再開起減壓器,工作結束后應先關閉氣瓶,再
關減壓器,操作時焊工應在減壓器側面.
9)氧氣瓶中的氧氣不允許全部放完,應保留0。1-0。2MPA的壓力。
10)氧氣膠管與乙炔氣膠管不得換用或代用,管路連接處嚴防漏氣。
11)焊炬使用中應防止過分受熱,當發生回火時應迅速關閉氧氣閥門,然后再關
閉乙炔氣閥門.
12)乙炔管破裂著火時,應迅速折起前一段膠管將火熄滅.氧氣管著火時,應迅
速關閉氧氣瓶閥門。禁止用折管辦法滅火焰。
二:氣焊與氣割設備與工具的安全使用
一、氣焊與氣割設備的安全使用
1。常用氣瓶的結構
用于氣焊與氣割的氧氣瓶和氫氣瓶屬于壓縮氣瓶,乙炔氣瓶屬于溶解氣瓶,
石油氣瓶屬于液化氣瓶。
(1)氧氣瓶的構造
氧氣瓶是一種貯存和運輸氧氣的專用高壓容器.氧氣瓶通常用優質碳素鋼或
低合金結構鋼軋制成無縫圓柱形容器.常用氣瓶容積40L,瓶內氧氣壓力為15MPa,
可以貯存6m3的氧氣。氧氣瓶在出廠前,除對氧氣瓶的各個部件進行嚴格檢查
外,還需對瓶體進行水壓試驗,一般試驗的壓力為工作壓力的1.5倍.并在瓶體
上部球面部位作明顯的標志。標志上標明:瓶號、工作壓力和試驗壓力、下次試
壓日期、檢查員的鋼印、制造廠檢驗部門的鋼印、瓶的容量和重量、制造廠、出
廠日期等.此外,氧氣瓶在使用過程中亦必須定期作內外部表面檢驗和水壓試驗;
氧氣瓶表面為天藍色,并用黑漆標明“氧氣”字樣。
(2)乙炔瓶的構造
乙炔瓶是貯存和運輸乙炔氣的專用容器,其外形與氧氣瓶相似。它的構造要
比氧氣瓶復雜,主要因為乙炔不能以高的壓力壓入普通的氣瓶內,而必須利用乙
炔能溶解于丙酮的特性,采取必要的措施,才能把乙炔壓入鋼瓶內。乙炔的瓶體
是由優質碳素結構鋼或低合金結構鋼經軋制焊接而成.乙炔瓶的容積為40L,一
般乙炔瓶內能溶解6~7kg的乙炔.乙炔瓶的工作壓力是1。5MPa,水壓試驗的壓
力為6MPa。乙炔瓶表面為白色,并標注紅色的“乙炔”和“火不可近"字樣。
(3)液化石油氣瓶的構造
液化石油氣瓶是貯存液化石油氣的專用容器。按用量及使用方法不同,氣瓶
貯存量分別為lOkg、15kg、36kg等多種規格,還可以制造容量為1t、2t或更大的
貯氣罐。氣瓶材質選用16Mn、A3鋼或20號優質碳素鋼制成。氣瓶的最大工作
壓力為1.6MPa,水壓試驗3MPa。氣瓶通過試驗鑒定后在氣瓶的金屬銘牌上標志
類似氧氣瓶所標明的內容.氣瓶表面為銀灰色,并有“液化石油氣”紅色字樣.
2.氣瓶爆炸事故的原因
(1)氣瓶的材質、結構和制造工藝不符合安全要求.
(2)由于保管和使用不善,受日光曝曬、明火、熱輻射等作用。
(3)在搬運裝卸時,氣瓶從高處墜落,傾斜或滾動等發生劇烈碰撞沖擊。
(4)氣瓶瓶閥無瓶帽保護,受振動或使用方法不當等,造成密封不嚴、泄漏甚
至瓶閥損壞、高壓氣流沖出。
(5)開氣速度太快,氣體迅速流經瓶閥時產生靜電火花。
(6)氧氣瓶瓶閥、閥門桿或減壓閥等上粘有油脂,或氧氣瓶內混入其他可燃
氣體.
(7)可燃氣瓶(乙炔、氫氣、石油氣瓶)發生漏氣。
(8)乙炔瓶內填充的多孔性物質下沉,產生凈空間,使乙炔氣處于高壓狀態。
(9)乙炔瓶處于臥放狀態或大量使用乙炔時,丙酮隨同流出。
(10)石油氣瓶充灌過滿,受熱時瓶內壓力過高。
(11)氣瓶未作定期技術檢驗。
3.氣瓶的安全使用
(1)氧氣瓶
①氧氣瓶在出廠前必須按照《氣瓶安全監察規程》的規定,嚴格進行技術檢
驗。檢驗合格后。應在氣瓶的球面部分作明顯標志。
②充灌氧氣瓶時必須首先進行外部檢查,并認真鑒別瓶內氣體,不得隨意充
灌.
⑧氧氣瓶在運送時必須戴上瓶帽,并避免相互碰撞,不能與可燃氣體的氣瓶、
油料以及其他可燃物同車運輸。搬運氣瓶時,必須使用專用小車,并固定牢固.
不得將氧氣瓶放在地上滾動。
④氧氣瓶一般應直立放置,且必須安放穩固,防止傾倒.
⑤取瓶帽時,只能用手或板手旋轉,禁止用鐵器敲擊。
⑥在瓶閥上安裝減壓器之前,應擰開瓶閥,吹盡出氣口內的雜質,并輕輕地
關閉閥門.裝上減壓器后,要緩慢開啟閥門,開得太快容易引起減壓器燃燒和爆炸。
⑦在瓶閥上安裝減壓器時/與閥口連接的螺母要擰得堅固,以防止開氣時脫
落,人體要避開閥門噴出方向。
⑧嚴禁氧氣瓶閥、氧氣減壓器、焊炬、割炬、氧氣膠管等粘上易燃物質和油
脂等,以免引起火災或爆炸。
⑨夏季使用氧氣瓶時,必須放置在涼棚內,嚴禁陽光照射;冬季不要放在火
爐和距暖氣太近的地方,以防爆炸.
⑩冬季要防止氧氣瓶閥凍結。如有結凍現象,只能用熱水和蒸氣解凍,嚴禁
用明火烘烤,也不準用鐵敲擊,以免引起瓶閥斷裂.
(11)氧氣瓶內的氧氣不能全部用完,最后要留0。1-0.2MPa的氧氣,以便
充氧時鑒別氣體的性質和防止空氣或可燃氣體倒流入氧氣瓶內。
⑩氣瓶庫房和使用氣瓶時,都要遠離高:溫、明火、熔融金屬飛濺物和可燃
易爆物質等。一般規定相距10m以上。
⑩氧氣瓶必須做定期檢查,合格后才能繼續使用。
(14)氧氣瓶閥著火時,應迅速關閉閥門,停止供氣,使火焰自行熄滅。如
鄰近建筑物或可燃物失火,應盡快將氧氣瓶移到安全地點,防止受火場高熱而引起
爆炸.
(2)乙炔瓶
使用乙炔瓶時除必須遵守氧氣瓶的安全使用外,還應嚴格遵守下列各點:
①乙炔瓶不應遭受劇烈振動和撞擊,以免引起乙炔瓶爆炸。
②乙炔瓶在使用時應直立放置,不能躺臥,以免丙朋流出,引起燃燒爆炸。
⑧乙炔減壓器與乙炔瓶閥的連接必須可靠,嚴禁在漏氣情況下使用.
④開啟乙炔瓶閥時應緩慢,不要超過一轉半,一般只需開啟3/4轉.
⑤乙炔瓶體表面的溫度不應超過30~40℃,因為溫度高會降低丙酮對乙炔
的溶解度,而使瓶內乙炔壓力急劇增高。
⑥乙炔瓶內的乙炔不能全部用完,最后必須留0.03MPa以上的乙炔氣.應
將瓶閥關緊,防止漏氣.
⑦當乙炔瓶閥凍結時,不能用明火烘烤。必要時可用40℃以下的溫水解凍。
⑧使用乙炔瓶時,應裝置于式回火防止器,以防止回火傳人瓶內。
(3)液化石油氣瓶
①同氧氣瓶①~(14)條。
②石油氣對普通橡膠管和襯墊的腐蝕作用,易造成漏氣,所以必須采用耐油
性強的橡膠管和襯墊。
⑧石油氣比空氣重,易于向低處流動,而且易揮發,遇到明火會引起燃燒事故,
因此,使用場地要通風良好,便于空氣對流.
④石油氣瓶內部的壓力與溫度成正比。隨著溫度的升高,氣瓶內的壓力也增
高,所以石油氣瓶應遠離熱源和暖氣片.
⑤冬季使用石油氣瓶可用40℃以下溫水加熱,嚴禁火烤或沸水加熱。
⑥過量的石油氣可導致人窒息,因此使用時必須注意通風。
⑦石油氣點火時,先點燃引火物再開氣。
⑧不得自行倒出石油氣殘液,以防遇火引起火災。
總之,各類氣瓶在使用過程中必須根據國家《氣瓶安全監察規程》要求進行
定期技術檢驗.
在集中供應焊接切割用氣的情況下,乙炔、氧氣等是用導管輸送的。輸氣的
管道均屬于壓力管道.因此,其設計、制定、安裝和使用維修既要考慮輸送介質
的特點,更要符合國家各部門對壓力管道的規定要求。
二、氣焊與氣割工具的安全使用
焊炬、割炬是進行氣焊與氣割工作的主要工具。在使用中,應能方便地調節
氧與可燃氣體的比例和熱量大小,同時重量要輕,安全可靠.
1.焊炬
(1)焊炬的分類
按可燃氣體與氧氣的混合方式分為射吸式和等壓式兩類;按可燃氣體種類分
為乙炔、氫、石油氣等類型;按火焰數目分為單焰和多焰;按使用方法分為手工
和機械兩類.
目前國內使用焊炬多數為射吸式.在這種焊炬中,乙炔的流動主要靠氧氣的射
吸作用,所以不論使用中壓或低壓乙炔都能使焊炬正常工作.
(2)焊炬的安全使用
①射吸式焊炬,在點火前必須檢查其射吸性能是否正常,以及焊炬各連接部
位及調節手輪的針閥等處是否漏氣。
②經以上檢查合格后,才能點火。點火時先開啟乙炔輪,點燃乙炔并立即開
啟氧氣調節手輪,調節火焰。這種點火方法與先開氧氣后開乙炔的方法相比較,
具有的優點是,可以避免點火時的鳴爆現象,容易發現焊炬是否堵塞等弊病,火
焰由弱逐漸變強,火焰燃燒平穩等.其缺點是,剛點火時冒黑煙,影響環境衛生。也
可以在點火時先把氧氣調節手輪稍微開啟,再開啟乙炔調節手輪并立即點火.此
方法可消除冒黑煙的缺點,但焊炬一旦有堵塞時氧氣有可能進人乙炔通道,形成
回火條件.從安全操作要求,建議采用前面一種操作方法。
⑧火焰停止使用時,應先關乙炔調節手輪,以防止發生回火和產生黑煙.
④焊炬的各氣體通路均不允許沾染油脂,以防氧氣遇到油脂而燃燒爆炸。
⑤根據焊件的厚度選擇適當的焊炬及焊嘴。并用板手將焊嘴擰緊,擰到不漏
氣為止.
⑥在使用過程中,如發現氣體通路或閥門有漏氣現象,應立即停止工作,消除
漏氣后,才能繼續使用.
⑦不準將正在燃燒的焊炬隨手臥放在焊件或地面上。
⑧焊嘴頭被堵塞時,嚴禁嘴頭與平板摩擦,而應用通針清理,以消除堵塞物。
⑨工作暫停或結束后,應將氧氣和乙炔瓶關閉,并將壓力表的指針調至零位.
同時還要將焊炬和膠管盤好,掛在靠墻的架子上或拆下橡皮管將焊炬存放在工具
箱內。
使用焊炬時應當注意盡可能防止產生回火。引起回火的主要原因有:
①由于熔化金屬的飛濺物、碳質微粒及乙炔的雜質等堵塞焊嘴或氣體通道。
②焊嘴過熱,混合氣體受熱膨脹,壓力增高,流動阻力增大,焊嘴溫度超過
400℃,部分混合氣體即在焊嘴內自燃。
③焊嘴過分接近熔融金屬,焊嘴噴孔附近的壓力增大,混合氣體流動不暢通。
④膠管受壓、阻塞或打折等,致使氣體壓力降低.
上述四種原因造成混合氣體的流動速度低于燃燒速度而產生回火。
如果操作中發生回火,應急速關閉乙炔調節手輪,再關閉氧氣調節手輪。
2.割炬
(1)割炬的分類
按預熱火焰中氧氣和乙炔的混合方式,分為射吸式和等壓式兩種,其中以射
吸式割炬的使用最為普遍.按割炬用途又分為普通割炬、重型割炬以及焊、割兩
用炬等。
(2)割炬的安全使用
以上介紹的焊炬的安全使用也同樣適合于射吸式割炬。但是使用射吸式割炬
時還應注意以下兩點:
①在開始切割前,工作表面的厚漆皮、厚銹皮和油水污物等應加以清理,防
止銹皮傷人,在水泥地面上切割時,在墊高工件或者被切割處工件下方墊上鋼板,
防止水泥地面爆皮傷人。
②在正常工作結束時,應先關閉切割氧調節手輪,再關閉乙炔和預熱氧調節
手輪。在回火時應快速地按以上順序關閉各調節手輪.
3.減壓器
減壓器的作用是用來表示瓶內氣體及減壓后氣體的壓力,并將氣體從高壓降
低到工作需要壓力。同時,不論高壓氣體的壓力如何變化,它能使工作壓力基本
保持穩定.
減壓器的安全使用應注意以下幾點:
①減壓器上不得沾染油脂。如有油脂必須擦凈后才能使用.
②安裝減壓器之前,要略打開氧氣瓶閥門,吹除污物,預防灰塵和水分帶入
減壓器內。
③裝卸減壓器時必須注意防止管接頭螺紋損壞滑牙,以免旋裝不牢固射出。
④減壓器出口與氧氣膠管接頭處必須用鐵絲或管卡夾緊。
⑤打開減壓器時,動作必須緩慢,瓶閥嘴不應朝向人體方向。
⑥在工作過程中必須注意觀察工作壓力表的壓力數值,工作結束后應從氣瓶
上取下減壓器,加以妥善保存。
⑦減壓器凍結時,要用熱水和蒸汽解凍,嚴禁用火烘烤。在減壓器加熱后,應
吹除其中的殘留水分。
⑧各種氣體的減壓器不能換用。
⑨減壓器必須定期檢修,壓力表必須定期校驗.
4.氧氣與乙炔膠管
(1)膠管著火爆炸的主要原因
①膠管里已形成了乙炔與氧氣或乙炔與空氣的混合氣.
②由于回火引起爆炸.
⑧由于擠壓硬傷、磨損、腐蝕或保管維護不當,致使膠管老化、強度降低或
漏氣。
④制造質量不符合安全要求。
⑤氧氣膠管沾有油脂或因高速氣流產生的靜電火花等.
(2)氧氣與乙炔膠管的安全使用
①應分別按照GB2550—92氧氣膠管國家標準和GB2551—92乙炔膠管國家
標準規定保證制造質量。膠管應具有足夠的抗壓強度和阻燃特性.
②在保存、運輸和使用膠管時必須維護、保持膠管的清潔和不受損壞。
③新膠管在使用前,必須先把膠管內壁滑石粉吹除干凈,防止焊割炬的通道
堵塞.
④氧氣與乙炔膠管不準互相代用和混用,不準用氧氣吹除乙炔膠管內的堵塞
物。
⑤氣焊與氣割工作前,應檢查膠管有無磨損、劃傷、穿孔、裂紋、老化等現
象,并及時修理和更換;
⑥氧氣、乙炔膠管與回火防止器等導管連接時,管徑相互吻合,并用管卡或
細鐵絲夾緊。
⑦嚴禁使用被回火燒損的膠管。
⑧乙炔管在使用中脫落、破裂或著火時,應首先關閉焊炬或割炬的所有調節
手輪,將火焰熄滅,然后停止供氣。
三.氣焊氣割火焰及工藝參數的選擇
一、氣焊氣割火陷
氣焊的火焰是用來對焊件和填充金屬進行加熱、熔化和焊接的熱源;氣割的火焰是預熱
的熱源;火焰的氣流又是熔化金屬的保護介質。焊接火焰直接影響到焊接質量和焊接生產率,
氣焊氣割時要求焊接火焰應有足夠的溫度,體積要小,焰芯要直,熱量要集中;還應要求焊
接火焰具有保護性,以防止空氣中的氧、氮對熔化金屬的氧化及污染。
(一)焊接切割的火焰分類
氣焊氣割的氣體火焰包括氧—乙炔焰、氫氧焰及液化石油氣體[丙烷(C
3
H
8
)含量占
50%~80%,此外還有丁烷(C
4
H
10
)、丁烯(C
4
H
8
)等]燃燒的火焰。乙炔與氧混合燃燒形成的
火焰,稱為氧-乙炔焰。氧—乙炔焰具有很高的溫度(約3200℃),加熱集中,因此,是氣焊氣
割中主要采用的火焰。
氫與氧混合燃燒形成的火焰,稱為氫氧焰。氫氧焰是最早的氣焊利用的氣體火焰,由于
其燃燒溫度低(溫度可達2770℃),且容易發生爆炸事故,未被廣泛應用于工業生產,目前主要
用于鉛的焊接及水下火焰切割等.
液化石油氣燃燒的溫度比氧-乙炔火焰要低(丙烷在氧氣中燃燒溫度為2000~2850℃)。
液化石油氣體燃燒的火焰主要用于金屬切割,用于氣割時,金屬預熱時間稍長,但可以減少切
口邊緣的過燒現象,切割質量較好,在切割多層疊板時,切割速度比使用乙炔快20%~30%.
液化石油氣體燃燒的火焰除越來越廣泛地應用于鋼材的切割外,還用于焊接有色金屬.國外
還有采用乙炔與液化石油氣體混合,作為焊接氣源。
乙炔(C
2
H
2
)在氧氣(O
2
)中的燃燒過程可以分為兩個階段,首先乙炔在加熱作用下被分
解為碳(C)和氫(H
2
),接著碳和混合氣中的氧發生反應生成一氧化碳(CO),形成第一階段
的燃燒;隨后在第二階段的燃燒是依靠空氣中的氧進行的,這時一氧化碳和氫氣分別與氧發
生反應分別生成二氧化碳(CO
2
)和水(H
2
O)。上述的反應釋放出熱量,即乙炔在氧氣中燃
燒的過程是一個放熱的過程。
氧—乙炔火焰根據氧和乙炔混合比的不同,可分為中性焰、碳化焰和氧化焰三種類型,
其構造和形狀如圖2—2所示。
(二)中性焰
中性焰是氧與乙炔體積的比值(O
2
/C
2
H
2
)為1.1~1.2的混合氣燃燒形成的氣體火焰,
中性焰在第一燃燒階段既無過剩的氧又無游離的碳.當氧與丙烷容積的比.值(O
2
/C
3
H
8
)
為3.5時,也可得到中性焰。中性焰有三個顯著區別的區域,分別為焰芯、內焰和外焰,
如圖2—2(a)所示.
圖2-2氧-乙炔焰的構造和形狀
1.焰芯2.內焰3.外焰
1.焰芯中性焰的焰芯呈尖錐形,色白而明亮,輪廓清楚.焰芯由氧氣和乙炔組成,焰芯外
表分布有一層由乙炔分解所生成的碳素微粒,由于熾熱的碳粒發出明亮的白光,因而有明亮
而清楚的輪廓。
在焰芯內部進行著第一階段的燃燒.焰芯雖然很亮,但溫度較低(800~1200℃),這是由于
乙炔分解而吸收了部分熱量的緣故.
2.內焰內焰主要由乙炔的不完全燃燒產物,即來自焰芯的碳和氫氣與氧氣燃燒的生
成物一氧化碳和氫氣所組成。內焰位于碳素微粒層外面,呈藍白色,有深藍色線條。內焰處
在焰芯前2~4mm部位,燃燒量激烈,溫度最高,可達3100~3150℃。氣焊時,一般就利用
這個溫度區域進行焊接,因而稱為焊接區.
由于內焰中的一氧化碳(CO)和氫氣(H
2
)能起還原作用,所以焊接碳鋼時都在內焰進行,
將工件的焊接部位放在距焰芯尖端2~4mm處.內焰中的氣體中一氧化碳的含量占60%~
66%,氫氣的含量占30%~34%,由于對許多金屬的氧化物具有還原作用,所以焊接區又稱為
還原區.
3.外焰處在內焰的外部,外焰的顏色從里向外由淡紫色變為橙黃色。在外焰,來自內
焰燃燒生成的一氧化碳和氫氣與空氣中的氧充分燃燒,即進行第二階段的燃燒。外焰燃燒的
生成物是二氧化碳和水。
外焰溫度為1200~2500℃。由于二氣化碳(CO
2
)和水(H
2
O)在高溫時容易分解,所
以外焰具有氧化性.
中性焰應用最廣泛,一般用于焊接碳鋼、紫銅和低合金鋼等。
中性焰的溫度是沿著火焰軸線而變化的,如圖2—3所示。中性焰溫度最高處在距離焰芯
末端2~4mm的內焰的范圍內,此處溫度可達3150℃,離此處越遠,火焰溫度越低。
圖2—3中性焰的溫度分布情況
此外,火焰在橫斷面上的溫度是不同的,斷面中心溫度最高,越向邊緣,溫度就越低。
由于中性焰的焰芯和外焰溫度較低,而且內焰具有還原性,內焰不但溫度最高還可以改
善焊縫金屬的性能,所以,采用中性焰焊接切割大多數的金屬及其合金時,都利用內焰。
(三)碳化焰
碳化焰是氧與乙炔的體積的比值(O
2
/C
2
H
2
)小于1.1時的混合氣燃燒形成的氣體火
焰,因為乙炔有過剩量,所以燃燒不完全。碳化焰中含有游離碳,具有較強的還原作用和一定
的滲碳作用.
碳化焰可分為焰芯、內焰和外焰三部分,如圖2-2(b)所示。碳化焰的整個火焰比中性焰
長而柔軟,而且隨著乙炔的供給量增多,碳化焰也就變得越長、越柔軟,其挺直度就越差。
當乙炔的過剩量很大時,由于缺乏使乙炔完全燃燒所需要的氧氣,火焰開始冒黑煙。
碳化焰的焰芯較長,呈藍白色,由一氧化碳(CO)、氫氣(H
2
)和碳素微粒組成。碳化焰的
外焰特別長,呈橘紅色,由水蒸汽、二氧化碳、氧氣、氫氣和碳素微粒組成。
碳化焰的溫度為2700~3000℃。由于在碳化焰中有過剩的乙炔,它可以分解為氫氣和碳,
在焊接碳鋼時,火焰中游離狀態的碳會滲到熔池中去,增高焊縫的含碳量,使焊縫金屬的強度
提高而使其塑性降低。此外,過多的氫會進入熔池,促使焊縫產生氣孔和裂紋。因而碳化焰
不能用于焊接低碳鋼及低合金鋼。但輕微的碳化焰應用較廣,可用于焊接高碳鋼、中合金鋼、
高合金鋼、鑄鐵、鋁和鋁合金等材料.
(四)氧化焰
氧化焰是氧與乙炔的體積的比值(O
2
/C
2
H
2
)大子1.2時的混合氣燃燒形成的氣體火焰,
氧化焰中有過剩的氧,在尖形焰芯外面形成了一個有氧化性的富氧區,其構造和形狀如圖2
—2(c)所示。
氧化焰由于火焰中含氧較多,氧化反應劇烈,使焰芯、內焰、外焰都縮短,內焰很短,幾
乎看不到。氧化焰的焰芯呈淡紫藍色,輪廓不明顯;外焰呈藍色,火焰挺直,燃燒時發出急
劇的“嘶嘶”聲。氧化焰的長度取決于氧氣的壓力和火焰中氧氣的比例,氧氣的比例越大,
則整個火焰就越短,噪聲也就越大.
氧化焰的溫度可達3100~3400℃.由于氧氣的供應量較多,使整個火焰具有氧化性.如果
焊接一般碳鋼時,采用氧化焰就會造成熔化金屬的氧化和合金元素的燒損,使焊縫金屬氧化
物和氣孔增多并增強熔池的沸騰現象,從而較大地降低焊接質量。所以,一般材料的焊接,
絕不能采用氧化焰.但在焊接黃銅和錫青銅時,利用輕微的氧化焰的氧化性,生成的氧化物薄
膜覆蓋在熔池表面,可以阻止鋅、錫的蒸發.由于氧化焰的溫度很高,在火焰加熱時為了提高
效率,常使用氧化焰。氣割時,通常使用氧化焰.
(五)各種火焰的適用范圍
以上敘述的中性焰、碳化焰、氧化焰,因其性質不同,適用于焊接不同的材料。氧與乙
炔不同體積比值(O
2
/C
2
H
2
)對焊接質量關系很大。各種金屬材料氣焊時火焰種類的選擇
詳見表2-1。
表2-1各種金屬材料氣焊火焰的選擇
焊件材料應用火焰焊件材料應用火焰
低碳鋼中性焰或輕微碳化焰鉻鎳不銹鋼中性焰或輕微碳化焰
中碳鋼中性焰或輕微碳化焰紫銅中性焰
低合金鋼中性焰錫青銅輕微氧化焰
高碳鋼輕微碳化焰黃銅氧化焰
灰鑄鐵碳化焰或輕微碳化焰鋁及其合金中性焰或輕微碳化焰
高速鋼碳化焰鉛、錫中性焰或輕微碳化焰
錳鋼輕微氧化焰蒙乃爾合金碳化焰
鍍鋅鐵皮輕微碳化焰鎳碳化焰或輕微碳化焰
鉻不銹鋼中性焰或輕微碳化焰硬質合金碳化焰
二、氣焊與氣割主要工藝參數
(一)氣焊主要工藝參數
氣焊的焊接工藝參數包括焊絲的牌號和直徑、熔劑、火焰種類、火焰能率、焊炬型號和
焊嘴的號碼、焊嘴傾角和焊接速度等.由于焊件的材質、氣焊的工作條件、焊件的形狀尺寸
和焊接位置、氣焊工的操作習慣和氣焊設備等的不同,所選用的氣焊焊接工藝參數不盡相同。
下面對一般的氣焊工藝參數(即焊接規范)及其對焊接質量的影響分別說明如下:
1.焊絲直徑的選擇
焊絲的直徑應根據焊件的厚度、坡口的形式、焊縫位置、火焰能率等因素確定。在火焰
能率一定時,即焊絲熔化速度在確定的情況下,如果焊絲過細,則焊接時往往在焊件尚未熔化
時焊絲已熔化下滴,這樣,容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊縫寬窄不一等缺陷;如果
焊絲過粗,則熔化焊絲所需要的加熱時間就會延長,同時增大了對焊件的加熱范圍,使工件
焊接熱影響區增大,容易造成組織過熱,降低焊接接頭的質量.
焊絲直徑常根據焊件厚度初步選擇,試焊后再調整確定。碳鋼氣焊時焊絲直徑的選擇可
參照表2—2。
表2—2焊件厚度與焊絲直徑的關系(mm)
工件厚度1.0~2.02.0~3.03.0~5.05.0~10.010~15
焊絲直徑
1.0~2.0
或不用焊絲
2.0~3.03.0~4.03.0~5.04.0~6.0
在多層焊時,第一、二層應選用較細的焊絲,以后各層可采用較粗的焊絲.一般平焊應比
其它焊接位置選用粗一號的焊絲,右焊法比左焊法選用的焊絲要適當粗一些。
2.火焰性質的選擇
一般來說,需要盡量減少元素的燒損時,應選用中性焰;對需要增碳及還原氣氛時,應選用
碳化焰;當母材含有低沸點元素[如錫(Sn)、鋅(Zn)等]時,需要生成覆蓋在熔池表面的氧
化物薄膜,以阻止低熔點元素蒸發,應選用氧化焰.總之,火焰性質選擇應根據焊接材料的
種類和性能.
由于氣焊焊接質量和焊縫金屬的強度與火焰種類有很大的關系,因而在整個焊接過程中
應不斷地調節火焰成分,保持火焰的性質,從而獲得質量好的焊接接頭。
不同金屬材料的氣焊所采用焊接火焰的性質參照表2-1。
3.火焰能率的選擇
火焰能率指單位時間內可燃氣體(乙炔)的消耗量,單位為L/h.火焰能率的物理意義
是單位時間內可燃氣體所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型號和焊嘴號碼大小來決定的。焊嘴號越大火焰能率也越大.
所以火焰能率的選擇實際上是確定焊炬的型號和焊嘴的號碼。火焰能率的大小主要取決于
氧、乙炔混合氣體中,氧氣的壓力和流量(消耗量)及乙炔的壓力和流量(消耗量)。流量的
粗調通過更換焊炬型號和焊嘴號碼實現;流量的細調通過調節焊炬上的氧氣調節閥和乙炔調
節閥來實現。
火焰能率應根據焊件的厚度、母材的熔點和導熱性及焊縫的空間位置來選擇。如焊接較
厚的焊件、熔點較高的金屬、導熱性較好的銅、鋁及其合金時,就要選用較大的火焰能率,
才能保證焊件焊透;反之,在焊接薄板時,為防止焊件被燒穿,火焰能率應適當減小.平焊
縫可比其它位置焊縫選用稍大的火焰能率。在實際生產中,在保證焊接質量的前提下,應盡
量選擇較大的火焰能率。
4.焊嘴傾斜角的選擇
焊嘴的傾斜角是指焊嘴中心線與焊件平面之間的夾角。詳見圖2—4。焊嘴的傾斜角度
的大小主要是根據焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔點和導熱性及焊縫空間位置等因素綜
合決定的。當焊嘴傾斜角大時,因熱量散失少,焊件得到的熱量多,升溫就快;反之,熱量散失
多,焊件受熱少,升溫就慢.
一般低碳鋼氣焊時,焊嘴的傾斜角度與工件厚度的關系詳見圖2—4。一般說來,在焊接
工件的厚度大、母材熔點較高或導熱性較好的金屬材料時,焊嘴的傾斜角要選得大一些;反
之,焊嘴傾斜角可選得小一些.
圖2-4焊嘴傾斜角與焊件厚度的關系
焊嘴的傾斜角度在氣焊的過程中還應根據施焊情況進行變化。如在焊接剛開始時,為了
迅速形成熔池,采用焊嘴的傾斜角度為80°~90°;當焊接結束時,為了更好地填滿弧坑
和避免焊穿或使焊縫收尾處過熱,應將焊嘴適當提高,焊嘴傾斜角度逐漸減小,并使焊嘴對準
焊絲或熔池交替地加熱.
在氣焊過程中,焊絲對焊件表面的傾斜角一般為30°~40°,與焊嘴中心線的角度為
90°~100°,如圖2—5所示.
圖2-5焊嘴與焊絲的相對位置
5.焊接速度的選擇
焊接速度應根據焊工的操作熟練程度,在保證焊接質量的前提下,盡量提高焊接速度,
以減少焊件的受熱程度并提高生產率。一般說來,對于厚度大、熔點高的焊件,焊接速度要
慢些,以避免產生未熔合的缺陷;而對于厚度薄、熔點低的焊件,焊接速度要快些,以避免
產生燒穿和使焊件過熱而降低焊接質量。
(二)氣割主要工藝參數
氣割工藝參數主要包括割炬型號和切割氧壓力、氣割速度、預熱火焰能率、割嘴與工件
間的傾斜角、割嘴離工件表面的距離等.
(1)割炬型號和切割氧壓力被割件越厚,割炬型號、割嘴號碼、氧氣壓力均應增大,
氧氣壓力與割件厚度、割炬型號、割嘴號碼的關系詳見表2-10。當割件較薄時,切割氧壓
力可適當降低。但切割氧的壓力不能過低,也不能過高.若切割氧壓力過高,則切割縫過寬,
切割速度降低,不僅浪費氧氣,同時還會使切口表面粗糙,而且還將對割件產生強烈的冷卻作
用.若氧氣壓力過低,會使氣割過程中的氧化反應減慢,切割的氧化物熔渣吹不掉,在割縫
背面形成難以清除的熔渣粘結物,甚至不能將工件割穿。
除上述切割氧的壓力對氣割質量的影響外,氧氣的純度對氧氣消耗量、切口質量和氣割
速度也有很大影響。氧氣純度降低,會使金屬氧化過程緩慢、切割速度降低,同時氧的消耗量
增加。圖2—6為氧氣純度對氣割時間和氧氣消耗量的影響曲線,在氧氣純度為97.5%~99.5%
的范圍內,氧氣純度每降低l%時,氣割1m長的割縫,氣割時間將增加10%~15%;氧氣消
耗量將增加25%~35%。
圖2—6氧氣純度對氣割時間和氧化消耗量的影響
1.對據割時間的影響
2.對氧氣消耗量的影響
氧氣中的雜質如氮等在氣割過程中會吸收熱量,并在切口表面形成氣體薄膜,阻礙金屬
燃燒,從而使氣割速度下降和氧氣消耗量增加,并使切口表面粗糙。因此,氣割用的氧氣的
純度應盡可能地提高,一般要求在99.5%以上。若氧氣的純度降至95%以下,氣割過程將很
難進行。
(2)氣割速度一般氣割速度與工件的厚度和割嘴形式有關,工件愈厚,氣割速度愈慢,
相反,氣割速度應較快.氣割速度由操作者根據割縫的后拖量自行掌握。所謂后拖量,是指在
氧氣切割的過程中,在切割面上的切割氧氣流軌跡的始點與終點在水平方向上的距離,如圖
2—7所示。
圖2—7后拖量示意圖
在氣割時,后拖量總是不可避免的,尤其氣割厚板時更為顯著.合適的氣割速度,應以使
切口產生的后拖量比較小為原則。若氣割速度過慢,會使切口邊緣不齊,甚至產生局部熔化
現象,割后清渣也較困難;若氣割速度過快,會造成后拖量過大,使割口不光潔,甚至造成
割不透。
總之,合適的氣割速度可以保證氣割質量,并能降低氧氣的消耗量。
(3)預熱火焰能率預熱火焰的作用是把金屬工件加熱至金屬在氧氣中燃燒的溫度,并
始終保持這一溫度,同時還使鋼材表面的氧化皮剝離和熔化,便于切割氧流與金屬接觸。
氣割時,預熱火焰應采用中性焰或輕微氧化焰。碳化焰因有游離碳的存在,會使切口邊
緣增碳,所以不能采用。在切割過程中,要注意隨時調整預熱火焰,防止火焰性質發生變化.
.預熱火焰能率的大小與工件的厚度有關,工件愈厚,火焰能率應愈大,但在氣割時應防
止火焰能率過大或過小的情況發生。如在氣割厚鋼板時,由于氣割速度較慢,為防止割縫上
緣熔化,應相應使火焰能率降低;若此時火焰能率過大,會使割縫上緣產生連續珠狀鋼粒,
甚至熔化成圓角,同時還造成割縫背面粘附熔渣增多,而影響氣割質量。如在氣割薄鋼板時,
因氣割速度快,可相應增加火焰能率,但割嘴應離工件遠些,并保持一定的傾斜角度;若此時
火焰能率過小,使工件得不到足夠的熱量,就會使氣割速度變慢,甚至使氣割過程中斷。
(4)割嘴與工件間的傾角割嘴傾角的大小主要根據工件的厚度來確定。一般氣割4mm
以下厚的鋼板時,割嘴應后傾25°~45°;氣割4~20mm厚的鋼板時,割嘴應后傾20°~30°;
氣割20~30mm厚的鋼板時,割嘴應垂直于工件;氣割大于30mm厚的鋼板時,開始氣割時應
將割嘴前傾20°~30°,待割穿后再將割嘴垂直于工件進行正常切割,當快割完時,割嘴應
逐漸向后傾斜20°~30°。割嘴與工作間的傾角詳見圖2—8。
圖2—8割嘴與工件間的傾角示意圖
割嘴與工件間的傾角對氣割速度和后拖量產生直接影響,如果傾角選擇不當,不但不能提
高氣割速度,反而會增加氧氣的消耗量,甚至造成氣割困難。
(5)割嘴離工件表面的距離通常火焰焰芯離開工件表面的距離應保持在3~5mm的范
圍內,這樣,加熱條件最好,而且滲碳的可能性也最小.如果焰芯觸及工件表面,不僅會引起
割縫上緣熔化,還會使割縫滲碳的可能性增加。
一般來說,切割薄板時,由于切割速度較快,火焰可以長些,割嘴離開工件表面的距離
可以大些;切割厚板時,由于氣割速度慢,為了防止割縫上緣熔化,預熱火焰應短些,割嘴離
工件表面的距離應適當小些,這樣,可以保持切割氧流的挺直度和氧氣的純度,使切割質量
得到提高。
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