第二章(1 / 3)

(3)調節工作壓力時,應緩緩地旋轉調壓螺絲,以防高壓氣體衝壞膜片或使低壓表損壞。

(4)乙炔減壓器的工作壓力不應該大於0.1MPa。

(5)減壓器在使用過程中如發生凍結,應用熱水或蒸氣解凍,禁止用火烘烤。

(6)停止工作時,應關閉瓶閥,並把減壓器內的氣體慢慢放完,使調壓彈簧處於自由狀態。

二、焊炬1.射吸式焊炬的構造及原理焊炬按可燃氣體與氧氣混合的方式不同,可分為射吸式焊炬(低壓焊炬)和等壓式焊炬兩類。目前國產的焊炬均為射吸式,射吸式焊炬的工作原理如圖2-8所示。國產焊炬的主要技術數據詳見表2-2。1-焊嘴2-混合氣體通道3-乙炔調節閥4-氧氣調節閥5-氧氣通道氧氣由氧氣通道進入噴射6-乙炔通道7-噴射管8-噴嘴9-射吸管10-混合氣體圖2-8?射吸式焊炬的工作原理管,再從直徑非常細小的噴嘴噴出。當氧氣從噴嘴噴出時,就要吸出聚集在噴嘴周圍的低壓乙炔,這樣,氧氣與乙炔就按一定比例混合,並以一定的流速經混合氣體通道從噴嘴噴出。

射吸式焊炬的最大優點是可使用低壓乙炔,而且在使用中壓乙炔時也能保證正常工作,乙炔的壓力在0.001~0.007MPa範圍內均可使用,射吸式焊炬的缺點是施焊過程中混合氣體29焊工工藝的成分不夠穩定。混合氣體的成分的改變,會嚴重影響焊接質量。所以在使用射吸式焊炬時,必須要時刻注意火焰的形狀和顏色。當火焰的形狀和顏色改變時,就要停止工作,並重新調整火焰。

現將JB\/T6969-1993《射吸式焊炬》標準規定的射吸式焊炬以及等壓式焊炬的主要技術數據列於表2-3。射吸式焊炬的構造如圖2-9所示。

表2-3焊炬的主要技術數據型號H01–2H01–6焊嘴號碼1234512345焊嘴孔徑\/mm0.50.60.70.80.90.91.01.11.21.3低碳鋼厚度\/mm0.2~22~6氧氣工作壓力\/MPa0.10.1250.150.20.250.20.250.30.350.4乙炔使用壓力\/MPa0.001~0.10.001~0.1可換焊嘴個數5焊芯長度\/mm≥3≥4≥5≥6≥8≥8≥10≥11≥12≥13焊炬總長度3004001-混合氣管2-射吸管3-環形乙炔管4-乙炔調節閥5-乙炔管6-氧氣管7-氧氣調節閥8-氧氣射流針9-射流孔座10-焊嘴圖2-9?射吸式焊炬2.焊炬的安全使用(1)使用前必須檢查其射吸情況。先將氧氣橡皮管緊接在氧氣接頭上,使焊炬接通氧氣。此時先開啟乙炔調節閥手輪,再開啟氧氣調節手輪,用手指按在乙炔接頭上,如果手指感到有一股吸力,則表明射吸作用正常。如果沒有吸力,甚至氧氣從乙炔接頭中倒流出來,則說明沒有射吸能力,必須進行修理,否則嚴禁使用。

(2)焊炬射吸檢查正常後,再把乙炔橡皮管接在乙炔接頭上。

(3)點火時應把氧氣調節閥稍微打開,然後打開乙炔調節閥。點火後應立即調整火焰,使火焰達到正常形狀。

(4)停止使用時,應先關閉乙炔調節閥,然後再關閉氧氣調節閥,以防止火焰倒吸和產30項目二?氣焊與氣割生煙灰。在使用過程中若發生回火,應迅速關閉乙炔調節閥,同時,關閉氧氣調節閥。等回火熄滅後,再打開氧氣調節閥,吹除殘留在焊炬內的餘焰和煙灰,並將焊炬的手柄前部放在水中冷卻。

三、割炬1.射吸式割炬的構造及原理(1)射吸式割炬的構造射吸式割炬的構造原理如圖2-10所示,它是在射吸式焊炬的基礎上,增加了由切割氧調節閥、切割氧氣管以及割嘴等組成的切割部分。割嘴的構造有環形和梅花形兩種。

(2)射吸式割炬的工作原理氣割時,先開啟預熱氧調節閥和乙炔調節閥,點火產生環形預熱火焰對割件進行預熱,待割件預熱至燃點時,即開啟切割氧調節閥,此時高速切割氧氣流經切割氧氣管,由割嘴的中心孔噴出,進行氣割。

(3)割炬的型號表示法割炬的型號是由漢語拚音字母G、表示結構形式和操作方式的序號及規格組成。

GXX–X規格(可氣割的最大厚度)結構形式(1表示射吸式,2表示等壓式)操作方式(0表示手工)割炬射吸式割炬的型號有G0l–30、G01–100、G01–300等。如G01–30表示手工操作的可切割的最大厚度為30mm的射吸式割炬。如圖2-10(a)、(b)所示射吸式割炬的構造。

圖2-10?射吸式割炬的構造31焊工工藝2.割炬的安全使用(1)選擇合適的割嘴應根據切割工件的厚度,選擇合適的割嘴。裝配割嘴時,必須使內嘴和外嘴保持同心,以保證切割氧射流位於預熱火焰的中心,安裝割嘴時注意擰緊割嘴螺母。

(2)檢查射吸情況射吸式割炬經射吸情況檢查正常後,方可把乙炔皮管接上,以不漏氣並容易插上、拔下為準。使用等壓式割炬時,應保證乙炔有一定的工作壓力。

(3)火焰熄滅的處理點火後,當擰預熱氧調節閥調整火焰時,若火焰立即熄滅,其原因是各氣體通道內存有髒物或射吸管喇叭口接觸不嚴,以及割嘴外套與內嘴配合不當。此時,應將射吸管螺母擰緊;無效時,應拆下射吸管,清除各氣體通道內的髒物及調整割嘴外套與內套間隙,並擰緊。

(4)回火的處理當發生回火時,應立即關閉切割氧調節閥,然後關閉乙炔調節閥及預熱氧調節閥。在正常工作停止時,應先關切割氧調節閥,再關乙炔和預熱氧調節閥。

拓展提高氣焊氣割的輔助工具有:鋼絲刷、錘子、扳手、通針、點火槍、眼鏡等,如圖2-11所示。

圖2-11?輔助工具32項目二?氣焊與氣割任務4?氣割的原理及參數選擇基礎知識一、氣割原理氣割是利用氣體火焰的熱能將鋼件切割處預熱到一定溫度,噴出高速切割氧流使其燃燒,以實現金屬切割的方法。

氧氣切割過程包括下列三個階段:1.氣割開始時,用預熱火焰將起割處的金屬預熱到燃燒溫度(燃點)。

2.向被加熱到燃點的金屬噴射切割氧,使金屬劇烈地燃燒。

3.金屬燃燒氧化後生成熔渣,產生反應熱,熔渣被切割氧吹除,所產生的熱量和預熱火焰熱量將下層金屬加熱到燃點,這樣繼續下去就將金屬逐漸地割穿,隨著割炬的移動,就切割成所需的形狀和尺寸。

因此,氧氣切割過程是預熱—燃燒—吹渣過程,其實質是鐵在純氧中的燃燒過程,而不是熔化過程。

二、常用金屬材料的氣割性能根據金屬材料的切割條件,氣割性最好的金屬有鐵、鈦和釩等。低碳鋼和普通低合金鋼氣割性能也很好,是目前氧氣氣割加工的主要對象。鑄鐵、高鉻鋼、不鏽鋼、高碳鋼、鋁及鋁合金,銅及銅合金均不能采用氧氣切割,可用等離子弧切割。

任務實施一、氣割的條件金屬材料切割應具備以下五個條件才能用氧氣切割,即:1.金屬材料的燃點應低於熔點;33焊工工藝2.金屬氧化物的熔點應低於金屬的熔點;3.金屬的導熱性要差;4.金屬燃燒時應是放熱反應;5.金屬中含阻礙切割過程進行和提高淬硬性的成分及雜質要少。

二、氣割參數的選擇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、割嘴離工件表麵的距離等。

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。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,還會使切口表麵粗糙,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,在割縫背麵形成難以清除的熔渣黏結物,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,氧的消耗增加。

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後拖量自行掌握。所謂後拖量,是指在氧氣切割的過程中,在切割麵上的切割氧氣流軌跡的始點與終點在水平方向上的距離。

在氣割時,後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,應以使切口產生的後拖量比較小為原則。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,割後清渣也較困難;若氣割速度過快,會造成後拖量過大,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,並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,並始終保持這一溫度,同時還使鋼材表麵的氧化皮剝離和熔化,便於切割氧流與金屬接觸。氣割時,預熱火焰應采34項目二?氣焊與氣割用中性焰或輕微氧化焰。碳化焰因有遊離碳的存在,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,工件越厚,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。

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,割嘴應後傾25°~45°;氣割4~20mm厚的鋼板時,割嘴應後傾20°~30°;氣割20~30mm厚的鋼板時,割嘴應垂直於工件;氣割大於30mm厚的鋼板時,開始氣割時應將割嘴前傾20°~30°,待割穿後再將割嘴垂直於工件進行正常切割,當快割完時,割嘴應逐漸向後傾斜20°~30°。割嘴與工件間的傾角詳見圖2-12所示。

圖2-12?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後拖量產生直接影響,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.割嘴離工件表麵的距離通常火焰焰芯離開工件表麵的距離應保持在3~5mm的範圍內,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麵,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,由於切割速度較快,火焰可以長些,割嘴離開工件表麵的距離可以大些;切割厚板時,由於氣割速度慢,為了防止割縫上緣熔化,預熱火焰應短些,割嘴離工件表麵的距離應適當小些,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。

35焊工工藝拓展提高氣割質量的評定切割麵質量是評定氣割質量的依據,而切割麵質量是根據切割麵平麵度、割紋深度、缺口的最小間距三項參數進行分等,後拖量、上緣熔化度、掛渣不作質量分等評定。切割麵質量等級分為Ⅰ、Ⅱ兩級。

任務5?手工氣割操作技術基礎知識氣割的基本操作要點在做好氣割前的準備工作後即可點火。操作姿勢可以根據個人習慣不同而不同,一般采用雙腿成八字形下蹲在工件切割線的一側,右臂靠住右膝蓋,左臂在分開的兩膝中間,使割炬移動方便。右手把住割炬手把,並用右手拇指和食指把住手把下麵的預熱氧氣調節閥,以便隨時調節預熱火焰,當發生回火時,能及時切斷混合管內的氧氣。左手的食指和拇指把住切割氧氣閥,其餘三指平穩地托住割炬混合管,以便掌握方向。呼吸要有節奏,切割方向一般是自右向左。整個切割過程中割炬運行要均勻,割嘴與割件的距離要保持不變。每割一段後需要移動身體位置,此時應關閉切割氧氣閥。氣割時較容易發生回火,應及時製止,此時應立即關閉氧氣閥及乙炔氣閥。切割臨近終點時,割嘴應略向沿切割方向相反傾斜些,保證收尾時質量。

切割結束時,應迅速關閉切割氧閥,再相繼關閉乙炔閥和預熱氧閥。

任務實施一、設備及工具準備1.設備氧氣瓶、乙炔瓶、氣路、氧氣減壓器、乙炔減壓器,如圖2-13、圖2-14所示。

36項目二?氣焊與氣割圖2-13?氧氣瓶?乙炔瓶?氣路圖2-14?乙炔減壓器2.割炬G01–30型,1號環形割嘴,如圖2-15所示。

3.工件低碳鋼板,寬60mm,厚6mm,如圖2-16所示。

圖2-15?割炬圖2-16工件二、氣割設備連接1.安裝氧氣減壓器左手扶住氧氣瓶瓶體,右手握住瓶閥上的手輪,先開啟一下瓶閥,讓氧氣從瓶嘴中吹出,以吹掉瓶口內的水分、砂粒等汙物,如圖2-17(a)所示。左手持氧氣減壓器,右手持減(a)(b)壓器上的連接螺帽,將減圖2-17?安裝氧氣減壓器37焊工工藝壓器與氧氣瓶嘴之間連接好,再用扳手將螺母擰緊。

左手持氧氣膠管的一端,右手握聯接螺母,與氧氣減壓器上的出氣口之間擰緊。如-

圖217(b)所示。(a)(b)2.安裝乙炔減壓器將減壓器的進氣口對準乙炔瓶出氣口,如圖2-18(a)所示,頂絲對準瓶嘴的背麵,然後用專用扳手旋轉頂絲把表上緊,如圖2-18(b)所(c)(d)示。用專用扳手開啟乙炔瓶圖2-18?安裝乙炔減壓器閥,如圖2-18(c)所示,此時能見到乙炔高壓表上指示出的瓶內壓力,如圖2-18(d)所示。將乙炔膠管插在乙炔減壓器的出氣口上。

3.連接割炬將氧氣膠管的另一個螺(a)(b)母與割炬上的氧氣接頭連接起來,用扳手擰緊,防止漏氣,如圖2-19(a)、(b)所示。再將乙炔膠管插在割炬的乙炔接頭上,如圖2-19(c)所示。連接焊炬時,分別把氧氣和乙炔膠管插在焊炬的(c)氧氣和乙炔接頭上即可。圖2-19?連接割炬38項目二?氣焊與氣割三、氣割火焰的選擇氣割時,預熱火焰應采用中性焰,或輕微氧化焰,如圖2-20所示。

(a)中性焰(b)輕微氧化焰圖2-20?火焰的選擇四、中等厚度板氣割操作1.割件清理及劃線用鋼絲刷把割件表麵的鐵鏽、塵垢等徹底清理幹淨,工件清理幹淨後,用石筆劃線,然後按正確的氣割順序進行直線氣割練習。

2.點火(a)(b)點火時,先打開乙炔閥門少許,放掉氣路中可能存有的空氣,然後打開預熱氧閥門少許,準備點火,如圖2-21(a)所示。

手要避開火焰,防止燒傷,如圖2-21(b)所示。火焰點燃後調整為中性焰、輕微氧化焰,如圖(c)(d)圖2-21?點火2-21(c)、(d)所示。

39焊工工藝3.操作姿勢因個人習慣不同,操作姿勢可以是多種多樣的,對初學者可按以下操作姿勢練習:手工氣割常見的姿勢是“抱切法”,即雙腳成八字形,蹲在割件一側,右臂靠右膝蓋,左臂懸空在兩腿之間。右手握住割炬手把,並以右手的拇指和食指握住預熱氧閥門,以便隨時調整預熱火焰。左手的拇指和食指握住切割氧閥門,其餘手指平穩地托住混合氣管,如圖2-22所示。

(a)(b)圖2-22?氣割操作姿勢4.預熱預熱位置一般選擇在割件的邊緣,保持好割嘴距離;待邊緣預熱到亮紅色時,便可進行切割。

5.起割先將火焰略微移到割件邊緣稍外側,如圖2-23(a),同時慢慢打開切割氧閥門,如圖2-23(b)所示,並向板內移動,當看到起割點金屬被氧氣流吹掉時,再增大切割氧氣,當割件(a)(b)圖2-23?起割40項目二?氣焊與氣割下麵發出“噗噗”的聲音並飛出鮮紅的氧化鐵渣,證明割件已被割透,可根據工件厚度以適當均勻的速度自右向左移動割嘴,形成割縫。

6.正常切割起割後割嘴的移動速度要均勻,割嘴與割件距離保持在5~8mm左右,托穩割炬,嚴格控製割嘴在行走中高低起伏過大,而造成回火。若切割縫較長,要移動身體位置時,應先關閉切割氧閥門,身體位置移動好後,再預熱前割縫的末端接著往前切割。

7.停割氣割臨近終點時,割嘴沿氣割方向後傾一個角度,使割件下部提前割透,使割縫在收尾處較整齊。當切割全部結束時,應迅速關閉切割氧閥門,並將割炬抬起。

五、4mm厚度以下薄鋼板的氣割4mm厚度以下薄鋼板氣割時,選用較小的預熱火焰能率和較快的切割速度,割嘴應後傾25°~45°,割嘴與工件表麵的距離應保持10~15mm。這樣不僅可以使鋼板減小變形,而且鋼板的正麵棱角不易被熔化,背麵的掛渣易於清除。

六、大厚度鋼板的氣割20mm厚度以上鋼板氣割時,應選用切割能力較大的割炬及較大號割嘴,以提高預熱火焰能率。氣割前,先調整割嘴和切割線兩側平麵的夾角為90°,以減少機械加工量。起割前,先用較大能率的預熱火焰加熱割件邊緣的棱角處,待被預熱到燃燒溫度時,再慢慢地打開切割氧調節閥,並將割嘴向切割方向傾斜20°~30°,當割件邊緣全部被割穿時,即可加大切割氧流,並使割嘴垂直於割件,然後使割嘴沿切割線作橫向月牙形擺動,同時沿切割線緩慢向前移動。在整個氣割過程中,必須保持切割速度均勻一致,並應不斷地調節預熱氧調節閥,以保持一定的預熱火焰能率,否則將會影響切口的質量。若遇到割不穿的情況時,應立即停止氣割,以免發生氣體渦流,使熔渣在切口中旋轉,切割麵產生凹坑。重新起割時應選擇另一端作為起割點。

氣割臨近結束時,應慢慢地將割嘴向後傾斜20°~30°,並適當地放慢切割速度,以減少後拖量,並使整條切口完全割斷。

41焊工工藝任務6?氣焊火焰及焊接參數選擇基礎知識一、氣焊火焰氧氣與可燃性氣體混合的比例不同時,所得到的火焰的性質和構造也不相同,一般情況下,當改變這兩種氣體的比例時,可以得到中性焰、碳化焰、氧化焰三種火焰,如圖2-24(a)、(b)、(c)所示。

1.中性焰當氧氣與乙炔的比例為1∶1.2時,所形成的火焰為中性焰。焰芯的氣體為不完全燃燒的氣體,內焰中的氣體是完全燃燒的氣體,而外焰氣體的成分則是燃燒後氣體,如水蒸氣、CO2氣等。

(a)中性焰(b)碳化焰(c)氧化焰圖2-24?氣焊火焰42項目二?氣焊與氣割2.碳化焰火焰為碳化焰時,此時氧氣與乙炔的比例小於1,火焰的溫度比中性焰低,焰芯和內焰都含有未完全燃燒的氣體,而外焰部分的成分則是完全燃燒後的氣體。從焊接角度來看,這種火焰具有還原性,能減輕被焊金屬的氧化程度。

3.氧化焰氧氣與乙炔的比例大於1.2時,火焰的內焰(與焰芯重合)和外焰都含有過剩的氧氣,整個火焰具有氧化性,火焰的溫度要比中性焰和碳化焰高。

二、氣焊火焰的選擇中性焰常用於焊接碳鋼件;碳化焰用於焊接易氧化的有色金屬;氧化焰常用於焊接黃銅、鋁鋼、鍍鋅鐵皮等。

任務實施一、氣焊的設備氣焊設備及工具主要有:氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、焊炬等,其組成如圖2-25所示。

l-氧氣膠管2-焊炬3-乙炔膠管4-乙炔瓶5-乙炔減壓器6-氧氣減壓器7-氧氣瓶圖2-25?氣焊設備組成1.焊炬(1)焊炬的作用及分類焊炬是氣焊時用於控製氣體混合比、流量和火焰,並進行焊接的工具。焊炬的作用是將可燃氣體和氧氣按一定比例混合,並以一定的速度噴出燃燒而生成具有一定能量、成分和形狀穩定的火焰。

43焊工工藝焊炬按可燃氣體與氧氣混合方式的不同,可分為射吸式焊炬(也稱低壓焊炬)和等壓式焊炬兩類,現在常用的是射吸式焊炬,等壓式焊炬可燃氣體的壓力和氧氣的壓力是相等的,不能用於低壓乙炔,所以目前很少使用。

(2)射吸式焊炬的構造及原理射吸式焊炬的外形及構造如圖2-26(a)、(b)所示。焊炬工作時,打開氧氣閥,氧氣即從噴嘴口快速射出,並在噴嘴外圍造成負壓(吸力);再打開乙炔調節閥,乙炔氣聚集在噴嘴的外圍。由於氧射流負壓的作用,聚集在噴嘴外圍的乙炔氣很快被氧氣吸出,並按一定的比例與氧氣混合,經過射吸管、混合氣管從焊噴嘴出。

(a)射吸式焊炬外形1-乙炔閥2-乙炔導臂3-氧氣導管4-氧氣閥5-噴嘴6-射吸管7-混合氣管8-焊嘴(b)射吸式焊炬結構圖2-26?射吸式焊炬的構造2.輸氣膠管氧氣瓶和乙炔瓶中的氣體,須用橡皮管輸送到焊炬或割炬中。根據GB9448–1999《焊接與切割安全》標準規定,氧氣管為黑色,乙炔管為紅色。通常,氧氣管內徑為8mm,乙炔管內徑為10mm,氧氣管與乙炔管強度不同,氧氣管允許工作壓力為1.5MPa,乙炔管為0.5MPa。連接於焊炬的膠管長度不能短於5m,但太長了會增加氣體流動的阻力,一般在10~15m為宜。焊炬用橡皮管禁止油汙及漏氣,並嚴禁互換使用。

3.其他輔助工具(1)護目鏡氣焊時使用護目鏡,主要是保護焊工的眼睛不受火焰亮光的刺激,以便在44項目二?氣焊與氣割焊接過程中能夠仔細地觀察熔池金屬,又可防止飛濺金屬微粒濺入眼睛內。護目鏡的鏡片顏色和深淺,根據焊工的需要和被焊材料性質進行選用。顏色太深、太淺都會妨礙對熔池的觀察,影響工作效率,一般宜用3~7號的黃綠色鏡片。

(2)點火槍使用手槍式點火槍點火最為安全方便。當用火柴點火時,必須把劃著了的火柴從焊嘴的後麵送到焊嘴或割嘴上,以免手被燒傷。

此外,還有連接和啟閉氣體通路的工具,如鋼絲鉗、鐵絲、皮管夾頭、扳手等及清理焊嘴的通針等;清理工具,如手錘、鋼絲刷等。

二、氣焊參數選擇氣焊焊接參數是氣焊工保證焊接質量的主要技術依據。氣焊焊接參數通常包括焊絲的成分與直徑、火焰的成分與能率、焊炬的傾角、焊接方向和焊接速度等。

1.焊絲直徑焊絲直徑的選用要根據焊件的厚度及焊縫在空間的位置來決定。如果焊絲直徑比焊件厚度小得多,則焊接時往往會發生焊件尚未熔化而焊絲卻已熔化下滴的現象,這就會造成熔合不良;相反,如果焊絲直徑比焊件厚度大得多,則為了使焊絲熔化就必須經較長時間的加熱,從而使焊件熱影響區過大,降低了焊縫的質量。

2.火焰成分的選擇氣焊火焰的成分對焊接質量的關係很大,當混合氣體內乙炔量過多時,會引起焊縫金屬滲碳,使焊縫的硬度和脆性增加,同時還會產生氣孔等缺陷,相反,混合氣體內氧氣量過多時會引起焊縫金屬的氧化而出現脆性,使焊縫金屬的強度和塑性降低。

低碳鋼氣焊時,火焰應為中性焰,其他金屬焊接時,火焰成分可參閱表2-4。

表2-4常用材料焊接時應采用的火焰種類火焰種類焊接金屬碳化焰高碳鋼、硬質合金、高速鋼、鑄鐵中性焰低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、純銅、鋁及鋁合金、不鏽鋼氧化焰黃銅、鉻鎳鋼、錳鋼、鍍鋅鐵板3.火焰能率的選擇氣焊火焰的能率主要是根據每小時可燃氣體(乙炔)的消耗量(L\/h)來確定。火焰能率的選用取決於焊件金屬的厚度及其熱物理性質(熔點與導熱性),焊件的厚度越大,焊接時45焊工工藝需要選用的火焰能率就越大。通常為了提高焊接生產率,在保證焊縫質量的前提下,應盡量采用需要較大的火焰能率。

4.焊炬的傾角焊炬的傾角即焊炬與焊件間的夾角。其大小主要取決於焊件的厚度和材料的熔點以及導熱性。焊件越厚、導熱性及熔點越高,焊炬的傾角應越大,使火焰的熱量集中;相反,則采用較小的傾角。氣焊過程中焊炬的傾角與焊件厚度(毫米)的關係如圖2-27所示。焊絲與焊炬間的角度大小如圖2-28所示。

圖2-27?焊炬的傾角與焊件厚度(毫米)的關係圖2-28?焊絲與焊炬間的位置5.焊接速度的選擇焊接速度的選用要根據焊工的操作熟練程度、焊縫位置以及其他條件。在保證焊接質量的前提下,應力求提高焊接速度,以提高生產率。

拓展提高氣焊可以焊接平、立、橫、仰各種空間位置的焊縫。氣焊時主要采用對接接頭,而角接接頭和卷邊接頭隻在焊接薄板時才使用,很少采用搭接接頭和T形接頭,因為這種接頭會使焊件焊後產生較大的變形。

對接接頭中,當鋼板厚度大於5mm時,必須開坡口。應該指出,厚焊件隻有在不得已的情況下才采用氣焊,一般應采用電弧焊。氣焊前,必須重視對焊件的清理工作,清除焊絲和焊接接頭處表麵的油汙、鐵鏽及水分等,以保證焊接接頭質量。

46項目二?氣焊與氣割任務7?氣焊操作技術基礎知識氣焊操作技術1.左焊法及右焊法氣焊時焊炬和焊絲都是從左端向右端移動,或者從右端向左端移動,前者稱為右焊法,後者稱為左焊法。這兩種方法對於焊接生產率及焊縫的質量影響很大。

右焊法如圖2-29(a)所示,焊炬火焰指向焊縫,焊接過程是由左向右,並且焊炬是在焊絲前麵移動的。由於焊炬火焰指向焊縫,因此火焰可以遮蓋整個熔池,使熔池和周圍的空氣隔離,能防止焊縫金屬的氧化和減少產生氣孔的可能性,同時可使已焊好的焊縫緩慢地冷卻,改善了焊縫組織。而且火焰熱量較為集中,火焰能率的利用率也較高,使熔深增加和生產率提高。

右焊法的缺點主要是不易掌握,操作過程對焊件沒有預熱作用,所以它隻能適用於焊接較厚的焊件。

左焊法如圖2-29(b)所示,焊炬火焰背著焊縫而指向焊件未焊部分,焊接過程是由右向左,並且焊炬跟著焊絲後麵運走。焊接時,焊工能夠很清楚地看到熔池的上部凝固邊緣,並可獲得高度和寬度較均勻的焊縫。由於焊炬火焰指向焊件未焊部分,對金屬有著預熱作用,因此焊接薄板時生產效率較高。

(a)右焊法(b)左焊法圖2-29?氣焊方法47焊工工藝左焊法容易掌握,應用最普遍。缺點是焊縫易氧化,冷卻較快,熱量利用率較低,因此適用於焊接5mm以下的鋼板和低熔點金屬。

2.焊炬與焊絲的擺動焊接過程中焊炬有兩個方向的運動,即沿焊縫橫向的擺動。而焊絲除了這兩個運動之外,還有向熔池方向的送進運動。

焊炬與焊絲的橫向擺動的作用,在於使坡口邊緣能很好地熔合,並控製液體金屬的流動,使焊縫成形良好。焊炬與焊絲的運動必須是均勻而協調的,否則就會出現焊縫高低不平、寬窄不一致的現象。

焊炬與焊絲的擺動方法取決於焊縫的空間位置、焊件的厚度和焊縫的寬度。圖2-30表示焊炬與焊絲的各種擺動方法。

圖2-30(a)的擺動方法,用於右焊法焊接厚度大於3mm而不開坡口的焊件,也有用於左焊法焊接厚度較大且開坡口的焊件。圖2-30(b)的擺動方法,多用於焊接填角焊縫。

(a)(b)圖2-30?焊炬與焊絲的擺動方法任務實施各種位置焊接方法1.平焊平焊是氣焊最常用的一種焊接方法,如圖2-31所示。平焊采用的主要接頭形式是對接,並多用左焊法進行焊接。焊炬與焊件的角度根據焊件厚度來決定。但各種厚度的焊件在剛開始焊接時,焊炬與焊件的角度可以大些,隨著焊接過程的進行,由於焊件的溫度升高,則焊炬與焊件的角度可以減小些。焊絲始終沉浸在熔池內,並不斷地攪拌熔池,在整個施焊過程中,火焰必須始終籠罩著熔池和焊絲末端,以免熔化金屬與空氣接觸而氧化。施焊時應將焊件與焊絲同時燒熔,使焊絲金屬與焊件金屬在液體狀態下均勻地熔合成焊縫。

48項目二?氣焊與氣割2.立焊立焊如圖2-32所示。它比平焊要困難一些,原因是熔池中的液體金屬易往下淌,焊縫表麵不易形成均勻的焊波。立焊時應采用能率比平焊時小的火焰進行焊接,並嚴格控製熔池溫度,熔池麵積和深度應該小一些。焊炬應沿焊接方向向上傾斜60°左右,借助火焰氣流的壓力來支承熔池,一般不作橫向擺動,並隨時作上下運動,使熔池有冷卻的機會,以保證熔池受熱適當。

圖2-31?平焊圖2-32?立焊3.橫焊橫焊如圖2-33所示。操作時應與立焊一樣使用較小的火焰能率來控製熔池溫度,采用自右向左的焊接方法。焊炬應向上傾斜一定角度(與焊件保持65°~75°),使火焰氣流直接朝向焊縫,利用氣流的壓力阻礙熔化金屬從熔池中流出。焊炬一般不作擺動,在焊較厚焊件時,可作小環形擺動,使熔池略帶一些傾斜,便於控製焊縫成形,同時能防止焊縫產生咬邊、焊瘤以及未焊透等缺陷。

圖2-33?橫焊圖2-34?仰焊49焊工工藝4.仰焊仰焊是最困難的一種焊接位置,主要是液體金屬容易往下流,因此,操作時必須嚴格掌握熔池的大小和溫度,要使液體金屬始終處於較稠的狀態,以防下淌。采用較細的焊絲,以薄層堆敷上去,用右焊法。焊炬與焊件應具有一定的角度,如圖2-34所示。焊炬可作不間斷的運動,焊絲應作月牙形運條,並始終浸在熔池內。

拓展提高管子水平固定的氣焊管子水平固定的氣焊在操作上包括所有的焊接位置,如圖2-35所示。其操作特點可參照各種位置焊接時的操作方法。

管子水平固定的焊接,應先定位裝配,後焊接。當焊接管子的前半圓時,起點、終點都要超過管子的垂直中心線,其超出長度一般為5~10mm。焊後半圓時,起點、終點都要和前段焊縫搭接一段,這樣可以防止和避免起焊點和終點火口處產生缺陷。搭接的長度一般為10~20mm左右,如圖2-36所示。

圖2-36?管子水平固定氣焊時的起圖2-35?管子水平固定焊接位置分布情況點、終點位置及搭接部位此外焊縫呈環形,因此它的施焊位置會不斷變化,但是焊炬與焊絲的夾角卻要始終保持不變,通常應為90°,焊炬及焊絲與焊件的夾角為45°。而實際操作中,還應根據管壁的厚薄和熔池形狀的變化情況,隨時適當地加以調整,以保持不同焊接位置下有合適的熔池形狀,50項目二?氣焊與氣割達到既能使焊縫根部熔透,又不致產生過燒或燒穿。尤其在仰焊時(特別是仰爬坡位置),焊炬和焊絲更要配合得當,同時,焊炬要不斷地離開熔池,嚴格控製熔池溫度,使焊縫不至於過燒和形成焊瘤。

◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇思考與練習◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇1.氧氣瓶與乙炔瓶的外表是如何標誌的?

2.減壓器的作用是什麼?

3.對氧氣和乙炔膠管有什麼要求?

4.氣體火焰包括哪幾種?

5.回火的原因是什麼?如何處理回火?

6.在焊道的起頭和收尾,焊炬傾斜角如何變化?

51焊工工藝項目三?

弧焊電源任務1焊接電弧任務2常用弧焊電源任務3焊條電弧焊其他設備及工具的使用??學習目標?。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

◆認識焊接電弧◆掌握弧焊電源的分類及型號◆認知常用弧焊電源◆認知電弧焊其他設備及工具52項目三?弧焊電源任務1?焊接電弧基礎知識一、焊接電弧焊接電弧是由焊接電源供給的,具有一定電壓的兩電極間或焊條與焊件間,在氣體介質中產生的強烈而持久的放電現象,如圖3-1所示。焊接電弧在焊接過程中為焊接材料提供熱量來進行焊接。

圖3-1?電弧示意圖二、焊接電弧產生的條件一般情況下,由於氣體的分子和原子都是呈中性的,氣體中幾乎沒有帶電質點,因此氣體不能導電,電流通不過,電弧不能自發地產生。要使氣體呈現導電性必須使氣體電離。氣體電離後,原來氣體中的一些中性分子或原子轉變為電子、正離子等帶電質點,這樣電流才能通過氣體間間隙形成電弧如圖3-l(b)所示。