氧乙炔焊接法(氣焊)

1、精心整理氧乙煥焊接法(氣焊)1.氣焊之原理與設(shè)備熱能一一是焊接過程中必備的條件，已知焊接熱能分列有：電磁能，化學(xué)能，機(jī)械能，結(jié)晶能等等；而氣焊則屈于化學(xué)能式的 焊接法。氣焊(Gas-Welding)是將可燃性氣體與助燃?xì)怏w自容器中引導(dǎo)出，經(jīng)焊炬(Torch)混合后，經(jīng)由焊炬火口處點(diǎn)燃成高溫火焰，并對(duì)焊件加熱的一種焊接方法，使用的可燃性氣體有乙煥(Acetylene,C2H2 ,電石氣)，丙烷(Propane, C3H8 ,煤氣)，甲烷(Methane,CH4 ),氫(Hydrogen,H2)等，但目前以乙煥為最常用；助燃?xì)怏w則為氧氣(Oxygen, O2)。1-1.氣體供應(yīng)設(shè)備：目前氧氣與乙快

2、或其他氣體皆壓縮儲(chǔ)存于鋼制容器內(nèi)，而高壓氧氣通常以壓縮氣體形態(tài)充填在無縫鋼瓶內(nèi)，則瓶內(nèi)壓力于21 C時(shí)約為150kg/cm2,瓶身多半漆成黑色或綠色，并注明內(nèi)部容積，重量，試驗(yàn)壓力及制造日期；瓶口及瓶閥皆以銅合金制成。乙煥是由碳化鈣(電石，公元1862年德國化學(xué)家 MR.Wohler由碳化鈣取得乙煥氣； 公元1892年WillsonAluminiumCo.,正式生產(chǎn)碳化鈣； i公元1900年法國MR.EdmundFouche發(fā)明氣焊炬，利用碳化鈣所生產(chǎn)的乙烘氣與氧氣混合燃燒來焊接金屬材料)，在水中或空氣中 起作用所產(chǎn)生之可燃性氣體；早期獲得的乙快氣是將碳化鈣置于一掛籃中，然后懸吊于儲(chǔ)氣筒的內(nèi)頂

3、，再將整個(gè)儲(chǔ)氣筒放入水槽中，這時(shí)碳化鈣在儲(chǔ)氣筒內(nèi)與水起化學(xué)作用并產(chǎn)生乙煥氣，然后經(jīng)導(dǎo)管送出(CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH2);這種裝置在1960年代一般工業(yè)界甚為廣用，但由于常生爆炸且危險(xiǎn)，現(xiàn)今已為乙煥鋼瓶所取代。而裝在鋼瓶內(nèi)的乙烘也是屬于溶解式乙煥，因乙煥能溶解在水或其他液體中，液體不同，溶解量也不同。常見者如在1大氣壓下能溶解在水中約一倍的乙煥，在丙酮(Acetone,C2H6O )中就能溶解約25倍；乙快鋼瓶內(nèi)通常加入木炭粉，石棉等多孔性物質(zhì)使其吸收足以溶解乙烘的丙酮。通常乙快鋼瓶內(nèi)充氣壓力約在15kg/cm2,外表漆以黃褐色，鋼瓶肩部裝有安全塞。另由于乙煥和銅長時(shí)間接觸，會(huì)在

4、銅表面產(chǎn)生易爆的同素導(dǎo)性體，因此如 果留意觀察的話，會(huì)發(fā)覺在乙煥鋼瓶口的瓶閥材料是由鋼鐵材料塑成，而非如同氧氣鋼瓶的銅制閥。1-2.焊炬(Torch)其主要功能是將氧，乙快引導(dǎo)人其內(nèi)加以混合，并調(diào)整適當(dāng)?shù)臍怏w流量至焊炬火口處引燃火焰以利施焊的器 具。一般焊炬依使用場合不同可分為大，中，小型三種，其中混合室可分為射吸式(InjectorType )與中壓式(PositivePressureType)；射吸式混合室在其中有一細(xì)腰文式管(VenturiTube )氧氣由其中高壓通過造成其旁邊乙煥氣孔的降壓，而吸引出乙煥氣至混合室內(nèi)與氧氣共同流至火口。中壓式混合室其氧氣與乙快氣則以相同的流量等壓進(jìn)入混

5、合室，經(jīng)混合后再流至火口。1-3.火口(火嘴，Tip)火口在焊炬前端處，由于長時(shí)間的火焰燃燒受熱，所以必須以導(dǎo)熱性良好的材料制成；通常此材料都選 用紫銅亦或銅合金；而火口型式又有兩種，整體式，即與混合室連成一體的吹管，歐美式的焊炬以此款居多。分離式，焊炬前 端有一火口且以螺牙與焊炬吹管結(jié)合，更換火口時(shí)，則將其拆除換上另一火口即可，日本式與國內(nèi)常用焊炬主要為此型火口。1-4.壓力調(diào)整器(Regulator)裝在鋼瓶內(nèi)的氧，乙快氣,由于壓力太高，無法供焊接使用，因此必須借助壓力調(diào)整器(俗稱：減壓 器)將瓶內(nèi)輸出的氣體調(diào)降至適當(dāng)?shù)氖┖笁毫?。壓力調(diào)整器裝置基本構(gòu)造是由一瓶壓指示表，工作壓力指示表，壓力

6、調(diào)整旋鈕，氣瓶接頭，橡皮管接頭等所組合而成。若依調(diào) 整裝置內(nèi)部構(gòu)造可分為單段式(Single-Stage)與雙極式(Two-Stage)兩種；在單段式中，鋼瓶經(jīng)過一次降壓后即可得到施焊壓力， 但在焊接中由于瓶壓逐漸消耗降低，所以單段式調(diào)整器也須再調(diào)整至適當(dāng)?shù)氖┖笁毫?。另在雙極式中，第一段進(jìn)氣功用是將瓶壓降 至約30kg/cm2的中壓，再經(jīng)第二段降壓至適當(dāng)?shù)氖┖笁毫Α?-5.橡膠管(Gas-Hose)主要乃連接氣體至焊炬的導(dǎo)管，必須具耐高壓特性，橡膠管內(nèi)徑之采用則依焊炬大小而異。為便于識(shí) 別，氧氣管為綠色或黑色，而其接頭螺帽為右螺紋；乙快氣管為紅色，而接頭螺帽則為左螺紋，外圍并且輕車銷一溝槽。精

7、心整理1-6.回火防止器(Check-Valve)氣焊施焊時(shí)，由于操作不良，造成火口堵塞或其他情形，這極易造成逆回現(xiàn)象，如為防止此情 事發(fā)生，則多以單向止回閥連接于焊炬后端之進(jìn)氣口處，使氣體形成單向的流動(dòng)，以免因回火而產(chǎn)生意外。1-7.火口通針(Tip-Cleaner)為一組粗細(xì)各異的細(xì)徑鋼線組合成套，此用來清除火口內(nèi)附著的焊渣或其他碳化物，在執(zhí)行清除 火口時(shí)應(yīng)將火口朝上放置于固定位置，同時(shí)旋開氧氣閥，并以略小于火口孔徑的通針垂直通入孔內(nèi)清除。1-8.其他配件(Accessories)護(hù)目鏡、打火器、氣體鋼瓶把手、焊炬/火口固定扳手、皮手套、鋼刷、工作臺(tái)、火鉗、夾治具等等。2.火焰之調(diào)整：氧乙

8、快氣焊的火焰主要在供給施焊時(shí)所需要的熱能，雖氫、丙烷或其他可燃?xì)庖嗫晒┖附邮褂?，但由于這些氣體與氧氣混合后的燃燒熱值溫度最高約 2700C,因此目前工業(yè)界仍采用乙煥氣為主。(至于環(huán)保政策下的約束使用，則依需求議定。)氧氣乙煥氣混合后燃燒時(shí)的火焰，是在進(jìn)行極盡劇烈的氧化反應(yīng)，其完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程如下：C2H2+2.5O2f 2CO2+H2O+ 熱 L .|,二 J - -由上列化學(xué)反應(yīng)方程式得知：一個(gè)體積的乙烘氣，需要獲得2.5個(gè)體積的氧氣，其比為 1: 2.5,然而焊炬所提供的乙煥氣與氧氣流量的混合比是1: 1-1: 1.2之間，其余將近1.5體積的氧氣，是由空氣中所供給；因此，火口初噴流

9、出的氣體，最初開始燃燒的化學(xué)反應(yīng)式為：2-1.依氧乙煥火焰燃燒后的化學(xué)反應(yīng)式可區(qū)分為兩個(gè)階段：A.第一階段燃燒焰一經(jīng)由焊炬中氧氣與乙快氣在混合后，經(jīng)火口點(diǎn)燃而在內(nèi)焰處燃燒產(chǎn)生一氧化碳以及乙快氣殘留的氫氣，火焰顏色呈現(xiàn)為藍(lán)色，在這區(qū)域內(nèi)之火焰謂之還原性火焰，溫度最高，化學(xué)反應(yīng)式如下：C2H2+O2 2CO+ H2+熱B.第二階段燃燒焰一第一階段燃燒后產(chǎn)生的一氧化碳(CO)及氫氣(H2)仍為可燃性氣體，此兩種氣體在火焰外圍與大氣中的 氧氣形成第二階段完全燃燒，火焰顏色呈淡紅色，由此我們得知，氧乙快氣焊進(jìn)行時(shí)應(yīng)在通風(fēng)良好的地方進(jìn)行，以免大氣中的氧氣 因工作環(huán)境的狹窄而缺乏；經(jīng)二次燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳

10、與水蒸汽，其化學(xué)反應(yīng)式如下：4CO+2H2+3O24O2+2H2O+ 熱2-2.一位氣焊操作人員在施于氧乙快焊接時(shí)，通常會(huì)面臨調(diào)出六種的基本火焰特性，茲解說如下：A.純乙快焰一焊炬中的氧、乙快此兩種氣體，僅有乙快氣流出火口而氧氣關(guān)閉，然后純粹利用空氣中的氧氣來與乙快氣燃燒，其 產(chǎn)生的火焰由接近火口處為黃色至外焰區(qū)時(shí)漸變?yōu)殚偌t色，同時(shí)還冒出黑煙，此種火焰溫度約800c左右，不適合焊接。精心整理B.碳化焰一當(dāng)純乙快焰產(chǎn)生后，立即開啟焊炬上的氧氣閥，使氧氣逐漸加入純乙快中，火焰會(huì)立即由橘紅色變成外焰呈淡藍(lán)色而 內(nèi)焰則轉(zhuǎn)為明亮白色；此種火焰溫度約為2800 C,由于溫度尚不是很高，通常用于軟焊、硬焊或

11、鋁焊、及鋼材之表面硬化熱處理。C.還原焰一已形成的碳化焰，其乙快量稍多于氧氣量，若再逐漸調(diào)整增加氧氣流量，使氧氣與乙烘量的比例接近于1:1,外焰仍呈淡藍(lán)色，此時(shí)明亮白色內(nèi)焰會(huì)逐漸縮短，此火焰溫度約為3050C,通常用于焊饃銘鋼、饃銘鋁鋼或不銹鋼等。D.中性焰一由還原焰再增加氧氣量至與乙快的比例約為1.14: 1,此鑒識(shí)方法，可由還原焰徐徐的增加氧氣量，直到白色內(nèi)焰縮短成焰心后即保持焰心的原狀而不再繼續(xù)加氧氣去縮短之剎那，即屬中性焰，此特性為焰心呈明亮白色，該火焰有清晰的內(nèi)外層， 此種火焰溫度約為3200 C,在焊接使用上為最廣泛，通常焊接碳鋼類即采用此火焰，因其金屬熔池甚為清晰可見，無火星噴濺

12、， 且有良好的鐵水流動(dòng)性。E.氧化焰一火焰轉(zhuǎn)為中性焰屬乙快少于氧氣，焰芯已不再縮短，如再增加氧氣流量，焰芯會(huì)呈現(xiàn)尖錐形，外焰隨著縮短，混合比 將會(huì)是1: 1.51.7左右，火焰顏色由藍(lán)色為淡藍(lán)色，因氧氣流量加大緣故，此時(shí)的氧化焰會(huì)發(fā)出噬噬的響聲，火焰溫度亦高達(dá)約 3500 C,通常用于焊接鋼板對(duì)接滲透第一道焊道，不適合平面填料焊接，因溫度過高金屬熔池起泡沸騰并產(chǎn)生許多火花。此火焰應(yīng) 用于焊厚鋼件及鋼板切割用，其他場合極少用。F.分離焰一引燃火焰時(shí)，因乙快氣流量開啟過大，即產(chǎn)生火焰焰芯噴離火口端，且火焰會(huì)有刺耳噬噬聲響，此種火焰不能施焊， 應(yīng)立即減少乙快氣流量，同時(shí)加多氧氣流量，直到焰芯與火口端

13、接合，并調(diào)適到合用之火焰。3.常用氣焊焊條與助焊劑之分類及適用性：焊條(Welding-Rods),通稱熔金，在焊接過程中依實(shí)際需求來填加于焊件上的金屬。一般選用焊條，皆以與母體相近成份為主，且常用規(guī)格如下：A.軟鋼氣焊條一用途甚廣，一般中、低碳鋼、機(jī)器機(jī)件、汽車鎖金鐵皮、薄板業(yè)等，皆適用。B.銅及銅合金焊條一銅、銅合金硬焊，鑄鐵焊補(bǔ)、車刀架與車刀片接合等。C.不銹鋼氣焊條一限用于各類不銹鋼焊接或不銹鋼與碳鋼對(duì)接。j I I D.鋁及鋁合金氣焊條 一適用于純鋁及鋁合金與鋁鑄件焊補(bǔ)。E.鑄鐵氣焊條一僅適用焊補(bǔ)鑄鐵及翻砂鑄件氣孔填補(bǔ)焊。F.銀銅氣焊條一適用青銅、黃銅、紫銅及異種金屬。3-1.焊條一

14、般選用，雖考慮其成份與母材相近外，然焊條焊接后，由于高溫熔融后，其某些稀少或低熔點(diǎn)化學(xué)元素被稀釋而降低了 原來的材料特性與金相變化，強(qiáng)度因而降低；因此，對(duì)焊接強(qiáng)度要求較高或需保有原先抗腐蝕特性高的焊件，其選用的焊條強(qiáng)度及 合金成份應(yīng)略高于焊件。3-2.焊條成份中如含有少量鋁、鎰、饃、銘、釵、鈦 等等，亦可增加焊道強(qiáng)度，如焊條中含有磷、硫元素時(shí)，會(huì)造成焊道龜裂。3-3.助焊劑形狀可分為液狀、粉狀、膏狀、固狀四種。焊劑是補(bǔ)助清除工件表面的污物，氧化膜，以防止金屬在高溫施焊時(shí)氧化，故焊劑可直接影響焊道品質(zhì)及接合強(qiáng)度的，尤其鋁、鎂、銅金屬上焊接更加顯著。精心整理4.氣焊操作要領(lǐng):氣焊工作如不按標(biāo)準(zhǔn)程序

15、，其危險(xiǎn)性仍相當(dāng)高，因此施焊前請(qǐng)依下列順序操作，確定落實(shí)并嚴(yán)格要求。1）先將氧氣、乙快氣鋼瓶依規(guī)定地點(diǎn)就定位，并鎖好以防止傾倒。2）以氣瓶扳手微微將瓶閥開啟一瞬間后并立即關(guān)閉，其作用乃在吹除瓶閥口之粉塵，并以干凈布?jí)K將閥口擦拭干凈。注意：人不可立于瓶閥口前，以免粉塵吹入人眼或傷人。3）將減壓器分別裝于氧、乙快氣瓶上，并以扳手旋緊進(jìn)氣螺帽。4）取綠色（黑色）橡膠管接于氧氣減壓器低壓出口端，紅色橡膠管則接于乙快減壓器低壓出口端，并旋緊螺帽。5）先放松減壓器上之調(diào)壓把手后，才緩緩開啟氣瓶瓶閥，此刻減壓器上高壓壓力表會(huì)顯示出當(dāng)時(shí)的瓶內(nèi)壓力值存量。注意：乙快氣瓶閥只可扭轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，氧氣瓶閥可全開。6）氣吹管

16、一此時(shí)將減壓器調(diào)壓把手上緊，使氣體由二次側(cè)出口將粉塵排出，并立即旋松。7）將焊炬上車銷有溝槽螺帽且烙印有“GAS字樣的接頭裝上紅色乙快用橡膠管，另一烙印有“OXY字樣的接頭則裝上綠色（黑色）氧氣橡膠管。8）調(diào)整氧、乙快氣低壓側(cè)適當(dāng)施焊壓力。9）以毛刷沾上肥皂泡沫液涂抹于氣瓶閥門及減壓器整體上所有螺紋接頭處，及焊炬進(jìn)氣口接頭螺紋上；若有起泡現(xiàn)象，即表示該 處漏氣，請(qǐng)?jiān)傩o。10）開啟焊炬上氧、乙快氣流量調(diào)節(jié)閥，排出留在橡膠管中的不純氣與雜質(zhì)，后立即旋緊。11）將火口裝于焊炬上。12）將焊件母材放置于妥當(dāng)?shù)墓ぷ髋_(tái)桌上。13）備好護(hù)目鏡，鋼刷，火鉗，打火器，氣焊條，皮手套。14）戴上皮手套、護(hù)目鏡。

17、15）先打開焊炬上乙快氣調(diào)節(jié)閥約1/4轉(zhuǎn)，然后用打火器點(diǎn)燃火焰，引燃乙快焰后立即開啟氧氣調(diào)節(jié)閥，調(diào)出適用火焰。X施焊點(diǎn)火位置至少要遠(yuǎn)離氧氣，乙快氣鋼瓶至少約3米以上。5 .施焊結(jié)束，收工時(shí)關(guān)閉流程：1）關(guān)閉焊炬上乙快氣調(diào)節(jié)閥。2）關(guān)閉焊炬上氧氣調(diào)節(jié)閥。3）關(guān)閉氧氣，乙快氣鋼瓶瓶閥精心整理4）在開啟焊炬上乙快氣調(diào)節(jié)閥，放出減壓器及橡膠管內(nèi)氣體，直至壓力表指針歸“期止，隨即旋松減壓器壓力調(diào)壓把手并同時(shí)關(guān)緊焊炬上乙快氣調(diào)節(jié)閥。5）再開啟焊炬上氧氣調(diào)節(jié)閥，放出減壓器及橡膠管內(nèi)氣體，直至壓力表指針歸“明止，隨即旋松減壓器壓力調(diào)壓把手并同時(shí)關(guān)緊焊炬上氧氣調(diào)節(jié)閥。6 .氣焊位姿稱呼法：1）平焊（FlatPo

18、sition） 符號(hào) “F：2）橫焊（HorizontalPosition ）一符號(hào)H：3）立焊（VerticalPosition ）一符號(hào) “V：4）仰焊（OverheadPosition）一符號(hào) “ O7 .銅及銅合金焊接法：1）純銅（紫銅）焊接法一一焊接純銅時(shí)，采氧化焰，而焰芯離焊件表面約5-8m/m,焊劑成分為硼砂與硼酸各 50%,在焊接中要不斷加入焊劑。 1 L . I. 12）黃銅焊接法一一黃銅屬銅，鋅合金，由于鋅熔點(diǎn)僅為420c左右，而沸點(diǎn)為925 C ,遇高熱焊接時(shí)鋅很容易揮發(fā)，使得焊道內(nèi)產(chǎn)生氣孔。為克服上述缺點(diǎn)，黃銅施焊時(shí)，速度要越快越好，并避免重復(fù)施焊。施焊前，得先預(yù)熱到6

19、00c以上，再以氧化焰施焊。由于施焊黃銅時(shí)鋅熔化揮發(fā)后所產(chǎn)生的煙氣有毒，會(huì)感到喉嚨微甜，頭痛惡心的癥狀，焊接時(shí)請(qǐng)帶上防護(hù)口罩，且工作環(huán)境力求通 風(fēng)良好，焊條則采用 RBCuZn-A級(jí)，焊劑選用硼砂，硼酸各 45%再外加10%氯化納。3）青銅焊接法一一青銅為銅，錫合金，一般可分為含錫1-12%的鍛造青銅與含錫9-25%的鑄造青銅，青銅由于導(dǎo)熱較黃銅差，所以焊接火焰比黃銅小，通常以中性火焰或微氧化火焰施焊。青銅焊接性不佳，所含錫元素受高熱容易氧化，且氧化錫是會(huì)沉陷于熔池中，因此會(huì)降低焊道強(qiáng)度。焊條采用 RCuSn-A級(jí)，焊劑則以硼砂，硼酸各40%及氯化納、氯化鉀各 10%組成。4）矽青銅焊接法一一此為銅，矽合金，較易施焊，其導(dǎo)熱度大，不必先預(yù)熱，然以微氧化焰施焊。焊條采用RCuSi-A級(jí)，焊劑則以75-80%硼矽加入10%及氟化納及微量氯化納。5）銅銀