氧乙炔焊接法(氣焊)

10/10氧乙炔焊接法〔氣焊〕1.氣焊之原理與設(shè)備熱能——是焊接過(guò)程中必備的條件，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炔〔Acetylene,C2H2，電石氣〕，丙烷〔Propane，C3H8，煤氣〕，甲烷〔Methane,CH4〕，氫〔Hydrogen,H2〕等，但目前以乙炔為最常用；助燃?xì)怏w則為氧氣(Oxygen，O2)。1-“氣體供給設(shè)備：目前氧氣與乙炔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21℃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。乙炔是由碳化鈣〔1862年德國(guó)化學(xué)家MR.Wohler1892WillsonAluminiumCo.,正式生產(chǎn)1900MR.EdmundFouche制造氣焊炬，利用碳化鈣所生產(chǎn)的乙炔氣與氧氣混合燃燒來(lái)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；早期獲得的乙炔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，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)生乙炔氣，然后經(jīng)導(dǎo)管送出〔CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH2)〕；這種裝置在1960年月一般工業(yè)界甚為廣用，但由于常生爆炸且危急，現(xiàn)今已為乙炔鋼瓶所取代。而裝在鋼瓶?jī)?nèi)的乙炔也是屬于溶解式乙炔，因乙炔能溶解在水或其他液1大氣壓下能溶解在水中約一倍的乙炔，在丙酮〔Acetone,C2H6O〕25倍；乙炔鋼瓶?jī)?nèi)通常參加木炭粉，石棉等多孔性物質(zhì)使其吸取足以溶解乙炔的丙酮。通常乙炔鋼瓶?jī)?nèi)充15kg/cm2，外表漆以黃褐色，鋼瓶肩部裝有安全塞。另由于乙炔和銅長(zhǎng)時(shí)間接觸，會(huì)在銅外表產(chǎn)生易爆的同素導(dǎo)性體，因此假設(shè)留意觀看的話，會(huì)覺(jué)察在乙炔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-“焊炬〔Torch〕——其主要功能是將氧，乙炔引導(dǎo)入其內(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(chǎng)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(guò)造成其旁邊乙炔氣孔的降壓，而吸引出乙炔氣至混合室內(nèi)與氧氣共同流至火口。中壓式混合室其氧氣與乙炔氣則以一樣的流量等壓進(jìn)入混合室，經(jīng)混合后再流至火口。1-“火口〔火嘴，Tip〕——火口在焊炬前端處，由于長(zhǎng)時(shí)間的火焰燃燒受熱，所以必需以導(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，①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。②分別式，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)，則將其撤除換上另一火口即可，日本式與國(guó)內(nèi)常用焊炬主要為此型火口。1-“壓力調(diào)整器(Regulator)——裝在鋼瓶?jī)?nèi)的氧，乙炔氣，由于壓力太高，無(wú)法供焊接使用，因此必需借助壓力調(diào)整器〔俗稱(chēng)：減壓器〕將瓶?jī)?nèi)輸出的氣體調(diào)降至適當(dāng)?shù)氖┖笁毫Α毫φ{(diào)整器裝置根本構(gòu)造是由一瓶壓指示表，工作壓力指示表，壓力調(diào)整旋鈕，氣瓶接頭，橡皮管接頭等所組合而成。假設(shè)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(guò)一次降壓后即可得到施焊壓力，但在焊接中由于瓶壓漸漸消耗降低，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)其次段降壓至適當(dāng)?shù)氖┖笁毫Α?-“橡膠管〔Gas-Hose〕——主要乃連接氣體至焊炬的導(dǎo)管，必需具耐高壓特性，橡膠管內(nèi)徑之承受則依焊炬大小而異。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；乙炔氣管為紅色，而接頭螺帽則為左螺紋，外圍并且輕車(chē)銷(xiāo)一溝槽。1-“回火防止器〔Check-Valve〕——?dú)夂甘┖笗r(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淌，以免因回火而產(chǎn)生意外。1-“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(lái)去除火口內(nèi)附著的焊渣或其他碳化物，在執(zhí)行去除火口時(shí)應(yīng)將火口朝上放置于固定位置，同時(shí)旋開(kāi)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-“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：氧乙炔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2700℃，因此目前工業(yè)界仍承受乙炔氣為主?！仓劣诃h(huán)保政策下的約束使用，則依需求議定?！逞鯕庖胰矚饣旌虾笕紵龝r(shí)的火焰，是在進(jìn)展極盡猛烈的氧化反響，其完全燃燒的化學(xué)反響方程如下：C2H2+2.“5O2→2CO2+H2O+熱由上列化學(xué)反響方程式得知：一個(gè)體積的乙炔氣，需要獲得1：2.“51：1-1：1.“2之間，其余將近1.“5體積的氧氣，是由空氣中所供給；因此，火口初噴流出的氣體，最初開(kāi)頭燃燒的化學(xué)反響式為：2-“依氧乙炔火焰燃燒后的化學(xué)反響式可區(qū)分為兩個(gè)階段：A．第一階段燃燒焰—經(jīng)由焊炬中氧氣與乙炔氣在混合后，經(jīng)火口點(diǎn)燃而在內(nèi)焰處燃燒產(chǎn)生一氧化碳以及乙炔氣殘留的氫氣，火焰顏色呈現(xiàn)為藍(lán)色，在這區(qū)域內(nèi)之火焰謂之復(fù)原性火焰，溫度最高，化學(xué)反響式如下：C2H2+O2→2CO+H2+熱B．其次階段燃燒焰—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其次階段完全燃燒，火焰顏色呈淡紅色，由此我們得知，氧乙炔氣焊進(jìn)展時(shí)應(yīng)在通風(fēng)良好的地方進(jìn)展，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)生的二氧化碳與水蒸汽，其化學(xué)反響式如下：4CO+2H2+3O2→4O2+2H2O+熱2-“一位氣焊操作人員在施于氧乙炔焊接時(shí)，通常會(huì)面臨調(diào)出六種的根本火焰特性，茲講解如下：純乙炔焰—焊炬中的氧、乙炔此兩種氣體，僅有乙炔氣流出火口而氧氣關(guān)閉，然后純粹利用空氣中的氧氣來(lái)與乙炔氣燃燒，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800℃左右，不適合焊接。碳化焰—當(dāng)純乙炔焰產(chǎn)生后，馬上開(kāi)啟焊炬上的氧氣閥，使氧氣漸漸加入純乙炔中，火焰會(huì)馬上由橘紅色變成外焰呈淡藍(lán)色而內(nèi)焰則轉(zhuǎn)為光明白色；2800℃，由于溫度尚不是很高，通常用于軟焊、硬焊或鋁焊、及鋼材之外表硬化熱處理。復(fù)原焰—已形成的碳化焰，其乙炔量稍多于氧氣量，假設(shè)再漸漸調(diào)整增加1：1，外焰仍呈淡藍(lán)色，此時(shí)間明白3050℃，通常用于焊鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼或不銹鋼等。中性焰—由復(fù)原焰再增加氧氣量至與乙炔的比例約為1.“14：1，此鑒識(shí)方法，可由復(fù)原焰緩緩的增加氧氣量，直到白色內(nèi)焰縮短成焰心后即保持焰心的原狀而不再連續(xù)加氧氣去縮短之剎那，即屬中性焰，此特性為焰心呈光明白色，該火焰有清楚的內(nèi)外層，此種火焰溫度約為3200℃，在焊接使用上為最廣泛，通常焊接碳鋼類(lèi)即承受此火焰，因其金屬熔池甚為清晰可見(jiàn)，無(wú)火星噴濺，且有良好的鐵水流淌性。氧化焰—火焰轉(zhuǎn)為中性焰屬乙炔少于氧氣，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.“5～1.“7左右，火焰顏色由藍(lán)色為淡藍(lán)色，因氧氣流量加大原因，此時(shí)的氧化3500℃，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(guò)高金屬熔池起泡沸騰并產(chǎn)生很多火花。此火焰應(yīng)用于焊厚鋼件及鋼板切割用，其他場(chǎng)合極少用。分別焰—引燃火焰時(shí)，因乙炔氣流量開(kāi)啟過(guò)大，即產(chǎn)生火焰焰芯噴離火口端，且火焰會(huì)有刺耳咝咝聲響，此種火焰不能施焊，應(yīng)馬上削減乙炔氣流量，同時(shí)加多氧氣流量，直到焰芯與火口端接合，并調(diào)適到合用之火焰。3.常用氣焊焊條與助焊劑之分類(lèi)及適用性：焊條〔Welding-Rods〕，通稱(chēng)熔金，在焊接過(guò)程中依實(shí)際需求來(lái)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：軟鋼氣焊條—用途甚廣，一般中、低碳鋼、機(jī)器機(jī)件、汽車(chē)鈑金鐵皮、薄板業(yè)等，皆適用。銅及銅合金焊條—銅、銅合金硬焊，鑄鐵焊補(bǔ)、車(chē)刀架與車(chē)刀片接合等。不銹鋼氣焊條—限用于各類(lèi)不銹鋼焊接或不銹鋼與碳鋼對(duì)接。D．鋁及鋁合金氣焊條—適用于純鋁及鋁合金與鋁鑄件焊補(bǔ)。E．鑄鐵氣焊條—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—適用青銅、黃銅、紫銅及異種金屬。3-“焊條一般選用，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，其某些稀有或低熔點(diǎn)化學(xué)元素被稀釋而降低了原來(lái)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-“焊條成份中如含有少量鉬、錳、鎳、鉻、釩、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-“助焊劑外形可分為液狀、粉狀、膏狀、固狀四種。焊劑是補(bǔ)助去除工件外表的污物，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。氣焊操作要領(lǐng)：氣焊工作如不按標(biāo)準(zhǔn)程序，其危急性仍相當(dāng)高，因此施焊前請(qǐng)依以下挨次操作，確定落實(shí)并嚴(yán)格要求。先將氧氣、乙炔氣鋼瓶依規(guī)定地點(diǎn)就定位，并鎖好以防止傾倒。以氣瓶扳手微微將瓶閥開(kāi)啟一瞬間后并馬上關(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。留意：人不行立于瓶閥口前，以免粉塵吹入人眼或傷人。將減壓器分別裝于氧、乙炔氣瓶上，并以扳手旋緊進(jìn)氣螺帽。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炔減壓器低壓出口端，并旋緊螺帽。先放松減壓器上之調(diào)壓把手后，才緩緩開(kāi)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?jī)?nèi)壓力值存量。留意：乙炔氣瓶閥只可扭轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，氧氣瓶閥可全開(kāi)。氣吹管—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，并馬上旋松。將焊炬上車(chē)銷(xiāo)有溝槽螺帽且烙印有“GAS”字樣的接頭裝上紅色乙炔用橡膠管，另一烙印有“OXY”字樣的接頭則裝上綠色〔黑色〕氧氣橡膠管。調(diào)整氧、乙炔氣低壓側(cè)適當(dāng)施焊壓力。以毛刷沾上肥皂泡沫液涂抹于氣瓶閥門(mén)及減壓器整體上全部螺紋接頭處，及焊炬進(jìn)氣口接頭螺紋上；假設(shè)有起泡現(xiàn)象，即表示該處漏氣，請(qǐng)?jiān)傩o。開(kāi)啟焊炬上氧、乙炔氣流量調(diào)整閥，排出留在橡膠管中的不純氣與雜質(zhì)，后馬上旋緊。將火口裝于焊炬上。將焊件母材放置于妥當(dāng)?shù)墓ぷ髋_(tái)桌上。備好護(hù)目鏡，鋼刷，火鉗，打火器，氣焊條，皮手套。戴上皮手套、護(hù)目鏡。1/4轉(zhuǎn)，然后用打火器點(diǎn)燃火焰，引燃乙炔焰后馬上開(kāi)啟氧氣調(diào)整閥，調(diào)出適用火焰。施焊點(diǎn)火位置至少要遠(yuǎn)離氧氣，乙炔氣鋼瓶至少約3米以上。施焊完畢，收工時(shí)關(guān)閉流程：關(guān)閉焊炬上乙炔氣調(diào)整閥。關(guān)閉焊炬上氧氣調(diào)整閥。關(guān)閉氧氣，乙炔氣鋼瓶瓶閥。在開(kāi)啟焊炬上乙炔氣調(diào)整閥，放出減壓器及橡膠管內(nèi)氣體，直至壓力表指針歸“0”為止，隨即旋松減壓器壓力調(diào)壓把手并同時(shí)關(guān)緊焊炬上乙炔氣調(diào)整閥。5〕再開(kāi)啟焊炬上氧氣調(diào)整閥，放出減壓器及橡膠管內(nèi)氣體，直至壓力表指針歸“0”為止，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)整閥。氣焊位姿稱(chēng)呼法：1〕平焊〔FlatPosition〕—符號(hào)“F”。2〕橫焊〔HorizontalPosition〕—符號(hào)“H”。3〕立焊〔VerticalPosition〕—符號(hào)“V”。4〕仰焊〔OverheadPosition〕—符號(hào)“O”。7.銅及銅合金焊接法：純銅〔紫銅〕焊接法——焊接純銅時(shí)，采氧化焰，而焰芯離焊件外表約5-8m/m50%，在焊接中要不斷參加焊劑。黃銅焊接法——420℃左右，而沸925℃，遇高熱焊接時(shí)鋅很簡(jiǎn)潔揮發(fā)，使得焊道內(nèi)產(chǎn)生氣孔。為抑制上述缺點(diǎn)，黃銅施焊時(shí)，速度要越快越好，并避開(kāi)重復(fù)施焊。施焊前，得先預(yù)熱到600℃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，頭痛惡心的病癥，焊接時(shí)請(qǐng)帶上防護(hù)口罩，且工作環(huán)境RBCuZn-A45%再外加10%氯化納。青銅焊接法——1-12%的鍛造青銅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，所含錫元素受高熱簡(jiǎn)潔氧化，且氧化錫是會(huì)沉陷于熔池中，因此會(huì)降低焊道強(qiáng)度。焊條承受RCuSn-A40%10%組成。矽青銅焊接法——此為銅，矽合金，較易施焊，其導(dǎo)熱度大，不必先預(yù)RCuSi-A75-80%硼矽參加10%及氟化納及微量氯化納。銅鎳合金焊接法——2-43%的鎳是為銅鎳合金，常用于制造熱交換器內(nèi)