焊接工艺气焊与气割研究.pptx
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1、第一章气焊与气割(一)气焊气割的气体和设备气焊的气体和设备气焊是利用气体燃烧所产生的高温火焰来进行焊接的,如图1所示。火焰一方面把工件接头的表层金属熔化,同时把金属焊丝熔入接头的空隙中,形成金属熔池。当焊炬向前移动,熔池金属随即凝固成为焊缝,使工件的两部分牢固地连接成为一体。第1页/共55页气焊示意图图1气焊1-焊丝;2-焊嘴;3-工件第2页/共55页气焊的优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、铝等有色金属
2、的焊接及铸铁件的焊接等。第3页/共55页.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。如图2所示。图2 气焊火焰第4页/共55页氧乙炔焰按氧气与乙炔混合比值的不同,可分为中性焰、碳化焰(也叫还原焰)和氧化焰三种,其构造和形状见图(1)中性焰。中性焰燃烧后无过剩的氧和乙炔,它由焰心、内焰和外焰三部分组成,见图。火焰呈中性。焰心由未经燃烧的氧气和乙炔组成,外表分布有一层碳素微粒层,炽热的碳粒发出明亮的白光形成尖亮而明显的轮廓,离焰心尖端24毫米处化学反应最激烈,因此温度最高,为31003200。内焰由乙炔的不完全燃烧产物(一氧化碳和氢气)组成,具有还原性
3、,呈杏核形的深蓝色线条。外焰是一氧化碳和氢气与大气中的氧完全燃烧后产生的二氧化碳和水蒸气。主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。第5页/共55页(2)碳化焰。碳化焰燃烧后的气体中尚有部分乙炔未燃烧,焰心的轮廓不清,外焰特别长,当乙炔过剩量很大时会冒黑烟。火焰由焰心、内焰和外焰三部分组成,见图。碳化焰最高温度为2700-3000,火焰具有还原性。乙炔过剩,火焰中有游离状态碳及过多的氢,焊接时会增加焊缝含氢量,焊低碳钢有渗碳现象。主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。第6页/共55页氧化焰氧化焰在氧乙炔气体燃烧后有过剩的氧气,由于氧气过
4、剩氧化燃烧进行得很激烈,造成焰心、内焰、外焰成为一体。氧过剩火焰,有氧化性,焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。最高温度31003300。主要用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。第7页/共55页气焊的设备(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100200kpa,以便在再装氧气时吹除灰尘和避免混进其他气体第8页/共55页氧气瓶第9页/共55页乙炔瓶 乙炔
5、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3040;搬运、装卸、存放和使用时都应竖立放稳,严禁在地面上卧放并直接使用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第10页/共55页典型的几种乙炔瓶第11页/共55页减压器减压器将高压气体降为低压气体的调节装置。对
6、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0.20.4Mpa,乙炔压力最高不超过0.15Mpa。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降低气体压力,并使输送给焊炬的气体压力稳定不变不变,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。第12页/共55页氧气减压器第13页/共55页氧气减压器第14页/共55页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
7、:0.1-1.25公称流量M3/H:40进口螺纹:G5/8出口螺纹:M16*1.5第15页/共55页氧气减压器实例及图解第16页/共55页YQE-213乙炔减压器用于介质为乙炔气。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第17页/共55页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
8、的安全。第18页/共55页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-0.15MPa3.流量:当工作v压力为0.1MPa时,流量Q3M/H24.外型尺寸:31.2x92mm第19页/共55页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如图4-21所示。各种型号的焊炬均配备35个大小不同的焊嘴,以便焊接不同厚度的焊件时使用。第20页/共55页焊炬模型第21页/共55页H01系列射吸式焊炬第22页/共55页(二)(二)气焊接头形式与坡口形式气焊接头形式与坡口形式第23页/共55页G01型割炬参数第24
9、页/共55页(三)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。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,不必使用焊剂第25页/共55页焊接规范气焊的接
10、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3mm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6mm。焊炬端部的焊嘴是氧炔混合气体的喷口,如图1所示。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。焊嘴的选择见表4-2。第26页/共55页4-2焊接钢材用的焊嘴(4-2)焊嘴号12345工件厚度(mm)1.5132447711第27页/共55页气焊基本操作要领(1)点火、调节火焰与灭
11、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。第28页/共55页焊嘴倾角与焊件厚度的关系第29页/共55页(2 2)基本焊法)基本焊法 气焊时,一般用左手拿焊丝,右手拿焊气焊时,一般用左手拿焊丝,右手拿焊炬,两手的动作要协调,沿焊缝向左或向右焊接。炬,两手的动作要协调,沿焊缝向左或向右焊接。焊接热源从接头右端向左端移动,并指向待焊部分的焊接热源从接头右端向左端移动,并指向待焊部分的操作法,称为左焊法,焊嘴轴线的投影应与焊缝重合,与操作法,称为左焊法
12、,焊嘴轴线的投影应与焊缝重合,与焊缝一般保持焊缝一般保持30305050的夹角。左焊法主要适用于焊接厚的夹角。左焊法主要适用于焊接厚度度3mm3mm以下的薄板和低熔点的金属。这种焊法容易掌握,以下的薄板和低熔点的金属。这种焊法容易掌握,应用最普遍。应用最普遍。焊接热源从接头左端向右端移动并指向已焊部分的操焊接热源从接头左端向右端移动并指向已焊部分的操作法,称之为右焊法。这种焊法适用于焊接厚度较大、熔作法,称之为右焊法。这种焊法适用于焊接厚度较大、熔点较高的焊件。点较高的焊件。第30页/共55页(3)焊丝的填充)焊丝的填充 起焊时,不但要注意熔池的形成情况,还要将焊丝起焊时,不但要注意熔池的形成
13、情况,还要将焊丝末端置于外层火焰下进行预热。当熔池形成后,才可将焊丝送人熔池,末端置于外层火焰下进行预热。当熔池形成后,才可将焊丝送人熔池,接着将焊丝迅速提起,同时,火焰向前动,以便形成新的熔池。待新接着将焊丝迅速提起,同时,火焰向前动,以便形成新的熔池。待新的熔池形成后,再将被火焰预热的焊丝送如入熔池,如此循环,就形的熔池形成后,再将被火焰预热的焊丝送如入熔池,如此循环,就形成了焊缝。在操作过程中,应掌握好焊炬向前移动的速度,使熔池的成了焊缝。在操作过程中,应掌握好焊炬向前移动的速度,使熔池的形状和大小始终保持一致。气焊厚度形状和大小始终保持一致。气焊厚度lmm时,可不填充焊丝。时,可不填充
14、焊丝。(4)焊嘴倾角的选择)焊嘴倾角的选择 焊接中,要注意掌握好焊嘴与工件的夹角焊接中,要注意掌握好焊嘴与工件的夹角。大,火焰热量散失小,工件加热快,温度高。当焊接厚度大、熔大,火焰热量散失小,工件加热快,温度高。当焊接厚度大、熔点较高或导热性较好的焊件时,点较高或导热性较好的焊件时,要大一些。要大一些。焊接开始时,为了较快地加热工件和迅速形成熔池,焊接开始时,为了较快地加热工件和迅速形成熔池,应大些,可应大些,可取取8090;正常焊接时,一般保持在;正常焊接时,一般保持在3050之间;当焊接结束时,之间;当焊接结束时,应适当减小,以便更好地填满弧坑和避免焊穿。应适当减小,以便更好地填满弧坑和
15、避免焊穿。第31页/共55页(5 5)焊嘴和焊丝的摆动)焊嘴和焊丝的摆动 焊接中,焊嘴和焊焊接中,焊嘴和焊丝应作均匀协调的摆动,才能获得优质、美丝应作均匀协调的摆动,才能获得优质、美观的焊缝。焊嘴和焊丝的摆动有三个方向:观的焊缝。焊嘴和焊丝的摆动有三个方向:沿焊缝方向作前进运动,不断熔化焊沿焊缝方向作前进运动,不断熔化焊件和焊丝而形成焊缝;件和焊丝而形成焊缝;在垂直于焊缝方向作上下跳动;在垂直于焊缝方向作上下跳动;在焊缝宽度方向作横向摆动(或圆圈在焊缝宽度方向作横向摆动(或圆圈运动)。运动)。第32页/共55页焊炬摆动方法焊嘴焊丝 焊嘴和焊丝的摆动方法焊嘴和焊丝的摆动方法第33页/共55页 (
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