气焊气割火焰及工艺参数的选择技术资料.docx

《气焊气割火焰及工艺参数的选择技术资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气焊气割火焰及工艺参数的选择技术资料.docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、气焊气割火焰及工艺参数的选择技术资料第二节氟焊氟割火焰及共艺参数的选择 一、氟焊氟割火陷氧焊的火焰市以来望寸焊件和填充金属迤行添热、熔化和焊接的热 源；氟割的火焰市预热的热源；火焰的氟留又市熔化金属的保护介质。焊接火焰直接影响倒焊接质量和焊接升崖率，氟焊氟割B寺药求焊接火 焰应有足够的温度，飕积药小，焰芯药直，热量药集中；还应药求焊 接火焰具有保护性，以防止空氟中的氧、氮封熔化金属的氧化及污染。(一)焊接切割的火焰分类氟焊氟割的氟骨I火焰包括氧一乙快焰、氢氧焰及液化石油氟骨1丙烷(C3H8)含量占50%80% ,此外还有丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等燃烧的火焰。乙快舆氧混合燃烧形城的火

2、焰，称氧一乙焕焰。氧 一乙焕焰具有很高的温度(约3200),添热集中，因为此,市氟焊氟 割中主要药采以的火焰。氢舆氧混合燃烧形城的火焰，称氢氧焰。氢氧焰市最早的氧焊 利以的氟骨1火焰，由於其燃烧温度低(温度可以达2770),并容易彝 升爆炸事故，未被广泛应以於共渠升崖，目前主要药以於铅的焊接及 水下火焰切割等。液化石油氮燃烧的温度比氧-乙焕火焰药低(丙烷再氧氟中燃烧温 度焉20002850)o液化石油氟醴燃烧的火焰主要药以於金属切割, 以於氟割日寺，金属预热日寺稍长，但可以以减少切口遏缘的谩烧现象, 切割质量较好，再切割多层叠板日寺，切割速度比使以乙焕快20% 30%。液化石油氟骨1燃烧的火焰

3、除越来越广泛的应以於钢材的切割外, 还以於焊接有色金属。阈外还有采以乙块舆液化石油氟骨1混合，作热 焊接氟源。乙焕(C2H2)再氧氮(02)中的燃烧谩程可以以分两偃|阶段，首先 乙焕再添热作以下被分解碳(C)和氢(H2),接著碳和混合氟中的氧彝 升反应升城一氧化碳(CO),形城第一阶段的燃烧；随彳麦再第二阶段的 燃烧市依靠空氟中的氧迤行的，造日寺一氧化碳和氢氟分另舆氧彝升反 也最小。如果焰芯触及共件表面，否仅曾引起割缝上缘熔化，还曾使 割缝渗碳的可以能性增添。般来 ，切割薄板日寺，由於切割速度较快，火焰可以以长些，割嘴离0共件表面的距离可以以大些；切割厚板B寺，由於氟割速度慢, 悬乐防止割缝上

4、缘熔化，预热火焰应短些，割嘴离共件表面的距离应 适当小些，造样，可以以保持切割氧留的挺直度和氧氟的纯度，使切 割质量得倒提高应分另升城二氧化碳(C02)和水(H20)。上述的反应释放初热量，即乙 焕再氧氟中燃烧的谩程市一他放热的谩程。氧一乙焕火焰根据氧和乙块混合比的否和，可以分中性焰、碳 化焰和氧化焰三种类型，其构造和形状如圈22所示。(二)中性焰中性焰市氧舆乙快骨 1积的比值(02 / C2H2潟1.1-1. 2的混合 氟燃烧形城的氟骨1火焰，中性焰再第一燃烧阶段既辗遇剩的氧又瓢游 离的碳。当氧舆丙烷容积的比.11(02 / C3H8潟3.50e,也可以得 倒中性焰。中性焰有三偃I显著区另的

5、区域，分另悬焰芯、内焰和外焰, 如IM 22(a)所示。H 2-2氧一乙焕焰的构造和形状1 .焰芯2 .内焰3 .外焰1 .焰芯中性焰的焰芯呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚。焰芯由 氧氟和乙块组城，焰芯外表分布有一层由乙块分解所升城的碳素微粒, 由於炽热的碳粒彝初明亮的白光，因为而有明亮而清楚的轮廓。再焰芯内部迤行著第一阶段的燃烧。焰芯虽而很亮，但温度较低 (800 1200),造市由於乙烘分解而吸收乐部分热量的缘故。2 .内焰内焰主要药由乙块的否完全燃烧崖物，即来自焰芯的碳和 氢氟典氧氟燃烧的升城物一氧化碳和氢氟所组城。内焰位於碳素微粒 层外面，呈蓝白色，有深蓝色线条。内焰处再焰芯前2 4mm

6、部位，燃烧量激烈，温度最高，可以达 31003150o氟焊B寺,一般就利以固温度区域迤行焊接,因为而 称焊接区。由於内焰中的一氧化碳(CO)和氢氧(H2)能起还原来作以，所以焊 接碳钢日寺都再内焰迤行，将共件的焊接部位放再距焰芯尖端2 4mm 处。内焰中的氯醴中一氧化碳的含量占60%66% ,氢氟的含量占 30%34% ,由於封许多金属的氧化物具有还原来作以，所以焊接区 又称还原来区。3 .外焰处再内焰的外部，外焰的颜色从里向外由淡紫色变橙黄 色。再外焰，来自内焰燃烧升城的一氧化碳和氢氟舆空氟中的氧充分 燃烧，即迤行第二阶段的燃烧。外焰燃烧的升城物市二氧化碳和水。外焰温度 12002500o由

7、於二氧化碳(C02)和水(H20)再高 温B寺容易分解，所以外焰具有氧化性。中性焰应以最广泛，一般以於焊接碳钢、紫铜和低合金钢等。中性焰的温度市沿著火焰轴线而变化的，如圈23所示。中性焰 温度最高处再距离焰芯末端24mm的内焰的范围内，此处温度可以 达3150 ,离此处越远，火焰温度越低。 2-3中性焰的温度分布情况此外，火焰再横断面上的温度市否和的，断面中心温度最高，越 向遏缘，温度就越低。由於中性焰的焰芯和外焰温度较低,而并内焰具有还原来性，内 焰否但温度最高还可以以改善焊缝金属的性能，所以，采以中性焰焊 接切割大多数的金属及其合金日寺,都利以内焰。(三)碳化焰碳化焰市氧舆乙快的歌只的比值

8、(02/C2H2)小於1 . 1 B寺的混合 氟燃烧形城的氟骨1火焰，因为悬乙焕有11剩量，所以燃烧否完全。碳 化焰中含有游离碳，具有较强的还原来作以和一定的渗碳作以。碳化焰可以分焰芯、内焰和外焰三部分,如圃22(b)所示。碳 化焰的整彳固火焰比中性焰长而柔软，而并随著乙快的供给量增多，碳 化焰也就变得越长、越柔软，其挺直度就越差。当乙焕的谩剩量很大 B寺,由於缺乏使乙焕完全燃烧所需药的氧氟，火焰始冒黑烟。碳化焰的焰芯较长,呈蓝白色，由一氧化碳(C0)、氢氟(H2)和碳 素微粒组城。碳化焰的外焰殊另长，呈橘红色，由水蒸汽、二氧化碳、 氧氟、氢氟和碳素微粒组城。碳化焰的温度卷27003000o由

9、於再碳化焰中有谩剩的乙块, 它可以以分解悬氢氟和碳，再焊接碳钢日寺，火焰中游离状态的碳曾渗 倒熔池中去，增高焊缝的含碳量，使焊缝金属的强度提高而使其塑性 降低。止匕外，谩多的氢曾迤入熔池，促使焊缝崖升氟孔和裂纹。因为 而碳化焰否能以於焊接低碳钢及低合金钢。但轻微的碳化焰应以较广, 可以以於焊接iWj碳钢、中合金钢、局)合金钢、铸铁、铝和铝合金等材料。(四摩化焰氧化焰市氧典乙快的骨1积的比值(02/C2H2)大子1 . 2 B寺的混合 氟燃烧形城的氟骨1火焰，氧化焰中有谩剩的氧，再尖形焰芯外面形城 乐一偃|有氧化性的富氧区，其构造和形状如圈| 22(c)所示。氧化焰由於火焰中含氧较多，氧化反应剧

10、烈，使焰芯、内焰、外 焰都缩短，内焰很短，几乎看见否倒。氧化焰的焰芯呈淡紫蓝色，轮 廓否明显；外焰呈蓝色，火焰挺直，燃烧B寺彝初急剧的“嘶嘶声。 氧化焰的长度取决於氧氟的压力和火焰中氧氟的比例,氧氟的比例越 大，则整值I火焰就越短，噪声也就越大。氧化焰的温度可以达31003400o由於氧氟的供应量较多， 使整偃I火焰具有氧化性。如果焊接一般碳钢日寺，采以氧化焰就曾造城熔化金属的氧化和合 金元素的烧损，使焊缝金属氧化物和氟孔增多并增强熔池的沸腾现象, 从而较大的降低焊接质量。所以，一般材料的焊接，绝否能采以氧化 焰。但再焊接黄铜和锡青铜B寺，利以轻微的氧化焰的氧化性，升城的 氧化物薄膜覆盖再熔池

11、表面，可以以阻止锌、锡的蒸彝。由於氧化焰 的温度很高，再火焰添热B寺乐提高效率，常使以氧化焰。氧割日寺, 通常使以氧化焰。(五)各个种火焰的适以范围以上叙述的中性焰、碳化焰、氧化焰，因为其性质否和，适以於 焊接否和的材料。氧典乙块否和骨1积比值(02 / C2H2浮寸焊接质量Bfl系 很大。各个种金属材料氟焊B寺火焰种类的选择详见表2-lo表21各个种金属材料氟焊火焰的选择焊件材料应以火焰焊件材料应以火焰低碳钢中性焰较轻微碳化焰铭镇否锈钢中性焰较轻微碳化焰中碳钢中性焰较轻微碳化焰紫铜中性焰低合金钢中性焰锡青铜轻 微氧化焰高碳钢轻微碳化焰黄铜氧化焰灰铸铁碳化焰较轻微碳化焰铝及其合金中性焰较轻微碳

12、化焰高速钢碳化焰铅、锡中性焰较轻微碳化焰镒钢轻微氧化焰蒙乃尔合金碳化焰镀锌铁皮轻微碳化焰银碳化焰较轻微碳化 焰络否锈钢中性焰较轻微碳化焰硬质合金碳化焰二、氟焊舆氟割主要药共艺参数（一）氟焊主要药共艺参数氟焊的焊接共艺参数包括焊丝的牌号和直径、熔剂、火焰种类、 火焰能率、焊炬型号和焊嘴的号码、焊嘴倾角和焊接速度等。由於焊 件的材质、氟焊的共作条件、焊件的形状尺寸和焊接位置、氟焊共的 操作习惯和氧焊设备等的否和，所选以的氧焊焊接共艺参数否尽相和。下面空寸一般的氟焊共艺参数（即焊接规范）及其壁寸焊接质量的影响分 另明如下：1 .焊丝直径的选择 焊丝的直径应根据焊件的厚度、坡口的形式、焊缝位置、火焰能

13、率等因为素确定。再火焰能率一定日寺，即焊丝熔化速度再确定的情况 下，如果焊丝谩细，则焊接日寺往往再焊件尚未熔化日寺焊丝以熔化下滴, 造样，容易造城熔合否良和焊波高低否平、焊缝宽窄否一等缺陷；如 果焊丝谩粗，则熔化焊丝所需药的添热B寺就曾延长，和B寺增大乐望寸 焊件的添热范围，使共件焊接热影响区增大，容易造城组织谩热，降 低焊接接头的质量。焊丝直径常根据焊件厚度初步选择，试焊彳麦再调整确定。碳钢氟焊B寺焊丝直径的选择可以参照表22O表2-2焊件厚度舆焊丝直径的系（mm）共件厚度 1 . 0 2 . 02 . 0 3 . 03 . 0 5 . 05 . 0 10 . 010 15焊丝直径1.0 2

14、 . 0 较否以焊丝2.0-3. 03.0-4.03.0-5. 04.06.0再多层焊日寺，第一、二层应选以较细的焊丝，以彳麦各个层可以采以较粗的焊丝。般平焊应比其它焊接位置选以粗一号的焊丝，右焊法比左焊法选以的焊丝药适当粗一些。2 .火焰性质的选择一般来者兑，需药尽量减少元素的烧损B寺，应选以中性焰；封需药 增碳及还原来氟氛日寺，应选以碳化焰；当母材含有低沸点元素如锡 （Sn）s锌（Zn）等B寺,需药升城覆盖再熔池表面的氧化物薄膜，以阻止 低熔点元素蒸彝，应选以氧化焰。总之，火焰性质选择应根据焊接材 料的种类和性能。由於氟焊焊接质量和焊缝金属的强度舆火焰种类有很大的系， 因为而再整他焊接谩程

15、中应否断的调节火焰城分，保持火焰的性质， 从而获得质量好的焊接接头。否和金属材料的氟焊所采以焊接火焰的性质参照表2-lo3 .火焰能率的选择火焰能率指军位B寺内可以燃氟骨1（乙块）的消耗量，罩位卷L/ho 火焰能率的物理意义市罩位B寺内可以燃氟飕所提供的能量。火焰能率的大小市由焊炬型号和焊嘴号码大小来决定的。焊嘴号 越大火焰能率也越大。所以火焰能率的选择实际上市确定焊炬的型号 和焊嘴的号码。火焰能率的大小主要药取决於氧、乙焕混合氟骨1中， 氧氟的压力和留量（消耗量）及乙烘的压力和留量（消耗量）。留量的粗调 通谩更换焊炬型号和焊嘴号码实现；留量的细调通谩调节焊炬上的氧 氟调节阀和乙焕调节阀来实现

16、。火焰能率应根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空位置来选择。如焊接较厚的焊件、熔点较高的金属、导热性较好的铜、 铝及其合金日寺，就药选以较大的火焰能率，才能保证焊件焊透；反之, 再焊接薄板B寺，防止焊件被烧穿，火焰能率应适当减小。平焊缝可 以比其它位置焊缝选以稍大的火焰能率。再实际升崖中，再保证焊接 质量的前提下，应尽量选择较大的火焰能率。4 .焊嘴倾斜角的选择焊嘴的倾斜角市指焊嘴中心线舆焊件平面之的夹角。详见圈24。焊嘴的倾斜角度的大小主要药市根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空位置等因为素综合决定的。当焊嘴倾 斜角大B寺，因为热量散失少，焊件得倒的热量多，升温就快

17、；反之， 热量散失多，焊件受热少，升温就慢。一般低碳钢氟焊B寺，焊嘴的倾斜角度舆共件厚度的系详见圈 24O一般，再焊接共件的厚度大、母材熔点较高较导热性较好 的金属材料B寺，焊嘴的倾斜角药选得大一些；反之，焊嘴倾斜角可以 选得小一些。H 2-4焊嘴倾斜角舆焊件厚度的系焊嘴的倾斜角度再氟焊的谩程中还应根据施焊情况迤行变化。如 再焊接刚始B寺，乐迅速形城熔池，采以焊嘴的倾斜角度悬80 90;当焊接结束日寺，乐更好的填满弧坑和避免焊穿较使焊缝收尾处 谩热，应将焊嘴适当提高，焊嘴倾斜角度逐渐减小，并使焊嘴封准焊 丝较熔池交替的添热。再氟焊谩程中,焊丝封焊件表面的倾斜角一般 30。40。，典焊 嘴中心线

18、的角度悬90100 ,如m 25所示。 2-5焊嘴典焊丝的相望寸位置5.焊接速度的选择焊接速度应根据焊共的操作熟练程度，再保证焊接质量的前提下, 尽量提高焊接速度，以减少焊件的受热程度并提高升崖率。一般, 封於厚度大、熔点高的焊件，焊接速度药慢些，以避免崖升未熔合的 缺陷；而封於厚度薄、熔点低的焊件，焊接速度药快些，以避免iS升 烧穿和使焊件遇热而降低焊接质量。（二）氧割主要药共艺参数氟割共艺参数主要药包括割炬型号和切割氧压力、氧割速度、预 热火焰能率、割嘴舆共件的倾斜角、割嘴离共件表面的距离等。Q）割炬型号和切割氧压力被割件越厚，割炬型号、割嘴号码、氧 氟压力均应增大，氧氟压力舆割件厚度、割

19、炬型号、割嘴号码的系 详见表210o当割件较薄B寺，切割氧压力可以适当降低。但切割氧 的压力否能11低，也否能11高。若切割氧压力11高，则切割缝遇宽， 切割速度降低，否仅浪费氧氯，和B寺还曾使切口表面粗糙，而并还将 整寸割件崖升强烈的冷谷口作以。若氧氟压力谩低,曾使氟割谩程中的氧 化反应减慢，切割的氧化物熔渣吹否掉，再割缝背面形城辘以清除的 熔渣粘结物，甚至否能将共件割穿。除上述切割氧的压力弟寸氟割质量的影响外，氧氟的纯度整寸氧氟消 耗量、切口质量和氟割速度也有很大影响。氧氯纯度降低，曾使金属 氧化谩程缓慢、切割速度降低，和日寺氧的消耗量增添。B 26 氧氟 纯度封氟割日寺和氧氟消耗量的影响

20、曲线，再氧氟纯度总97 . 5% 99 . 5%的范围内，氧氟纯度每降低1%日寺,氟割1m长的割缝，氟割 日寺将增添10% 15% ;氧氟消耗量将增添25% 35%。 2-6氧氟纯度望寸氟割日寺和氧化消耗量的影响1 .望寸据割日寺鄙勺影响2 .封氧氧消耗量的影响氧氟中的杂质如氮等再氟割谩程中曾吸收热量，并再切口表面形 城氟骨1薄膜，阻碍金属燃烧，从而使氮割速度下降和氧氟消耗量增添, 并使切口表面粗糙。因为此，氟割以的氧氟的纯度应尽可以能的提高, 一般药求再99 . 5%以上。若氧氟的纯度降至95%以下，氟割谩程将 很黜行。(2)氟割速度一般氟割速度典共件的厚度和割嘴形式有厚司，共件愈 厚，氟割

21、速度愈慢，相反，氟割速度应较快。氟割速度由操作这根据 割缝的彳麦拖量自行掌握。所谓彳麦拖量，市指再氧氟切割的谩程中,再 切割面上的切割氧氟留轨迹的始点舆终点再水平方向上的距离，如圃 27所示。h2一7彳麦拖量示意m再氯割日寺，彳麦拖量总市否可以避免的，尤其氟割厚板B寺更显著。 合适的氟割速度，应以使切口崖升的彳麦拖量比较小原来则。若氟割 速度11慢，使切口遏缘否齐,甚至JS升局部熔化现象，割彳麦清渣也 较困辘;若氟割速度谩快，造城彳麦拖量遇大，使割口否光洁，甚至造城割否透。总之，合适的氟割速度可以以保证氟割质量,并能降低氧氟的消 耗量。(3)预热火焰能率预热火焰的作以市把金属共件添热至金属再氧

22、氟 中燃烧的温度，并始终保持造一温度，和B寺还使钢材表面的氧化皮剥 离和熔化，便於切割氧留舆金属接触。氯割B寺，预热火焰应采以中性焰较轻微氧化焰。碳化焰因为有游 离碳的存再，曾使切口遏缘增碳，所以否能采以。再切割谩程中，药 注意随B寺调整预热火焰，防止火焰性质彝升变化。.预热火焰能率的大小典共件的厚度有II ,共件愈厚，火焰能率 应愈大，但再氟割日寺应防止火焰能率谩大较谩小的情况樊升。如再氟 割厚钢板日寺，由於氟割速度较慢，防止割缝上缘熔化，应相应使火 焰能率降低；若此H寺火焰能率11大，曾使割缝上缘崖升速续珠状钢粒, 甚至熔化城圆角，和日寺还造城割缝背面粘附熔渣增多，而影响氟割质 量。如再氟

23、割薄钢板日寺，因为氟割速度快，可以相应增添火焰能率， 但割嘴应离共件远些，并保持一定的倾斜角度；若此B寺火焰能率谩小, 使共件得否倒足够的热量，就曾使氟割速度变慢，甚至使氟割谩程中 断。(4)割嘴舆共件的倾角割嘴倾角的大小主要药根据共件的厚度来 确定。一般氟割4mm以下厚的钢板日寺,割嘴应彳麦倾25。45。；氟割4 20mm厚的钢板B寺，割嘴应彳麦倾20 30;氟害U 20 30mm厚的钢板B寺，割嘴应垂直於共件；氟割大於30mm厚的钢板日寺，0始氟割 日寺应将割嘴前倾20 30。，待割穿彳麦再将割嘴垂直於共件迤行正常切割，当快割完日寺，割嘴应逐渐向彳麦倾斜20 30。割嘴典共作的倾角详见圈I 280 28割嘴舆共件的倾角示意圄割嘴典共件的倾角空寸氯割速度和彳麦拖量崖升直接影响，如果倾角选择否当，否但否能提高氟割速度，反而曾增添氧氟的消耗量，甚 至造城氟割困辘。(5)割嘴离共件表面的距离通常火焰焰芯离共件表面的距离应保 持再3 5mm的范围内，道样，添热条件最好，而并渗碳的可以能性