江蘇盛行汽車科技發(fā)展有限公司 壯 強(qiáng)，戴前玉

課程導(dǎo)入

車身組件多由鋼板或型鋼構(gòu)成，常用的焊接方法有二氧化碳保護(hù)焊、氣焊、手工電弧焊等。焊接具有節(jié)省鋼材、操作簡(jiǎn)單、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)。氣焊至今已有百余年的歷史，最初的氣焊是使用氫氣和氧氣混合的氣體，由于其燃燒火焰的溫度只能達(dá)到2 000 ℃，所以當(dāng)時(shí)的應(yīng)用存在一定的局限性。到1895年人們發(fā)明了電爐制造電石技術(shù)，發(fā)現(xiàn)乙炔和氧氣燃燒火焰的溫度可達(dá)3 200 ℃，經(jīng)過不斷改進(jìn)，氧乙炔焊于1903年才用于金屬的焊接。本文以氣焊為例，細(xì)述氣焊的相關(guān)知識(shí)、操作要領(lǐng)和安全操作規(guī)程。

學(xué)習(xí)任務(wù)

※了解氣焊的基本概念和原理

※熟悉氣焊的主要設(shè)備

※掌握氣焊的基本操作

※熟悉氣焊安全操作技術(shù)

※了解焊炬作用和分類

※掌握減壓閥工作原理和種類

1 氣焊的原理

氣焊是指利用可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w通過焊炬按一定的比例混合，獲得所要求的火焰性質(zhì)的火焰作為熱源，將焊件的焊接金屬加熱到熔化狀態(tài)形成熔池，不斷熔化焊絲并向熔池中填充，被熔化的金屬和填充金屬冷卻后形成焊縫，使其形成牢固的焊接接頭。目前應(yīng)用最普通的是氧乙炔焊和氧氣焊。

2 氣焊的特點(diǎn)

（1）火焰對(duì)熔池的壓力及對(duì)焊件的熱輸入量調(diào)節(jié)方便，故熔池溫度、焊縫形狀和尺寸、焊縫背面成形等容易控制。

（2）設(shè)備簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，操作易掌握，但設(shè)備占用生產(chǎn)面積較大。

（3）焊炬尺寸小，使用靈活。由于氣焊熱源溫度較低，加熱緩慢，生產(chǎn)效率低，熱量分散，熱影響區(qū)大，焊件有較大的變形，焊接質(zhì)量不高。

（4）氣焊適于各種位置的焊接。一般用于3 mm以下的低碳鋼、高碳鋼薄板、鑄鐵焊補(bǔ)及銅、鋁等有色金屬的焊接。

（5）在船上沒有電或電力不足的情況下，氣焊則能發(fā)揮更大的作用，常用氣焊火焰對(duì)工件、刀具進(jìn)行淬火處理，對(duì)紫銅皮進(jìn)行回火處理，并矯直技術(shù)材料和凈化工件表面等。

（6）由微型氧氣瓶和微型熔解乙炔氣瓶組成的手提式或肩背式氣焊氣割裝置，在曠野、山頂、高空作業(yè)中應(yīng)用非常方便。

3 氣焊焊接材料

（1）焊絲。在氣焊的焊接過程中，正確選擇焊絲非常重要，因?yàn)楹缚p金屬的化學(xué)成分和質(zhì)量在很大程度上取決于焊絲的化學(xué)成分。一般來(lái)說，焊接黑色金屬和有色金屬所用焊絲的化學(xué)成分基本上與被焊金屬化學(xué)成分相同，有時(shí)為了使焊縫有較好的質(zhì)量，在焊絲中也加入其他元素，一般對(duì)氣焊絲的要求有：焊絲的化學(xué)成分應(yīng)基本與焊件母材的化學(xué)成分相匹配，焊縫有足夠的力學(xué)性能和其他性能；焊絲的熔點(diǎn)應(yīng)等于或略低于被焊金屬的熔點(diǎn)；焊絲應(yīng)能保證必要的焊接質(zhì)量，如不產(chǎn)生氣孔、缺陷；焊絲熔化時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，不應(yīng)有強(qiáng)烈的飛濺或蒸發(fā)，焊絲表面應(yīng)潔凈，無(wú)油脂、銹蝕和油漆等污物。

常見的焊絲種類有：碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲、合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲、不銹鋼焊絲、銅及銅合金焊絲、鋁及鋁合金焊絲。

在對(duì)鑄鐵件進(jìn)行氣焊時(shí)，由于鑄鐵件中含有較多的碳元素和硅元素，這兩種元素在焊接過程中易燒損，故在鑄鐵件的氣焊絲內(nèi)碳元素和硅元素的含量應(yīng)適當(dāng)增加。

（2）焊絲熔劑。在氣焊過程中，被加熱后的熔化金屬極易生成氧化物，使焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。為了防止金屬的氧化并消除已經(jīng)形成的氧化物，在焊接有色金屬、鑄鐵和不銹鋼等材料時(shí)，必須采用氣焊熔劑。

氣焊熔劑在焊接過程中是直接加入到熔池內(nèi)或抹在焊絲上的，在高溫的作用下，氣焊熔劑熔化，與熔池內(nèi)的金屬氧化物、非金屬夾雜物相互作用形成熔渣，浮在焊接熔池表面，覆蓋著熔化的焊縫金屬，從而可以防止熔池金屬的氧化，并改善焊縫金屬的性能。在氣焊的焊接過程中，也可以把需要滲入的合金元素粉末混合在焊絲熔劑中加入熔池，達(dá)到過渡合金元素的目的。焊絲熔劑按所起的作用不同，可分為化學(xué)反應(yīng)熔劑和物理溶解熔劑兩大類，由于不同的金屬在焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同性質(zhì)的氧化物必須選擇相應(yīng)的熔劑。

焊絲熔劑的特點(diǎn)有：具有很強(qiáng)的反應(yīng)能力，能迅速溶解某些氧化物和某些高熔點(diǎn)的化合物，生成低熔點(diǎn)和易揮發(fā)的化合物；熔化后應(yīng)粘度小，流動(dòng)性好，形成熔渣的熔點(diǎn)和密度應(yīng)比母材和焊絲低，熔渣在焊接過程中浮于熔池表面，而不停留在焊縫金屬中；熔化的焊絲熔劑在焊接過程中，不應(yīng)析出有毒氣體，不應(yīng)對(duì)焊接接頭有腐蝕等副作用。

4 氣焊的設(shè)備

氣焊的設(shè)備主要有：氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶、減壓閥、焊炬及輔助工具等。

（1）氧氣瓶。氧氣瓶是儲(chǔ)存和運(yùn)輸高壓氧氣的容器。瓶體漆成天藍(lán)色，并印有“氧氣”黑色字樣。氧氣瓶容量一般為40 L，額定工作壓力為15 mPa。必須正確地保管和使用氧氣瓶，禁止將氧氣瓶、乙炔瓶及其他可燃?xì)馄颗c易燃易爆物品放在一起，否則會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。在焊接的操作中氧氣瓶距離乙炔發(fā)生器、明火或熱源的距離應(yīng)大于5 mm。

（2）氧氣瓶閥。使用氧氣時(shí)，將手輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，是開啟氧氣閥門。旋轉(zhuǎn)手輪時(shí)，閥桿也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過開關(guān)使活門一起轉(zhuǎn)動(dòng)，造成活門向上或向下移動(dòng)?；铋T向上移動(dòng)，氣門開啟，瓶?jī)?nèi)的氧氣從出氣口噴出?；铋T向下壓緊時(shí)，由于活門內(nèi)嵌有用尼龍材料制成的氣門墊，因此可以使活門密閉。

（2）乙炔瓶。乙炔氣瓶是儲(chǔ)存和運(yùn)輸乙炔氣的壓力容器，其外形與氧氣瓶相似，但比氧氣瓶略短，瓶體是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼軋制而成的圓柱形無(wú)縫瓶體，瓶體表面涂白漆，并印有“乙炔氣瓶”“不可近火”等紅色字樣。

因乙炔不能用高壓壓入瓶?jī)?nèi)貯存，所以乙炔瓶的內(nèi)部構(gòu)造較氧氣瓶要復(fù)雜得多。乙炔瓶?jī)?nèi)裝有浸滿著丙酮的多孔性填料，能使乙炔穩(wěn)定而安全的儲(chǔ)存在瓶?jī)?nèi)。在使用乙炔的過程中，溶解在丙酮內(nèi)的乙炔分解出來(lái)，通過乙炔瓶瓶閥流出，而丙酮仍留在瓶?jī)?nèi)。乙炔瓶閥下面的填料中心部分的長(zhǎng)孔內(nèi)放置了石棉，其作用是幫助乙炔從多孔填料中分解出來(lái)。乙炔瓶的容量一般為40 L，能溶解6 kg～7 kg乙炔。使用乙炔時(shí)應(yīng)控制排放量，否則乙炔會(huì)連同丙酮一起噴出，造成危險(xiǎn)。

（3）液化石油氣瓶。液化石油氣瓶是用來(lái)儲(chǔ)存液化石油氣的專用容器，其殼體采用氣瓶專用焊接鋼焊接而成。液化石油氣瓶的質(zhì)量一般有：15 kg、20 kg、30 kg和50 kg，工業(yè)上一般采用30 kg的液化石油氣瓶。液化石油氣瓶的最大工作壓力為1.6 mPa。該種氣瓶氣瓶外表涂銀灰色，并標(biāo)有“液化石油氣”紅色字樣。

（收稿日期：2019-07-08）