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1、焊工培训教材 焊接技术培训教材冷拔车间主编： 张富元焊接技术培训教材 金属结构的联结方法可分成两大类：一类是机械联结，是可拆卸的，也叫非永久性联结，如螺栓联结、键联结等。另一类是永久性联结，其拆卸只能在毁坏零件后才能实现，如铆接、焊接等。焊接是利用两个物体原子间产生的结合作用来实现的，联结后不能再拆卸。焊接是目前应用极为广泛的永久性联结方法之一。第一章 焊接方法及设备 焊接是指通过加热或加压，或两者并用，使用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。按照焊接过程的特点，焊接分为熔焊、压焊、和钎焊三大类，每一类依据工艺特点又分为若干不同方法。 药皮焊条电弧焊 1 埋弧焊 氩弧焊 2 电弧焊气体保

2、护电弧焊 3 药皮焊丝电弧焊 CO2气体保护焊 4 熔焊 电渣焊 等离子弧焊 5 电子束焊 6 激光焊 氧乙炔焰焊 7 气焊氢氧焰焊 8 铝热焊 空气乙炔焰焊 9 锻焊 10 摩擦焊 11 焊接 冷压焊 点焊 12 电阻焊缝焊 13 压焊高频焊 对焊 14 爆炸焊 15 超声波焊 火焰钎焊 16/18 扩散焊 烙铁钎焊 17/19 感应钎焊 20 钎焊电阻钎焊 21 盐浴钎焊 22 炉中钎焊 23 真空钎焊 241、熔焊：是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。按照热源形式不同，熔焊基本方法分为：电弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、气焊及铝热焊等若干种。1.1、电弧焊： 是指利用电弧作热源

3、的熔焊方法，简称弧焊。电弧焊有许多方法，包括手弧焊、埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊等基本焊接方法。第一节 手弧焊设备 手弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。1、手弧焊机 ： 手弧焊机可分四类：弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器和弧焊逆变器。除弧焊变压器属交流电源之外，其它三类均是直流电源。 弧焊变压器通过增大主回路电感量而获得下降特性。根据可调感抗的方式，弧焊变压器可分为串联电抗器式和增强漏磁式弧焊变压器两类。增强漏磁式弧焊变压器又分为动圈式、动铁芯式和抽头式。目前已较少采用串联电抗器式的弧焊变压器作为手弧焊电源，而大多作为埋弧焊电源。手弧焊弧焊变压器的技术数据

4、（见表）。直流弧焊发电机国家已明文规定淘汰，现在只有野外作业还使用内燃机驱动的弧焊发电机。 弧焊整流器是将交流电通过变压、整流滤波变为直流电的弧焊电源。手弧焊常用的弧焊整流器有动铁芯（或动圈式）、抽头式、晶闸管式和磁放大器式等。 弧焊逆变器是弧焊电源的新发展，它利用逆变技术研制的一种具有发展前景的弧焊电源。弧焊逆变器的特点是：体积小、质量轻；高效节能；焊接工艺性能好。 手工弧焊变压器的技术数据 频率：50HZ结构形式动线圈式动铁芯式抽头式型号BX3-120BX3-300BX3-500BX3-1-400BX3-1-500BX1-300BX1-400BX1-500BX6-120额定焊接电流/A12

5、0300500400500300400500120初级电压/V380380220/380220/380220/380220/380380220/380380次级空载电压80/7075/6070608880888078777750额定工作电压25223540202022.5322436243625额定初级电流24.1554148/85.593.411983142/826焊接电流调节范围 25 60 60 16040 150120 38060 200180 65560 180175 50050 200200 60062.5 300100 480100 50045 160额定载荷持续率 /%6060

6、60606040604020额定输入容量 / KV ?A 920.532.535.6452531.439.56效率 /%7782.5877084.586质量 /Kg9319016722522511614414420功率因数cos0.530.520.550.520.75直流弧焊电源的技术指标比较技术指标弧焊发电机AX7-400硅整流焊机ZXG1-400磁放大器式整流焊机ZXG-400晶闸管整流焊机ZX5-400弧焊逆变器ZX7-400S额定输出电流/A额定负载持续率/%额定输入容量/ KV?A 输入电压/V空载电压/V效率/%功率因数cos质量/Kg4006020338060 90530.937

7、04006027.7338071.576.50.682384006034.9338080750.553104006021338063740.752204006021.333807080850.984575外形尺寸/mm长宽高95059089068557010756904909525944951000540355470 手弧焊要求焊机具有陡降的外特性，且空载电压不能过高，一般空载电压的有效值应在80V以下。选用焊机时，可根据焊接产品所需的焊接电流范围和实际负载持续率来选择焊接容量，即焊机的额定电流。还可根据焊条涂层（药皮）类型选择焊机种类：低氢钠型焊条必须选用直流弧焊机，以保证电弧稳定燃烧；酸性

8、焊条虽然交直流均可使用，但一般选用结构简单且价格较低的交流弧焊机。2、焊条 焊条由焊芯和涂层（药皮）组成。手弧焊时，焊芯采用焊接专用的金属丝（焊丝），它既是电极又是填充金属。涂层是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。 焊条按其熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条两大类。熔渣以酸性氧化物为主的焊条称为酸性焊条。熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条称为碱性焊条。在碳钢焊条和低合金钢焊条中，低氢型焊条是碱性焊条（焊条牌号的最后一位数是药皮牌号：6是低氢钾型，可交直流两用，（交流焊时空载电压要大于70V）；7是低氢钠型，用直流反接法；其它涂料类型的焊条均属酸性

9、焊条，如J422、J502等是钛钙型药皮，交直流两用。 焊条有型号和牌号的编号方法，两者名称不一，其表示意义如下：1）、 焊条型号编号方法： E表示焊条，前两位数字表示熔敷金属的抗拉强度最小值（单位Kg/mm），对应计算钢材强度时，需换算成MPa；第3位数字表示焊接位置：0和1表示可以全位置焊接，2表示焊条适用于平焊和平角焊，4表示向下立焊；第3位和第4位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。第4位数字后附加“R”表示耐吸潮焊条，附加“M”表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条。例1：E4315，表示低氢钠型焊条，适用于全位置焊接，电流种类为直流反接，熔敷金属抗拉强度420MPa 43Kg/mm

10、2 。例2：E4316，表示低氢钾型焊条，适用于全位置焊接，电流种类为交流或直流反接，熔敷金属抗拉强度420MPa 43Kg/mm2 。E4328表示铁粉低氢型焊条，适用于平焊、平角焊，电流种类为交流或直流反接。 2）、 焊条牌号介绍： 、结构钢焊条：牌号前加“J”（或“结”字），表示结构钢焊条，随后的两位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级，牌号的第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类；在牌号后加的字母注明增加的主要元素符号或用途的拼音字母。例如：J422表示结构钢焊条，焊缝抗拉强度420MPa，钛钙型药皮，交直流两用。、钼和铬钼耐热钢焊条，在牌号前加“R”或“热”，牌号的第一位数字表示熔敷金属主

11、要化学成分组成等级，第二位数字表示在组成成分中的不同牌号，第三位表示药皮类型和焊接电源种类。、低温焊条前加“W”或“温”。、不锈钢焊条牌号前加“G”或“铬”表示铬不锈钢焊条，如G202表示含铬13%的铬不锈钢焊条；加“A”或“奥”表示奥氏体不锈钢焊条，如A102是含Cr约12%，含Ni约10%的交直流两用不锈钢焊条。、堆焊焊条加“D”或“堆”，后面两位数表示堆焊焊条的用途或热敷金属成分类型。、铸铁焊条：例如Z308，是石墨型药皮的纯镍铸铁焊条，交直流两用。、有色金属焊条：Ni1表示纯镍焊条，T1表示纯铜焊条，L1表示纯铝焊条。 3、电弧辐射的防护 焊接电弧可产生3000C以上高温，电弧辐射主要

12、产生可见光、红外线和紫外线三种射线。其中紫外线能强烈地刺激和损害眼睛、皮肤。只要受到短时间的照射，也可能引起眼睛发炎（俗称“电光性眼炎”）。皮肤受到紫外线照射,先是奇痒、发红、疼痛,以后发黑、脱皮。电弧辐射的防护 1）、在作业区严禁直视电弧。操作者与辅助工都要有防护措施，应配带有专用滤色玻璃（电焊护目镜片），要穿着焊工护目镜编号颜色深浅用 途 11 12最暗的供电流大于350安培的焊接用 9 10中等的供电流在100 350安培的焊接用 7 8最浅的供电流小于100安培的焊接用专用工作服和鞋，工作场地应用围屏或挡板与周围隔开，当周围有其他人员时，焊工有责任提请他们防护。4、焊接工艺 手弧焊常用

13、的基本的接头形式有：对接、搭接、角接和T形接。坡口是根据设计或工艺需要，将工件的待焊部加工成一定几何形状经装配后构成的沟槽。 焊缝符号： 焊缝是机械产品中常见的一种结构，在技术图样中通常表明焊缝的坡口形式、尺寸、焊缝长度、段数等内容。焊缝符号表示法一般由基准线（两条平行的细实线和虚线，代表钢板的两个面，如果两面都焊，也可不画虚线），箭头线（细实线）和基本符号组成，必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。焊缝的基本符号第二节 手弧焊基本操作技术引弧引弧有划擦法和碰击法两种：划擦法引弧与划火柴动作相似，让焊条端部在焊件表面轻轻擦过，而引起电弧。碰击法是将焊条垂直地接触焊件表面，当形成短路

14、后，立即将焊条提起，产生电弧。划擦法引弧较容易掌握，但是使用不当时会擦伤焊件表面。为了减少焊件表面损伤，应在坡口内划擦，划擦长度以2025毫米为宜。碰击法的动作太慢时，会发生焊条粘在工件上。当发生粘焊条时，应迅速左右摆动焊条，使与焊件脱离，如不能脱离，应立即使焊钳脱离焊条，切断电流，以免短路过久而损坏焊机。在引弧时，钢板比较凉，焊条药皮还没有充分发挥作用，会使起点处焊缝较高而熔深浅，并易产生气孔，所以通常在焊缝起点后面10毫米处引弧，引燃电弧后拉长电弧，迅速移至焊缝起点进行预热，预热后再将电弧压短（酸性焊条的弧长约等于焊条直径，碱性焊条为焊条直径的一半左右）进行正常焊接。运条 一 、基本动作：

15、电弧引燃后，焊条要有三个基本动作才能使焊缝良好成型。这三个运动是：向熔池送进；沿焊接方向移动；作横向摆动。 1、焊条向熔池作逐渐送进，主要是用来维持所要求的电弧长度。 2、焊条沿焊接方向移动用以形成焊缝。如移动速度过快，则焊缝熔深就浅，易造成未焊透或未熔合；如移动过慢，会使焊缝过高，工件过热，变形增大或烧穿。 3、焊条的横向摆动，不仅可以使焊缝的宽度达到要求，而且还可以用来控制电弧对工件各部位的加热程度，以获得合乎要求的焊缝成型，同时还有利于熔池中熔渣和气体的浮出。 二 、运条方法 在实际生产中，焊工常用的有锯齿形和月牙形，焊条末端作锯齿形或月牙形连续摆动，并在焊缝两侧稍停片刻，以防止咬边。这

16、种方法多用于较厚钢板的平焊、立焊、仰焊的对接焊缝和立焊的角接焊缝。环形运条法多用于平、仰位置的角焊缝和横焊的对接焊缝。8字形运条法常用于多层焊的最后覆盖层。斜锯齿形多用于横焊缝的对接焊缝。三角形法多用于立焊的角焊缝。此外，在焊多层焊的底层缝时，还常采用直线往返形运条法。 三 、焊缝的连接与收尾焊缝连接的型式有四种：相背接头、相向接头、分段退焊接头和中间接头。相背接头： 要求在焊前段焊缝时起头处要略低些，而在焊后段焊缝时，应在前段焊缝起头处略前引弧，再拉至前段起头处进行焊接。相向接头： 后焊焊缝焊到前段焊缝的结尾处时，焊接速度应略慢些，以填满前段焊缝的弧坑，然后以较快的焊接速度再略向前焊一些再熄

17、弧。分段退焊接头 同样要求前段焊缝起点处略低些，接头方法与上一种基本相同。中间接头 接头方法是在弧坑稍前处（约10毫米）引弧，然后将电弧移到原弧坑的三分之二处，填满弧坑后再向前焊接。在接头时换焊条的动作要快，在弧坑尚未冷却时进行接头，可以使连接处外形美观。 当焊缝焊完时，应有一个收尾动作。一般收尾动作有以下几种：画圈收尾法 电弧在焊缝收尾处作圆周运动，直到填满弧坑时再拉断电弧。此法适用于厚板焊接，对于薄板则有烧穿的危险。反复断弧收尾法 在焊缝收尾处，在弧坑上反复熄弧、引弧数次，直到填满弧坑。此法适用于薄板和大电流焊接。但用碱性焊条时不宜采用，否则容易产生气孔。回焊收尾法 电弧在焊缝收尾处停住，

18、同时改变焊条角度回焊一小段，然后慢慢拉断电弧。此法适用于碱性焊条。第三节 手工电弧焊工艺焊接规范的选择手弧焊时，焊接规范是指焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和层数。焊接规范对于焊接生产率和焊接质量有很大的影响，因此必须正确选择。 一 、焊条直径的选择 焊条直径的选择主要取决于被焊工件的厚度。另外还应考虑接头形式、焊缝位置、焊接层次等。厚度愈大，要求焊缝尺寸也愈大，应选择直径较大的焊条。焊接平焊缝用的焊条直径应比焊接其他位置大一些，立焊、横焊、仰焊时焊条一般不超过4毫米，以免由于熔池过大，使熔化金属下淌。在厚板多层焊时，为了防止根部焊不透，第一层焊缝应采用直径较小的焊条，以后各层可适当选用

19、较大直径焊条。焊条直径的选择工件厚度 毫米 1.5234781213焊条直径 毫米 1.61.622.53.23.244545.8 二 、焊接电流的选择焊接电流的选择主要取决于焊条直径。同时还考虑工件厚度、接头形式、焊缝位置、焊条性质等。焊接电流与焊条直径的关系，可根据下面经验公式选择：I 3050 d； d为焊条直径 ，平焊时，可以选择较大的电流进行焊接，经验公式取上限；立焊的电流相应要比平焊的电流减少15%左右，仰焊要比平焊减少10%左右。一般在使用碱性焊条时，焊接电流要比酸性焊条小一些。在实际工作中，可从以下几个方面来判断电流选得是否合适：看飞溅 电流过大，电弧吹力大，可看到有大颗粒的铁

20、水向熔池外飞溅，焊接时爆裂声大。电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分离。看焊缝成形 电流过大时，熔深大，焊缝低，两边易产生咬边。电流过小时，焊缝窄而高，且两侧与母材熔合不好。看焊条情况 电流过大时，焊条烧了大半根后，所剩部分会发红。电流过小时，电弧不稳，焊条易粘在工件上。 三 、电弧电压和焊接速度的掌握手弧焊时，电弧电压和焊接速度是由焊工根据具体情况灵活掌握，其原则：一是保证焊缝具有所要求的尺寸和外形；二是在保证焊缝质量的前提下，提高焊接生产率。电弧电压主要决定于弧长，一般要求弧长不超过焊条直径，相应的电弧电压在1625伏之间。电弧过长，易飘荡，飞溅增加，易产生气孔、咬边、焊不透等缺陷。各

21、种位置焊缝的焊接技术不同位置焊缝的施焊难易程度是不一样的，故焊接操作技术和焊接规范也有不同，如下： 一 、平焊 平焊时，熔滴主要靠自重过渡。操作比较容易。允许用较粗的焊条和较大电流，生产率高。因此应尽量设法使焊缝处于平焊位置。1、对接平焊 钢板厚度小于6毫米时，一般不开坡口。可采用单面焊或双面焊，双面焊时要求正面焊缝熔深达到焊件厚度的2/3，焊后将工件翻过来铲除清根，进行封底的焊接。对于不重要的焊件，焊封底焊缝时可不必清根。 焊接时焊条应对准焊缝的间隙，焊条角度与焊接方向的夹角约6580。 焊接正面焊缝时运条速度应慢些，以获得较大的熔深和宽度。焊封底焊缝时速度稍快些，以获得较小的宽度。 开坡口

22、的对接平焊，可采用多层焊或多层多道焊，底层焊缝应选用直径较小的焊条，坡口间隙较小时可采用直线运条，坡口间隙较大时则采用直线往复运条，可避免烧穿；以后各层可选用较大直径的焊条，均可采用月牙形和锯齿形运条法。焊条摆动时应在坡口两边稍作停留，以防产生熔合不良和夹渣等缺陷；为了保证质量，焊道与焊道之间要有一定的重叠。层与层之间的焊缝接头也应相互错开。角接平焊平角焊时，由于立板熔化铁水往下流，易形成咬边、下垂等缺陷，操作时应灵活掌握焊条的角度。如在焊接两块厚度不同的钢板时电弧要偏向厚板的一边，使两板受热均匀。一般焊角尺寸不大于6毫米时，可采用单层焊；当焊角尺寸大于7毫米可采用多层焊及多道焊。为了避免咬边

23、和焊角不均，可将工件转成“船型”位置进行焊接。、立焊立焊时由于熔化金属受重力的作用容易下淌，使焊缝成形困难。需采取如下措施：一般采用小直径的焊条 4毫米以下 和较小的电流 比平焊小1015% 。采用短弧焊，利用电弧吹力托住铁水，同时短弧也有利于焊条熔化金属向熔池过渡。采用合适的操作方法。普通焊法采用由下向上的立焊,焊条角度与钢板夹角为6080 常用的运条法有跳弧法和灭弧法。跳弧法就是当熔滴脱离焊条末端，过渡到熔池后，将电弧向上提起，让熔化金属迅速凝固，随后将提起的电弧拉回熔池，使熔滴过渡到熔池后，再提起电弧。如此不断地重复，就能由下而上形成焊缝。灭弧法就是当熔滴从焊条末端过渡到熔池后，立即将电

24、弧熄灭，使熔化金属有瞬时凝固的机会，随后重新在弧坑引燃电弧，这样交错地进行，一般灭弧法在收尾时应用较多。对于开坡口的对接立焊，一般采用多层焊，第一层可采用上下摆焊的运条法，选用较小直径的焊条，施焊时，在熔池的上端，要熔穿一个小孔以保证焊透。以后各层可采用横向摆动来加宽焊缝。、横焊横焊时，熔化金属在重力作用下易下流，使焊缝上边出现咬边，下边出现焊瘤和未焊透等缺陷。因此，应采用短弧，较小直径的焊条和较小的焊接电流及适当的运条法。板厚为35毫米时一般不开坡口，焊接时宜采用3.2或4毫米直径的焊条，焊条角度与钢板及焊接方向约7580。当工件较薄时，可采用直线往返运条法，以借焊条向前移动的机会使熔池得到

25、冷却，防止烧穿和下流。当焊件较厚时，可采用直线型或小斜环形运条法，以获得合适的熔深。焊接速度应稍快些，以避免咬边和焊瘤。封底焊时可用3.2毫米直径的焊条，电流可稍大些，采用直线型运条法。开坡口的对接横焊，其下板不开坡口或坡口角度要小于上板，这样有利于焊缝成形。、仰焊在仰焊时，由于重力的影响，焊条熔滴过渡和焊缝成形都很困难。仰焊时，必须保持最短的电弧长度，以使熔滴在很短的时间内过渡到让熔池中，为了减小熔池面积，使焊缝容易成形，焊条直径和焊接电流的选择要比平焊时小些。当焊件厚度为4毫米左右时，可不开坡口对接，一般选用直径3.2毫米的电焊条，焊条角度与焊接方向约7080。当焊件厚度大于5毫米的仰对接

26、焊时，一般都开坡口。开坡口的对接仰焊缝可采用多层或多层多道焊。 手工电弧焊的安全操作技术 1、焊机必须有良好的绝缘和可靠的保护接零或保护接地装置，其裸露的带电部分应有安全防护罩。 2、焊机的电源线必须有足够的导电截面积和良好绝缘，电源线不宜过长，一般不应超过3米。如确需较长，则应架空2.5米高以上。铁壳开关的外壳和焊机的接地线，要有足够的截面积，并联接牢固。 3、焊机接地回线应采用焊接电缆线，且接地回线应尽量短。软线绝缘应良好，焊钳绝缘部分应完好。 4、操作行灯电压应采用36伏以下的电源。 5、在狭小舱室或容器内焊接时，应加强绝缘措施。采用有效通风，以防有害气体和烟尘对人体的侵害。作业时舱室（

27、容器）外应有人监护。 6、焊接作业处应离易燃易爆物10米以外。严禁在有压力的容器、管道上进行焊接作业。 7、在人多的场所焊接，应放置遮光挡板，以免他人受弧光伤害。 8、雨天禁止露天作业。 9、合理使用劳动保护用品，扣好各种纽扣。上装不应束在裤腰里。 10、清理焊渣应戴防护眼镜。 11、登高作业时，脚手架应牢靠，带好合格的安全带，扎在结实可靠的地方，作业点下面不得有其他人员。作业过程中，禁止乱抛焊条头等物，下面不得放置任何易燃易爆物。 12、工作结束后，应将焊钳放在与线路隔绝的地方并卷好电缆线，及时切断电源，检查周围场地。 二、焊机的使用和保养1、焊机的使用：正确的使用焊机可以延长焊机的使用寿命

28、，保证生产的正常进行。 1 、应按照焊机的额定焊接电流和负载持续率来使用，不要使焊机过载而损坏。 2 、焊机不允许长时间短路，特别注意在非焊接时间内不要使焊钳与焊件接触造成短路。 3 、调节电流和极性时，应在空载时进行。 4 、焊机的外壳应接地，接地线截面积应不小于6平方毫米。 5 、使用焊机前，应检查接线柱上的螺母是否拧紧，检查保险丝是否完好，调节机构是否良好，开动焊机时发觉有异常声音应立即停机检查。2、焊机的保养： 合理的保养焊机能保持焊机的工作性能稳定性和延长使用期限。 1 、焊机应放置在干燥通风处，经常保持焊机整洁，特别要防止杂物落入焊机运转部分。露天使用时应用帆布罩盖好，防止灰尘和雨

29、水侵入。 2 、焊机放置要保持平稳，移动时，应避免强烈振动，工作完毕或临时离开现场时，必须及时切断焊机的电源。焊机应定期检修。 3 、应经常给调节电流机构加润滑油。在调节电流时，应注意调节机构的上限和下限，不能过分强行调节，否则会损坏电流调节机构。 4 、应经常检查焊接电缆和接线板是否损坏，并及时修理好。交流电焊机常见故障及消除方法故障现象可 能 原 因消 除 方 法焊机变压器过热变压器过载变压器绕组短路减少电流使用消除短路处导线接线处过热接线处接触电阻过大或接线处螺丝太松将导线松开，用砂纸或小刀将接触导电处清理出金属光泽，然后旋紧螺丝可动铁芯在焊接时发生嗡嗡响声可动铁芯的制动螺丝或弹簧太松旋

30、转制动螺丝，调正弹簧，旋架螺丝焊接电流不稳定动铁芯在焊接时位置不稳定将动铁芯调节手柄固定或将动铁芯固定焊接电流过小焊接导线太长、电阻大焊接导线盘成盘形、电感大电缆线与工件接触不良减少导线长度或加大线径将导线放开，不使成盘形使接头处接触良好焊机输出电流反常（过大或过小）电路中起感抗作用的线圈绝缘损坏，引起电流过大铁芯磁回路中由于绝缘损坏产生涡流，引起电流变小检查电路或载磁路中的绝缘情况，排除故障第二章 气焊与气割工艺 气焊与气割是利用可燃气体燃烧时所放出的热量来焊接和气割金属的一种气体火焰加工方法。气体火焰是由可燃气体和助燃气体混合燃烧而形成，火焰中最高温度一般可达20003000。 气焊是一种

31、较早的焊接方法，至今已有上百年的历史。由于其具有加热均匀和缓慢的特点，在焊接较薄的工件和熔点较低的金属时被广泛地应用。同时，气体火焰长度可以随意调整，焊丝和火焰又是各自独立的，故广泛用于预热、缓冷和火焰矫正等方面。气割具有设备简单、灵活方便、切割厚度大，目前在各个工业部门中是一种不可缺少的加工方法。第一节 气焊、气割用的气体气焊、气割所用的气体分为两类，即助燃气体和可燃气体。助燃气体本身不能燃烧，但可以帮助其它气体燃烧的气体，被称之为助燃气体。助燃气体采用氧气。氧气的物理、化学性质氧气是一种在常温常压下无色无味的气体，其分子式为O2。空气中有1/5的容积是游离状态的氧，在水中约有8/9的容积是

32、化合状态的氧。在标准状态下 一个气压、0时 1米3氧气重1.43公斤，比空气稍重，氧气的液化温度为-182.96，液态氧呈浅蓝色。 氧气本身不能燃烧，但它是一种极为活泼的助燃气体，能与很多元素化合，生成氧化物。气焊、气割正是利用可燃气体和氧燃烧所放出的热量作为热源的，而氧化反应又随着压力增高和温度升高而增加。因此，高压氧严禁与油脂和易燃物质接触，以避免由于激烈的氧化而导致易燃物质自燃，产生爆炸事故。氧气的制取 制取氧气的方法很多，一般工业上采用液化空气分离法。空气中主要成分是氧和氮，各占21%和75% 按体积计算 ，而液态氧和液态氮的沸点是不同的，分别为-182.96和-195.8。液化空气分

33、离法就是利用这个原理，先将空气压缩，冷却而液化，然后再加热液化空气，当温度升高到-195.8时，氮首先气化而逸出，而氧则必须继续升温到-182.93时才开始气化。这样氧和氮就分离了，然后再经压缩机将氧气压缩到120150大气压，装入氧气瓶。 3、对氧气纯度的要求 焊接和气割时所用的工业氧气分为二级：一级氧气的纯度不低于99.2%，二级纯度不低于98.5%。氧气纯度对气焊、气割的质量和效率有直接影响。对于质量要求高的气焊、气割件，应采用一级纯度氧气。 二、可燃气体 能够燃烧、并在燃烧过程中放出大量热能的气体，称之为可燃气体。可燃气体的种类很多，常用的有：乙炔、氢、液化石油气，煤气和沼气等。目前普

34、遍用的是乙炔气和液化石油气。 一 、乙炔 1 、乙炔的性质乙炔是碳氢化合物，分子式为C2H2；在常温常压下是无色气体。工业用乙炔因为含有硫化氢H2S及磷化氢H2P等杂质，都具有刺鼻的臭味。在标准状态下1米3乙炔重1.17公斤，比空气轻。乙炔是易燃、易爆物质，它与空气混合燃烧时火焰温度可达2350，而与氧气混合燃烧时火焰温度可达3150。当乙炔温度超过200300时，乙炔分子排列紧密，而形成较复杂的化合物，这种聚合反应放出热量使气体温度迅速上升，气温达到一定值时引起爆炸分解。乙炔爆炸时压力为原来的1112倍。所以，当发现有黄橙色油状液体时，就应立即设法排除热量，以防爆炸。乙炔是有爆炸危险的气体，

35、爆炸通常发生在下列情况：、温度超过300或压力超过1.5大气压时，乙炔遇火就会爆炸。、温度超过580和压力超过1.5大气压时，乙炔就可能自行爆炸。、乙炔中如含有氧气会提高其爆炸性，当乙炔氧混合气体中含有乙炔2.893%或在乙炔空气混合气体中含有2.281%时，达到自燃温度（305）或遇到火星就是在常压下也会引起爆炸。、乙炔遇纯铜和银长期接触时会生成乙炔铜 Cu2C2 和乙炔银 Ag2C2 这些化合物被加热到110120或受到剧烈震动时就会引起爆炸。乙炔虽然是一种具有爆炸危险的气体，但只要认真对待，爆炸是完全可以避免的。 2 、乙炔的制取 工业乙炔是用水分解电石而得到的，其化学反应式如下：CaC

36、2 + 2H2OC2H2 + Ca OH 2 + Q电石 水 乙炔 熟石灰 热量工业用电石是生石灰和焦炭在电炉中熔炼而成。现在工厂大多使用瓶装的乙炔气。 二 、液化石油气 液化石油气是裂化石油时的副产品。主要成分是丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等碳氢化合物。在常温常压下它以气体存在，但只要加不大的压力，就可以变成液体，因此，便于装入瓶中贮存和运输。液化石油气在气态时是一种略带臭味的无色气体。液化石油气与空气和氧气混合，具有爆炸性，但比乙炔安全些，但其火焰温度低，达到完全燃烧所需要的氧气量大。因此，要求割炬应有较大的混合气体的喷出截面，降低流出速度，才能保证良好的燃烧。因此使用液化气要用专用割嘴。第二节

37、 气焊火焰及用途氧乙炔焰的构造和性质乙炔和氧的混合气体 有焊炬喷出点燃就形成氧乙炔焰。乙炔在完全燃烧后生成二氧化碳和水蒸气，并放出大量的热，其化学反应式为：2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O + Q乙炔 氧气 二氧化碳 水 热量 从理论上分析，当乙炔和氧气的体积比为2 ：5，能形成充分燃烧的中性焰。但由于火焰外围空气中氧的存在，因此实际上当氧和乙炔在混合室的混合比为1.11.2时即能形成中性焰。当氧与乙炔的混合比不同时，其火焰的性质也会随之变化。因此，氧乙炔焰可分为：中性焰、氧化焰和碳化焰三种。中性焰 燃烧后的气体中既无过剩的氧气，也无过剩的乙炔，其外形如下图：中性焰有三个明显的区

38、域即焰心、内焰和外焰。焰心是一个光亮的白色圆柱体，其长度随混合气体的喷射速度加大而增长。焰心之外是内焰，颜色较暗，在此区域碳和氧剧烈燃烧生成一氧化碳，是乙炔的不完全燃烧阶段，它的温度约28003200，离焰心尖24毫米处温度最高，可达31003200。外焰呈蓝色，在此区域吸取了空气中的氧，使乙炔达到完全燃烧，生成二氧化碳和水蒸气，且有周围空气中的氧和氮混入，故具有氧化性，温度也较低。2、氧化焰 当氧和乙炔的混合比大于1.2时，由于火焰中氧量的增加，氧化反应激烈，使火焰各部分长度均变短，焰心短而尖。内、外焰层次不清，火焰呈蓝紫色，火焰最高温度比中性焰还要高一些，可达3500。氧化焰的焰心是由乙炔

39、与氧气组成的。因为氧气浓度大，所以在内焰心完成初步燃烧后除了生成一氧化碳气外，还有二氧化碳和氧气存在，在外焰完成完全燃烧而生成二氧化碳和水蒸气的同时，还有氧气和氮气存在。由此可知，氧化焰的焰心、内焰和外焰都是氧化性的，适用于焊接青铜和黄铜等。碳化焰 当氧和乙炔的混合比小于1:1时，火焰燃烧后的气体中尚有部分乙炔未曾燃烧。焰心呈蓝白色，内焰呈淡白色，外焰带桔红色，在供给乙炔较多时还冒黑烟。碳化焰由于乙炔过剩，燃烧速度减慢，因此整个火焰比中性焰长，且较柔软，温度也较低，最高达27003000。 碳化焰心基本上也是由于乙炔和氧气组成的，内焰由一氧化碳，氧气和游离的碳粒组成。碳化焰的焰心、内焰与外焰中

40、，都可能存在着游离状态的碳素微粒。焊接时这些碳粒就会进到焊缝中去,使金属的含碳量增加,一般用碳化焰进行高碳钢、铸铁及硬质合金焊接十分适宜。 二、氧乙炔焰的用途 改变氧与乙炔的混合比值，可得到不同性质的火焰，焊接时应根据被焊金属的性质，合理地选用火焰，以获得理想的焊接质量。 1、中性焰 焊接低合金钢和紫铜时，应采用中性焰，并使焰心尖端距离工件表面24毫米，此处火焰温度最高，且焊接熔池在还原性气氛保护下，可避免氧化。焊接低、中碳钢，不锈钢、铝及铝合金等均用中性焰或轻微碳化焰。 2、碳化焰 会使焊缝金属增碳，变硬、变脆。只有在焊接高碳钢、高速钢、硬质合金和铸铁等时，才采用碳化焰，利用其增碳作用，以补

41、充碳的烧损。 3、氧化焰的温度虽最高，但由于整个火焰均具有氧化性，焊接钢件时会造成金属元素氧化和燃烧，气孔和夹渣等缺陷，使焊缝金属机械性能降低，所以一般不采用。但是在焊接黄铜和锡青铜时采用轻微氧化焰，利用其氧化性生成一层氧化薄膜覆盖在熔池上，保护低沸点的锌、锡不被蒸发。 三、焊丝和焊剂 在气焊过程中，焊丝的正确选用是很重要的，因为它被不断地送进熔池内，并与熔池的基本金属熔合形成焊缝。焊缝的质量在很大程度上和气焊丝有关。一般对气焊丝有如下要求： 1 、焊丝的化学成分应基本上与焊件相符合，保证焊缝具有足够的机械性能。 2 、焊丝表面应无油脂、锈斑及油漆等污物。 3 、焊丝的熔点应与焊件熔点相近，并在熔化时不产生强烈的飞溅或蒸发。气焊时被加热的金属极易与空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物，致使焊缝易产生气孔和夹渣等缺陷。为此焊接时必须采用焊剂，焊剂可以直接撒在焊件的坡口上，或蘸在气焊丝上加入熔池，在高温下，它与金属熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣，覆盖在熔池表面，将熔池与空气隔开，以防止熔池金属在高温时被继续氧化，从而改善了焊缝