气割与气焊基础知识.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/11/15,#,本章重点：,气焊平敷焊，气焊平对接焊以及管材对接气焊的操作方法和技能。气割的操作技术和工艺要求。,本章难点：,气焊与气割气体火焰的调节。气焊与气割所用设备的安全操作。,教学目标：,让学生熟悉并了解和使用气割气焊设备。让学生熟悉气割气焊的工艺流程,通过练习相应的气焊与气割工艺等实践环节，来培养和提高工艺能力和经验。,项目四、气焊,与气割,项目一、气焊气割原理及设备,一、气焊,、,气割原理,1,、气焊的原理,氧乙炔焊是熔焊的一种形式,它是利用,气体火焰所产生的热量，将被焊材料局部加热到熔化状态,，另加填充金属而进行金属连接的一种焊接方法。,乙炔和氧气在一个腔内混合,在喷嘴处点燃后作为一种高温热源,(,大约,3000),将焊条和母材熔化。它是一种由化学能转为热能的熔化焊方法。,乙炔与纯氧混合燃烧的火焰温度高达,3000,3300,，燃烧时放出的热量大，且热量较集中，用该气体火焰加热并熔化焊件和填充金属形成熔池。同时气体火焰还可以隔绝空气，保护熔池，随着火焰移动，熔池金属冷却凝固后，形成焊接接头。,2,、,气焊概述,气焊通常使用的气体是,乙炔和氧气,。,乙炔是可燃气体，氧气是助燃气体。乙炔和氧气混合燃烧形成的火焰称为氧乙炔焰。气焊的焊丝只作为填充金属，和熔化的母材一起组成焊缝,。氧乙炔焰按氧乙炔混合比值,(,指氧气与乙炔气的混合比例,),的不同可分为,中性焰、碳化焰和氧化焰,3,种,与电弧焊相比，气焊火焰的温度较低，热量较分散，加热缓慢，生产率低，焊件变形严重。气焊不易焊较厚的工件。气焊时焊缝金属的保护较差。但是，气焊火焰易于控制。操作简便，灵活性强，气焊设备不需电源。,火焰种类火焰特征,中 性 焰,碳 化 焰,氧 化 焰,氧乙炔,混合比,1.O,1.2,1.2,最高火焰温度,3150,3000,3300,火焰特征,包括焰心、内焰和外焰。焰心呈亮白色，端部有淡白色火苗时隐时现，离焰心端前面,2,4mm,处温度最高,焰心、内焰和外焰三区很明显。焰心呈亮白色，内焰淡白色有焰心，但没有内、外焰之分,应用,广泛用于气焊低碳钢、中碳钢、普通低合金钢、不锈钢等,轻微碳化焰可用于铸铁、高碳钢、高速钢等的焊接及硬质合金堆焊、钎焊等,轻微氧化焰只用在黄铜、锡青铜及镀锌铁皮等的气焊时，利用其轻微氧化性，可减少低沸点锌、锡的蒸发,3,气割原理,金属在氧气中剧烈燃烧的过程就是气割过程的实质。,氧气切割过程由,4,个步骤组成。,预热,。将切割部位的金属表层预热至燃点以上。,氧化,。切割用氧气从割嘴中心喷出，已达到燃点的金属急剧氧化燃烧，并形成氧化物渣。,吹渣,。液态的氧化物渣被高速切割氧气气流吹走，将未被氧化的金属暴露在氧气流中。,前进,。暴露在氧气气流中的金属，,在上面的金属被氧化时放出的热量的作,用下温度升高到燃点，继续被氧气气流,氧化燃烧成渣并被吹走，最后金属在整,个厚度方向被氧化割穿。,4,气割的条件,金属材料的,燃点应低于其熔点,。如果金属材料的燃点高于熔点，那么金属燃烧前已经熔化，熔化的液态金属流动性大，造成难以形成切口，甚至无法进行切割过程。,金属氧化物熔点要低于金属的熔点。金属氧化物被燃烧热熔化后，再被气流吹除，顺利实现切割过程，且被切割金属不熔化，割口窄小、整齐。,金属在氧气中燃烧释放热量要大。,气割时预热的热量主要依靠燃烧热,(70,),，而不是火焰的热量,(30,),，因此燃烧热大才能迅速将金属预热到燃点，实现切割。,金属导热性不能太好。导热性好，则燃烧热传导、散失得快，切口处的温度不易达到金属的燃点。,阻碍气割的元素和杂质少。,5,、气焊、气割应用范围,A,、气焊的应用,气焊,比其他焊接方法加热温度低、,速度,慢，特别适用于,板厚为,0.5,3.5mm,的,薄钢板、薄壁管、熔点较低的非,铁金属,合金、铸铁件的焊接及,硬质合金的,堆焊,，并广泛用于被磨损零件的,焊补,。,B,、气割,的应用,气割可以切割较厚的工件，可以气割曲线割缝，但必须满足上述气割条件才能进行气割。因此，,低碳钢、中碳钢和低合金钢气割性能良好而广泛采用气割,。而铸铁、铝和铜及其合金、不锈钢不具备气割条件，均不能用一般气割方法进行切割，不过，通过采用等离子切割可以获得高质量的割缝。,二,、气焊和气割设备组成：,主要,由氧气瓶、乙炔瓶、焊炬等组成。如表所示。,序号,部件名称,作用,1,氧气瓶,氧气瓶是运送和储存高压氧气的容器的作用,2,乙炔瓶,乙炔瓶是储存和运送乙炔为容器的作用,3,减压器,是将高压气体降为低压气体的调节装置。对不同性质的气体，必须选用符合各自要求的专用减压器,4,回火防止器,截留回火气体，保证乙炔瓶的安全,5,焊炬,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,6,焊嘴,由大小不同的焊嘴喷出，点火燃烧，产生大小不同的气体火焰燃烧工件,7,氧气、乙炔管,输出乙炔气体以及高压氧气用于助燃,1,、氧气瓶,氧气瓶,是运送和储存高压氧气的容器,，,氧气瓶属于压缩气瓶,，主要,由,瓶体、瓶阀、,瓶帽,和防振圈,等,组成。,其,容积为,40L,，输出压力,为,15MPa,。工作压力,调节范围,0.1-1.25MPa,。,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,0.1,0.2MPa,，以便在再装氧气时吹除灰尘和避免混进其他气体。,2,、,乙炔瓶,乙炔瓶是,储存和运送,乙炔的容器,，国内最常用的乙炔瓶公称容积为,40L,，输出压力,为,1,5MPa,。工作压力调节范围,0.01-0.15MPa,。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储存在瓶内。,使用乙炔瓶时，除应遵守乙炔瓶使用要求外，还应该注意：,瓶体的温度不能超过,30,40,；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，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。,3,、减压器：氧气、乙炔减压器,是将高压气体降为低压气体的调节装置,。对不同性质的气体，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,0,2,0,4MPa,，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。,减压器是将高压气体转换为低压气体的调节装置，,减压器可起到调压和稳压的作用，,此外，,还可以防止氧气逆向流入可燃气瓶引起爆炸,。减压器,在专用气瓶上直安装牢固。各种气体专用的减压器，禁止换用或替用，如下图所示。,氧气减压器,乙炔减压器,4,、各种,软管：从各调节器、气瓶处将氧气和乙炔输送到焊炬处。,5,、,焊,炬,是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰强度并进行焊接的,工具，,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。,各种型号的焊炬均配备,3,5,个大小不同的焊嘴，以便焊接不同厚度的焊件时使用,6,、,割,炬,是气割时用于安装或更换割嘴，调节预热火焰、气体流量和控制切割氧流量并进行气割的工具。,7,、回火防止器：,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。回火防止器的作用就是截留回火气体，保证乙炔瓶的安全。,如果,混和气的流出速度比燃烧速度快，则火焰离开喷嘴一段距离再燃烧；如果,混和气的流,出,速度比燃烧速度慢，则火焰就进入喷嘴逆向燃烧。这是发生回火的根本原因。,造成,混和,气,的流出速度比燃烧速度慢的主要原因是：,割嘴堵塞，混和气流出不畅；割嘴、割炬,过热，,割,嘴离工件太近，流出气体被工件阻挡反射等。,三、气焊,工艺,操作过程,1,、焊前准备：进行,氧乙炔焊操作,时应,佩戴有深色镜片的护目镜、配戴手套、口罩、耳塞、工作服,等。,2,、火焰性质的调节,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,。,1,）,火焰,性质的调节,刚点燃的火焰通常为碳化焰，然后根据所焊（割）材料的不同进行火焰调节。如要得,到中性焰，就应逐渐增加氧气量，使火焰由长变短，颜色由淡红色变为蓝白色，直至焰心及外焰的轮廓特别清晰、内焰与外焰间的明显界限消失为止。,在中性焰的基础上要得到碳化焰，,就必须减少氧气量或增加乙炔量,。这时火焰变长，焰心轮廓变得不清晰。气焊时所用的碳化焰，其内焰长度一般为焰心长度的,2,倍左右。,在中性焰的基础上要得到氧化焰，就应逐渐增加氧气量。这时整个火焰将变短，当听到有急速的“嘶嘶”声时便是氧化焰,。,中性焰，如右图,所示,：,标准,的火焰称为中性焰，当氧气和乙炔的体积混合比为,1,：,1,时，产生中性焰。这种火焰有非常明亮透明的焰心，焰心被明亮的外层蓝色火焰包围。氧与乙炔充分燃烧，没有氧与乙炔过剩，内焰具有一定还原性。焰心呈尖锥形，色蓝白而亮，轮廓清楚，外焰呈淡桔红色。最高温度,3050,3150,，,主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、工业纯铜、锡青铜、铝及其合金等。,碳化焰,又称为剩余焰和收缩焰，,如右图,所示。混合气中乙炔量略多于氧气量时，燃烧生成的火焰为碳化焰。碳化焰和中性焰的不同之处在于它由三部分组成。,它的焰心和外层火焰都和中性焰相同，但在这两层火焰之间，有一层淡色的乙炔包围在透明焰心的外面,。乙炔焰心的长度随着气体混合物中乙炔量的多少而变化。双倍剩余焰的氧、乙炔混合比例为,1-1.4,（体积比）。,碳化焰用于焊接铝、镍和其他合金,。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。焰心呈淡蓝色，内焰已看不清了，焊接时会发出急剧的“嗖嗖”声。最高温度,2700,3000,。,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,。,氧化焰，,如右图,所示。,混合气中氧气略多于乙炔时，燃烧生成的火焰为氧化焰。从外观上看，氧化焰与中性焰相似，但它的乙炔焰心较短，而且其颜色比中性焰较短，而且边缘模糊。,氧化焰通常会使熔化的金属氧化，所以不能用来焊接钢材,。但可以用来焊接黄铜和青铜。氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。焰心呈蓝白色，外周包着一层淡蓝色的火焰，轮廓不清楚，外焰呈桔红色，伴有黑烟。最高温度,3100,3300,。,主要用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。,2,火焰能率的调节,气焊,火焰能率指每小时混合气体的消耗量,(L,h),。气焊中，根据焊件厚度及热物理性能等的不同，选择不同的焊炬型号及焊嘴号码，并通过调节阀门来调节氧乙炔混合气体的流量，以得到不同的火焰能率。,当要减小中性焰或氧化焰的能率时，应先调节氧气阀门以减小氧气的流量,，,后调节乙炔阀门以减小乙炔流量,。,当要增加火焰能率时，应先调节乙炔阀门增加乙炔流量，后调节氧气阀门增加氧气流量,。调节碳化焰能率的方法与上述顺序相反。,火焰类型取决于焊接母材的材质。碳钢类材料多采用中性火焰焊接，其它材料则有使用碳化焰和氧化焰的。各类火焰适用范围,：,3,、焊嘴的选择：,焊,嘴的大小与火焰的能率有关。单位时间内火焰所提供的热能的大小代表火焰的能率。,大号的焊嘴，火焰能率高，适于厚板的焊接，,如下表所示。给出了,HO1-6,型焊炬配用各种焊嘴适用范围。,汽车钣金件金属板厚多在,1.5mm,左右，因此，,2,号焊嘴使用最多。,4,、,焊丝,的选择,1,）焊丝,材料应选用与焊件相同的材料，汽车钣金件多为低碳钢板，选用一般铁丝即可。,2,）焊丝,直径与焊件厚度、坡口型式和操作方式有关。焊丝过细，焊接时焊件尚未熔化而焊丝已熔化下滴，焊接不良；焊丝过粗，则焊件熔化而焊丝尚未熔化，势必增加焊件接头区加热时间，使金相组织改变，降低了焊接质量。同样条件下，采用左焊法和右焊法，焊丝直径也不相同。焊件厚度小于,15mm,时不同焊接方法可按以下经验公式估算焊丝直径：,左焊法：焊丝直径,=,（板厚除以,2+1,）,mm,右焊法：焊丝直径,=,板厚除以,2mm,对于薄板的焊接，焊丝直径与厚度相同即可。,5,、,焊,嘴与焊丝的倾角选择,焊嘴的倾角一般应考虑焊件厚度、施焊位置和焊件材料的热物理性诸因素来确定。厚度大、材料熔点高、导热性良好时，焊嘴倾角可取大一些，反之，倾角应减小。低碳钢水平位置焊接时，焊嘴倾角与厚度关系,如下图所示。,气焊时焊丝相对于焊嘴的角度一般在,90,度,100,度之间。,7,、,焊缝,的顺序,对于较长的焊缝，应事先间隔焊上若干点，以保持整个焊缝位置相对固定，然后采取分段,或横向,焊接完成整个焊缝的焊接，如下图所示之顺序,1,、,2,、,3,、,4,、,5,。,焊接中途停顿后，应将原熔池和附近焊缝重新熔化后才能继续焊接，重叠部分不应小于,6mm,。,开始起焊时，由于焊件温度较低，可加大焊嘴与焊件的倾角，加快预热速度；当起焊处形成白亮的熔池时，在减小倾角进入正常焊接；焊接收尾，焊件温度较高，应减小倾角，加快送焊丝速度和焊接速度，直到熔池填满，火焰再慢慢离开。,四、,气焊,基本操作技术,操作方法,1.,点火、调节火焰与灭火点火时，,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。,2.,焊嘴倾角的调整气焊时，,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。,焊嘴轴线的投影应与焊缝重合，同时要注意掌握好焊嘴与焊件的夹角。,3.,气焊的接头形式接头形式有卷边接头、对接接头、角接接头、,T,形接头、搭接接头、管子,接头等,。,气焊的接头形式,，如图所示。,4,、焊接,方向,（,1,）右向焊法。右向焊时，焊炬指向已完成的焊缝。焊接过程自左向右，焊炬在焊丝前面移动，如图所示,。,右焊法火焰指向焊缝，熔池保护效果好，不易产生气孔、夹渣，热量利用效率高，焊缝冷却较慢，适用于焊接较厚的或高熔点材料。,（,2,）左向焊法。左向焊时，焊炬指向待焊部位，焊接过程自右向左，焊炬在焊丝后面移动，如图所示,。,左焊法操作简单，适于薄板及低熔点材料的焊接。,5,、,焊接位置：,（,1,）平焊。如图所示。焊接开始时，焊炬与焊件的角度可大些，随着焊接过程的进行，则焊炬与焊件的角度可减小些。焊丝与焊炬的夹角应保持在,90,左右。,（,2,）立焊。如图所示。火焰能量较平焊小些。严格控制熔池温度，向上倾斜与焊件构成,60,角，以借助火焰气流的吹力托住熔池，不使熔化金属下淌。,（,3,）横焊。如图所示。使用较小的火焰能量控制熔池的温度。,（,4,）仰焊。如图所示。使用较小的火焰能量，严格控制熔池温度和面积，利于熔化金属快速凝固。,五、气焊,、切割工艺安全操作事项,1.,工作前应清理场地杂物，穿戴防护用品，认真检查乙炔胶管、氧气胶管、胶管接头、钢瓶开关、压力表等有否泄漏现象，乙炔回火保护装置是否有效。,2.,乙炔、氧气瓶要相隔,5M,以上并要远离火源，不得在太阳下曝晒，移动过程不得撞击，不得在地上拖拉、滚动。,3.,严禁使用沾有油污的工具或手扳动氧气开关及接触氧气出气口，禁止在减压阀调整气压过高或过低时使用焊炬作业。学徒工无专业师傅的指导和未经训练的人员禁业使用焊接,工具,4.,焊炬、割炬在操作前用通针清除枪嘴焊渣，确保使用过程焊嘴畅通。,5.,作业完毕要关上气瓶总阀，排清乙炔管内剩余气体，绕好胶管，清扫场地。,6.,遇焊炬发生回火，应先迅速关闭焊炬的乙炔阀门，后关闭氧气阀门。若焊炬被烧红，应立即卡折住乙炔、氧气胶管，迅速关闭乙炔、氧气瓶总阀，待焊炬冷却后方可使用。,7.,注重胶管清洁，检查接头紧固情况，两气管给予必要的包扎靠连。注重检查乙炔表、氧气表的高、低压指针准确性，给予相应的调整。,